JP2003045615A - 加熱用金属製スリーブおよび加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定着性能、クイックスタート性、耐久時のコン
タミ防止、トルクアップ防止を満足する加熱用金属製ス
リーブを提供すること、上記を達成する高速オンデマン
ド定着に対応すること。 【解決手段】加熱用部材１１と該加熱用部材１１と加圧
部材２０の間に介在し、加熱用部材１１からの熱を被加
熱材Ｐに接触して与える加熱用金属製スリーブ１３にお
いて、可撓性を有する円筒状金属素管を基層として形成
されており、該円筒状金属素管の内外面の表面粗さがＲ
ｚ＝３μｍ以下で形成されていると共に、外表面には、
接着層を含んだ離型性層の厚みが２０μｍ以下で形成さ
れていることを特徴とする加熱用金属製スリーブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形
成装置において、作像プロセス部で記録材（転写材・印
字用紙・感光紙・静電記録紙等）に転写方式あるいは直
接方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着トナー
像を固着像として熱定着処理する加熱用金属スリーブお
よび加熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式、静電記録方式等を
採用する画像形成装置に具備される定着装置において
は、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接し
て回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニッ
プ部を通過させることにより記録材上に永久画像として
定着させる、いわゆる加熱定着装置が広く用いられてい
る。

【０００３】従来の加熱定着装置の１例を図９に示す。
４０は加熱手段を具備した定着ローラであり、機械的強
度を満足するように厚み１ｍｍ〜４ｍｍ程度のアルミの
中空芯金４２の内部にハロゲンランプ４１が配設されて
おり、不図示の電源からの通電により中空芯金４２内部
から記録材Ｐ上のトナーを融解させるのに十分な加熱を
行なう。

【０００４】中空芯金４２の内部はハロゲンランプ４１
による輻射熱の吸収を良好にするために、一般的に黒色
の吸収率９０％以上の物質（例えばオキツモ等）が全面
に塗布されており、内面の粗さは反射を防ぎ、吸収率を
高くする目的で粗くなっており、Ｒｚ＝１０μｍ以上と
なっている。

【０００５】また記録材Ｐ上のトナーをオフセットする
ことなく、記録材Ｐ上に定着するために中空芯金４２の
外側には離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラ
フルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）などの離型性層４
３が形成されている。

【０００６】離型性層４３は外面をブラスト処理やエッ
チング処理等を行い、表面粗さをＲｚ＝５μｍ以上とし
た中空芯金４２上に、チューブ状に形成されていたり、
あるいは静電スプレー、ディッピング塗工等により形成
されており、中空芯金４２に対して接着力を得ている。

【０００７】また、記録材Ｐの搬送によって定着ローラ
４０の表面がチャージアップすることで発生するオフセ
ットを防止するため、離型性層４３にカーボンブラック
等の導電部材を混入しているものもある。

【０００８】さらに定着ローラ４０の中空芯金４２は電
気的にアース接続、もしくはダイオード素子を介して接
地されていたり、不図示のバイアス印加手段によって、
バイアス印加されており、定着ローラ表面がチャージア
ップしてオフセット画像が発生するのを防止している。

【０００９】また、定着ローラ４０の表面にはサーミス
タ４４が接触しており、定着ローラ表面の温度を検知
し、適度な温度で記録材Ｐ上のトナー像を加熱するよう
にハロゲンランプ４１への給電をｏｎ／ｏｆｆ制御す
る。

【００１０】一方、５０は上記定着ローラ４０とローラ
長手方向両端部において不図示の加圧バネにより圧接し
て記録材Ｐを挟持搬送する加圧ローラである。加圧ロー
ラ５０は芯金５１の外部に、シリコンゴムを成形した弾
性層あるいはシリコンゴムを発泡して成るスポンジ弾性
層５２、さらにその外層に定着ローラ４０と同様のＰＴ
ＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層５３をチュー
ブ状に、あるいはコーティング塗工して形成して成る。

【００１１】よって、加圧ローラ５０の弾性により両ロ
ーラ４０・５０間に十分なニップ幅の定着ニップ部Ｎを
形成することができる。この定着ニップ部Ｎに挟持搬送
される記録材Ｐ上のトナー像を定着ローラ４０からの加
熱により定着することができる。

【００１２】また、特にスタンバイ時に加熱定着装置に
電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、詳し
くはヒータ部と加圧ローラの間に薄肉のフィルムを介し
て記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式によ
る加熱定着方法の１例が特開昭６３−３１３１８２号公
報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０
７５号公報・特開平４−２０４９８０公報等に提案され
ている。

【００１３】図１０にフィルム加熱方式の定着装置の１
例の概略構成を示した。すなわち図１０において、ステ
イホルダー（支持体）６２に固定支持させた加熱部材
（加熱体、以下ヒータと記す）６１と、該ヒータ６１に
耐熱性の薄肉フィルム（以下、定着フィルムと記す）６
３を挟んで加圧手段により所定のニップ幅の定着ニップ
部Ｎを形成させて圧接させた弾性加圧ローラ５０を有す
る。

【００１４】ヒータ６１は通電により所定の温度に加熱
・温調される。

【００１５】定着フィルム６３は不図示の駆動手段ある
いは加圧ローラ５０の回転力により、定着ニップ部Ｎに
おいてヒータ６１面に密着・摺動しつつ矢印の方向に搬
送移動される、円筒状あるいはエンドレスベルト状、も
しくはロール巻きの有端ウエブ状の部材である。

【００１６】ヒータ６１を所定の温度に加熱・温調さ
せ、定着フィルム６３を矢印の方向に搬送移動させた状
態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム６３と加圧
ローラ５０との間に被加熱材としての未定着トナー像を
形成担持させた記録材Ｐを導入すると、記録材Ｐは定着
フィルム６３の面に密着して該定着フィルム６３と一緒
に定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。この定着ニップ部
Ｎにおいて、記録材・トナー像がヒータ６１により定着
フィルム６３を介して加熱されて、記録材Ｐ上のトナー
像が加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材部
分は定着フィルム６３の面から剥離して搬送される。

【００１７】加熱部材としてのヒータ６１には一般にセ
ラミックヒータが使用される。例えば、アルミナ等の電
気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック基板の面
（定着フィルム６３と対面する側の面）に基板長手（図
面に垂直の方向）に沿って銀パラジューム（Ａｇ／Ｐ
ｄ）・Ｔａ₂Ｎ等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等
で形成具備させ、さらに該発熱抵抗層形成面を薄肉のガ
ラス保護層で覆ってなるものである。このセラミックヒ
ータ６１は通電発熱抵抗層に通電がなされることにより
該通電発熱抵抗層が発熱してセラミック基板・ガラス保
護層を含むヒータ全体が急速昇温する。このヒータ６１
の昇温がヒータ背面に設置された温度検知手段６４によ
り検知されて不図示の通電制御部へフィードバックされ
る。通電制御部は温度検知手段６４で検知されるヒータ
温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるよ
うに通電発熱抵抗層に対する給電を制御する。すなわち
ヒータ６１は所定の定着温度に加熱・温調される。

【００１８】定着フィルム６３は、定着ニップ部Ｎにお
いてヒータ６１の熱を効率よく被加熱材としての記録材
Ｐに与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄くし
ている。定着フィルム６３はフィルム基層、導電性プラ
イマー層、離型性層の３層構成で構成されており、フィ
ルム基層側がヒータ側であり、離型性層が加圧ローラ側
である。フィルム基層は絶縁性の高いポリイミド、ポリ
アミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有
しており、可撓性のある厚み１５〜６０μｍ程度で形成
されている。また、フィルム基層により定着フィルム６
３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。導電性
プライマー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成され
ており、定着フィルム全体のチャージアップを防止する
ため、電気的にアースに接続されている。離型性層は定
着フィルム６３に対するトナーオフセット防止層であ
り、離型性の良好なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ
素樹脂を厚み５〜１４μｍ程度に被覆して形成してあ
る。また、図９の定着ローラ４０と同様に定着フィルム
６３表面のチャージアップを軽減し、静電オフセットを
防止するため、離型性層中には比抵抗が１０³Ωｃｍ〜
１０⁶Ωｃｍ程度のカーボンブラック等の導電部材が混
入されている。

【００１９】また、ステイホルダー６２は、例えば耐熱
性プラスチック製部材より形成され、ヒータ６１を保持
するとともに定着フィルム６３の搬送ガイドも兼ねてい
る。よって定着フィルム６３との摺動性を高めるため
に、定着フィルム６３とヒータ６１やステイホルダー６
２の外周面の間に耐熱性の高いグリース等を介在させて
ある。また、加圧部材５０は上述した定着ローラ方式の
加熱定着装置の加圧ローラと同様の構成をしている。

【００２０】また、定着フィルム６３と加圧ローラ５０
の間で加熱定着に必要な定着ニップ部Ｎを形成するた
め、ステイホルダー６２の両端部より不図示の加圧バネ
によって加圧ローラ５０側に加圧されている。これによ
り、ステイホルダー６２に取り付けられたヒータ６１は
加圧ローラ５０の周方向の一部、かつ長手方向全域に渡
って定着フィルム６３と密着した状態になる。

【００２１】また、加圧ローラ５０が回転駆動され、こ
れに伴い、定着フィルム６３が加圧ローラ５０の表面に
よって従動回転させられる。この状態でヒータ６１に形
成された通電発熱抵抗層には不図示のコネクターにより
ヒータ６１の両端部に形成された電極部を介して給電さ
れる。これにより、通電発熱抵抗層が加熱昇温し、定着
ニップ部に挟持搬送された記録材上のトナー像を加熱定
着する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
加熱定着装置の場合、以下に挙げるような問題点があ
る。

【００２３】まず、定着ローラ４０を用いた加熱定着装
置の場合、定着ローラ芯金４２の肉厚が機械的強度を満
足するため、１〜４ｍｍ程度必要となり、大きな熱容量
を有する。このため、画像形成装置がプリント信号を受
信する前に所定温度に定着ローラ４０を予備加熱してお
く必要がある。これは、未定着トナー像を形成した記録
材Ｐが加熱定着装置に搬送されてくるまでの短い時間で
は、定着ローラ４０を室温から定着可能温度まで加熱昇
温させることが困難であることから、プリント信号を受
信する前のスタンバイ状態である程度加熱昇温しておく
必要が生じる。

【００２４】このため、室温状態まで定着ローラ４０が
冷却された状態から画像形成装置の電源をＯＮした場合
などは、画像形成装置がプリント信号を受信可能になる
まで、定着ローラ４０を加熱昇温させる必要があった。

【００２５】また、スタンバイ中にヒータ４１への通電
により定着ローラ４０を所定温度に加熱昇温させる必要
があることから、エネルギを無駄に使用していた。

【００２６】また、芯金４２の肉厚を薄くすることで対
応しようとした場合でも、上記従来例のようなヒータ４
１の輻射熱で定着ローラを加熱しようとする場合には、
熱効率が良くないので、画像形成装置の高速化によって
記録材搬送スピードが速くなった場合には同様に予備加
熱が必要となる。

【００２７】また、芯金４２の肉厚を薄くして昇温スピ
ードを速くしようとした場合、芯金４２の強度が十分で
ないために、強い加圧力で加圧した場合大きく撓み、亀
裂が入る等、耐久性に問題があった。

【００２８】一方、フィルム加熱方式の加熱定着装置で
は、上記のようなスタンバイ中のヒータ６１への通電を
必要とせず、画像形成装置がプリント信号を受信してか
ら、ヒータ６１への通電を行っても記録材Ｐが加熱定着
装置に到達するまでに加熱可能な状態にすることが可能
である。よって省エネの観点からフィルム加熱方式の加
熱定着装置はエネルギを無駄にしない優れた加熱定着装
置となる。

【００２９】しかし、定着フィルム６３は熱伝導性の悪
い樹脂層により形成されており、画像形成装置の高速化
には不向きとなっていた。すなわち、画像形成装置が高
速化した場合、ヒータ６１での加熱を定着フィルム６３
を介して記録材Ｐに与えるスピードが装置の高速化に対
応して増加しなければならないが、樹脂製の定着フィル
ム６３では、熱伝導性フィラを混入する等の対策をとっ
たとしても限度があり、更なる高速化には対応ができな
くなる。

【００３０】また、高い加圧力で加圧した場合、記録材
Ｐにトナー像を強い密着力で押し付けることが可能にな
り、定着性能が上がるが、樹脂製フィルムでは耐久によ
り内面が削れ、破損に至ることがあり、高速化、耐久性
を両立させることは困難であった。

【００３１】さらに、樹脂製の定着フィルム６３に熱伝
導性フィラを多量に添加した場合には、引裂強度等の機
械的強度が失われ、例えば、端部の規制部材等でスラス
ト方向の位置を規制するとき、定着フィルム６３の端部
が規制部材等の端面に寄った状態で回転するので、定着
フィルム６３の端部が裂ける等の問題が生じ、耐久性の
悪化を招いてしまう。

【００３２】また、端部への寄りを制御しようとした場
合には、構造が複雑になり、装置の大型化、高コスト化
を招いてしまう。

【００３３】よって、簡単な構成でかつ定着性確保、耐
久性確保の双方を満足した加熱定着装置の高速化には樹
脂製フィルムを用いたシステムは不向きであった。

【００３４】そこで本発明は、定着性能、クイックスタ
ート性、耐久時のコンタミ防止、トルクアップ防止を満
足する加熱用金属製スリーブを提供すること、上記を達
成する高速オンデマンド定着に対応することを目的とす
る。

【００３５】ここで、コンタミとは、紙粉やトナーが金
属製スリーブ表面に付着してしまう現象で、表面粗さが
粗いと紙との接触によって凹部に紙粉等が蓄積されてし
まう。アンカー効果で除去しにくい状況となってしまう
ため、微量のオフセットトナー等が更に付着して離型性
を落としてしまう。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
特徴とする加熱用金属製スリーブおよび加熱定着装置で
ある。

【００３７】（１）加熱用部材と該加熱用部材と加圧部
材の間に介在し、加熱用部材からの熱を被加熱材に接触
して与える加熱用金属製スリーブにおいて、可撓性を有
する円筒状金属素管を基層として形成されており、該円
筒状金属素管の内外面の表面粗さがＲｚ＝３μｍ以下で
形成されていると共に、外表面には、接着層を含んだ離
型性層の厚みが２０μｍ以下で形成されていることを特
徴とする加熱用金属製スリーブ。

【００３８】（２）金属製スリーブと加圧部材の間で形
成される加熱ニップ相当部において、該金属製スリーブ
内面に加熱用部材を接触配置していることを特徴とする
（１）に記載の加熱用金属製スリーブ。

【００３９】（３）金属製スリーブ内面と接触する加熱
用部材の表面に樹脂コートを施してあることを特徴とす
る（１）または（２）に記載の加熱用金属製スリーブ。

【００４０】（４）加熱用部材の表面の樹脂コートがポ
リイミドを主成分としていることを特徴とする（３）に
記載の加熱用金属製スリーブ。

【００４１】（５）金属製スリーブがしごき加工によ
り、薄肉化され周方向に３μｍ以下の凹凸を有する加工
が施されていることを特徴とする（１）から（４）の何
れか１つに記載の加熱用金属製スリーブ。

【００４２】（６）金属製スリーブ内外面の周方向の表
面粗さが長手方向の表面粗さより小さく形成されている
ことを特徴とする（５）に記載の加熱用金属製スリー
ブ。

【００４３】（７）未定着画像が形成された記録材を、
定着部材と加圧部材により互いに圧接してなる定着ニッ
プ間を通過させることにより、上記未定着画像を記録材
上に永久画像として定着させる加熱定着装置において、
前記（１）〜（６）の何れか１つに記載の加熱用金属製
スリーブを具備していることを特徴とする加熱定着装
置。

【００４４】（８）加熱用金属製スリーブと加圧部材と
の間に電位差を有し、加圧部材側にバイアスを印加する
手段を有し、上記金属製スリーブは円筒状金属素管が接
地状態あるいはダイオード接続を介して接地状態にある
ことを特徴とする（７）に記載の加熱定着装置。

【００４５】（作 用）より具体的に説明すると、本発
明においては、未定着画像が形成された記録材を、定着
部材と加圧部材の間で所定の温度に維持されたニップ部
を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に
永久画像として定着させる加熱用金属製スリーブおよび
加熱定着装置において、上記定着部材を厚み２０μｍ〜
１００μｍの金属製スリーブ、および通電発熱抵抗層を
具備し、該金属製スリーブ内面に接触状態の加熱用ヒー
タからなる加熱定着装置とする。また、金属製スリーブ
内面は接触熱抵抗を低く抑え、定着ニップ部への伝熱を
良好にするために、表面粗さＲｚ＝３μｍ以下とする。
さらに金属製スリーブ外面の表面粗さをＲｚ＝３μｍ以
下とし、接着層としてのプライマ層を含め離型性層を厚
み２０μｍ以下で形成する。

【００４６】これにより、熱伝導性が良好な金属スリー
ブ内面から加熱用ヒータにより接触加熱することで、画
像形成装置の高速化に対応した加熱定着を高い熱効率で
実施できる。

【００４７】よって、画像形成装置がプリント信号を受
信していない状態のスタンバイ中にヒータへの通電をシ
ャットダウンしておくことができ、省エネルギの加熱定
着が実現できる。

【００４８】また、室温状態から画像形成装置の電源を
ＯＮした場合でも、即座にプリント信号受信可能になる
ため、作業者を待たせることがない。

【００４９】よって画像形成装置が高速化した場合で
も、クイックスタート性に優れ、ファーストプリントタ
イムも速い加熱定着装置を提供することが可能となる。

【００５０】また、樹脂製フィルムに比べ剛性の高い金
属製スリーブを使用することで、加圧力を高く設定する
ことが可能になり、さらに画像形成装置の高速化に対応
することが可能になる。

【００５１】また、該金属製スリーブ内面に接触し、定
着ニップ部を加熱する加熱用ヒータの表面を耐熱性のあ
るポリイミド樹脂等の樹脂部材とする。これにより、金
属製スリーブ内面はスムーズに加熱用ヒータ面を摺動す
ることができ、高耐久の加熱定着が可能となる。

【００５２】また、金属製スリーブに上記表面粗さ内の
周方向のスジ加工を施すことにより金属スリーブの回転
をスムーズにし、加熱用ヒータコートを傷つけにくくす
る。

【００５３】また、未定着トナー像を記録材上に固着さ
せる加熱定着装置においてトナーと逆極性のバイアスを
加圧ローラ側に印加し、金属製スリーブを接地あるいは
ダイオード接続することで、紙粉、トナー等が金属製ス
リーブに吸着されることを防止する。これにより耐久に
よって金属製スリーブが汚れる等の問題もなく、高耐久
の加熱定着装置を提供できる。

【００５４】

【発明の実施の形態】（第１の実施例） （Ａ）画像形成装置例 図１は画像形成装置例の概略構成模型図である。

【００５５】１は感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルフ
ァスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウ
ムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されてい
る。

【００５６】感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動さ
れ、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２に
よって一様帯電される。

【００５７】次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御
されたレーザビーム３による走査露光が施され、静電潜
像が形成される。

【００５８】この静電潜像は、現像装置４で現像、可視
化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２
成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ
露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多
い。

【００５９】可視化されたトナー像は、転写装置として
の転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された
記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。

【００６０】ここで感光ドラム１上のトナー像の画像形
成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するように
センサ８にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合
わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは
感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送
される。

【００６１】このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱
定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。

【００６２】一方、感光ドラム１上に残存する転写残り
の残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム
１表面より除去される。

【００６３】（Ｂ）加熱定着装置６ 図２は加熱定着装置６の概略構成模型図である。１０は
定着部材、２０は加圧部材であり、互いに圧接させて定
着ニップ部を形成させてある。定着部材１０は、加熱用
部材としてのヒータ１１、断熱ステイホルダー１２、定
着スリーブ１３等からなる。加圧部材２０は耐熱性弾性
加圧ローラである。

【００６４】ａ）定着スリーブ１３ 定着スリーブ１３は熱容量の小さなスリーブであり、ク
イックスタートを可能にするために厚１００μｍ以下の
厚みで耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材を単独あるいは合金部材を
基層とした金属製スリーブ（フィルム）である。

【００６５】また、長寿命の加熱定着装置を構成するた
めに充分な強度を持ち、耐久性に優れた金属製スリーブ
として、厚さ２０μｍ以上の厚みが必要である。よって
金属製スリーブ１３の厚みとしては２０μｍ以上１００
μｍ以下が最適である。

【００６６】さらにオフセット防止や記録材の分離性を
確保するために表層にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（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）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレ
ン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等のフ
ッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂
を混合ないし単独で被覆したものである。

【００６７】被覆の方法としては、金属製スリーブ基材
の外面に接着層としてのプライマー層を塗布した後に上
記離型性層をディッピング、粉体スプレー等の塗布によ
るものや、あるいはチューブ状に形成されたものを金属
製スリーブの表面に被せる方式のものであっても良い。

【００６８】なお、本実施例の主要部分である金属製ス
リーブの内外面の表面性および離型性層の厚み等につい
ては後記ｅ）項で詳述する。

【００６９】ｂ）加熱用ヒータ１１ 加熱用ヒータ１１は定着スリーブである金属製スリーブ
１３の内部に具備され、これにより記録材Ｐ上のトナー
像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。

【００７０】加熱用ヒータ近傍の構成模型図を図３に示
す。図３の（ａ）において、加熱用ヒータ１１は、アル
ミナ、ＡｌＮ（チッ化アルミ）等の高絶縁性のセラミッ
クスやポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹
脂からなる基板１１ａの表面に長手方向に沿って、例え
ばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の
通電発熱抵抗層１１ｂをスクリーン印刷等により、厚み
１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状
に塗工して形成し、通電発熱抵抗層１１ｂの表面には、
金属製スリーブ１３との摺擦に耐えることが可能な薄層
のフッ素樹脂層、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥ
ＥＫ等の耐熱性樹脂層からなる摺動層を設けた通電加熱
用部材である。

【００７１】上記基板１１ａの背面（定着ニップ部Ｎと
反対側）には通電発熱抵抗層１１ｂの発熱に応じて昇温
した加熱用ヒータ１１の温度を検知するためのサーミス
タ等の温度検知素子１４が配設されている。この温度検
知素子１４の信号に応じて、図４に示す長手方向端部に
ある電極部１１ｆおよび１１ｇから通電発熱抵抗層１１
ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に
制御することで、定着ニップ部Ｎ内での温調温度を略一
定に保ち、記録材Ｐ上のトナー像を定着するのに必要な
加熱を行う。温度検知素子１４から不図示の温度制御部
へのＤＣ通電は不図示のＤＣ通電部およびＤＣ電極部を
介して不図示のコネクターにより達成している。

【００７２】ヒータ基板１１ａとして熱伝導性の良好な
ＡｌＮ（チッ化アルミ）等を用いた場合には、図３の
（ｂ）のように、通電発熱抵抗層１１ｂを上記基板１１
ａに対して定着ニップ部Ｎと反対側に形成してあっても
良い。図３の（ｂ）において、１１ｄは基板１１ａ上に
形成された通電発熱抵抗層１１ｄと温度検知素子１４の
間の耐電圧を満足するために設けたガラスコート、フッ
素樹脂層等の保護層である。また、１１ｅは上述の１１
ｃと同様に金属製スリーブとの摺擦に耐えることが可能
な薄層のフッ素樹脂層、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂層からなる摺動層である。

【００７３】また、上記金属製スリーブ１３の内面にお
いて、加熱用ヒータ１１の定着ニップ部Ｎ側の形状を曲
面とすることで、金属製スリーブ１３に屈曲負荷を与え
ないようにした方が長寿命の定着部材が形成される。あ
るいは、ヒータの金属製基板上の定着ニップ部とは反対
側に絶縁層、通電発熱抵抗層を順次積層してなる金属製
加熱用ヒータであり、該金属製基板は定着ニップ部側が
金属製スリーブと同方向に湾曲した形状であっても良
い。

【００７４】ｃ）断熱ステイホルダー１２ 断熱ステイホルダー１２は、加熱用ヒータ１１を保持
し、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断
熱部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰ
Ｓ、ＰＥＥＫ等により形成されており、金属製スリーブ
１３が余裕をもってルーズに外嵌されていて、矢印の方
向に回転自在に配置されている。また、金属製スリーブ
１３は内部の加熱用ヒータ１１および断熱ステイホルダ
ー１２に摺擦しながら回転するため、加熱用ヒータ１１
および断熱ステイホルダー１２と金属製スリーブ１３の
間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため加熱
用ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２の表面に耐
熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これに
より金属製スリーブ１３はスムーズに回転することが可
能となる。

【００７５】ｄ）加圧ローラ２０ 加圧ローラ２０は、芯金２１の外側に、シリコンゴムや
フッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡し
て形成された弾性層２２からなり、この上にＰＦＡ、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２３を形成してあってもよ
い。

【００７６】定着部材１０は上記の加圧部材２０の方向
に図４に示すように断熱ステイホルダー１２の一部、も
しくは断熱ステイホルダーと嵌合等により取り付けられ
た部材を介してバネ等の加圧手段１７により、長手方向
両端部から加熱定着に必要な定着ニップ部Ｎを形成する
べく十分に加圧されている。

【００７７】また、加圧ローラ２０の芯金２１端部に取
り付けられた駆動ギア１６により加圧ローラ２０を回転
駆動し、加圧ローラ表面と金属製フィルム表面の摩擦に
より金属製フィルムを所定の速度に従動回転させる。

【００７８】以上が加熱定着装置６の構成であるが、図
２において記録材Ｐは不図示の供給手段によって適宜供
給され、耐熱性の定着入口ガイド１５に沿って加熱部材
１０と加圧部材２０によって形成される定着ニップ部Ｎ
に搬送される。

【００７９】ｅ）金属製スリーブ１３の内外面の表面粗
さ等について ここで本実施例に係わる金属製スリーブ１３の内外面の
表面粗さ、離型性層の厚み等に関して以下に説明する。

【００８０】まず、金属製スリーブ１３の内面は上記加
熱用ヒータ１１と所定の接触幅をもって接触することで
加熱用ヒータ１１より発した熱を定着ニップ部Ｎへ伝熱
する必要があり、従来使用されてきた輻射熱による加熱
を行う熱ローラ定着装置（図９）とは思想が異なる。よ
って加熱用ヒータ１１と接触伝熱する金属製スリーブ１
３内面の表面粗さは、熱効率に大いに影響する。特に加
熱用ヒータ１１の摺動層１１ｃ（図３の（ａ））あるい
は１１ｅ（図３の（ｂ））の表面と金属製スリーブ１３
の内面との接触熱抵抗が大きくなると、熱効率が悪化
し、定着不良を起こしてしまう。仮に熱伝導グリース等
を介在させた場合でも熱効率の高い加熱定着装置を構成
するためには、所定以下の表面粗さに抑える必要があ
る。

【００８１】また、金属製スリーブ１３の外面には、離
型性層を形成するが、離型性層は一般にフッ素樹脂より
形成されるため、金属製スリーブ１３の熱伝導性に比べ
極端に低い熱伝導性となる。よって、あまり厚く形成す
ると、熱伝導の悪化を招き画像形成装置の高速化に対
し、定着ニップ部Ｎで記録材Ｐ上のトナー像に対し十分
な熱供給ができなくなる。よって薄い離型性層を金属製
スリーブ１３上に形成する必要がある。このとき、金属
製スリーブ１３外面の表面粗さは所定以下に抑える必要
がある。すなわち薄い離型性層では、金属製スリーブ１
３外面の表面粗さを緩和する効果が得られず、金属製ス
リーブ１３外面に離型性層を塗布形成した後の表面粗さ
は金属スリーブ１３素管の表面粗さと同等か若干小さい
粗さの表面粗さとなる。よって、金属製スリーブ１３素
管の表面粗さが大きいと離型性層を塗布形成後も大きな
表面粗さとなり、定着ニップ部Ｎで記録材Ｐとの密着力
が得られず、定着不良を引き起こす可能性が大きくな
る。

【００８２】以上のことから、金属製スリーブ１３の外
面の表面粗さを所定以下とし、接着層としてのプライマ
ー層を含み離型性層を所定以下の厚みで塗布形成するこ
とにより、十分な定着性能が得られ、画像形成装置の高
速化に対応可能となる。

【００８３】また、金属製スリーブ１３の表面粗さが粗
い場合、記録材Ｐとしてカット紙等パルプを原料とする
ような紙を定着ニップ部Ｎに導入し加熱定着すると、紙
上の紙粉が掻き取られ金属製スリーブ１３の表面に付着
してしまうことがあり、このような状態で未定着トナー
像が形成された記録材Ｐを加熱定着し続けた場合、離型
性の悪い紙粉が記録材上のトナーを剥ぎ取り、徐々に金
属製スリーブ表面に紙粉とトナーが溜まり、最悪の場
合、記録材Ｐが離間しなくなるほど離型性が全くなくな
り、記録材Ｐが金属製スリーブ１３表面に巻き付いてし
まう。

【００８４】以上の観点からも金属製スリーブ１３表面
の表面粗さは所定値以下に抑える必要がある。

【００８５】以上の確認を行うため、金属製スリーブ１
３の内面の粗さ、外面の粗さおよび離型性層の厚みを振
って各効果を確認した。確認した構成は以下に示すもの
である。

【００８６】まず、金属製スリーブ１３の内面の粗さを
振った場合の実験に用いた加熱定着装置の基本的構成と
して、加熱用ヒータ１１としては、図３の（ｂ）の構成
のものを用いた。即ち、ＡｌＮを基板１１ａとし、この
ヒータ基板１１ａ上の定着ニップ部Ｎと反対方向に通電
発熱抵抗層１１ｂとしてＡｇ／Ｐｄの導電剤とマトリッ
クス成分としての燐酸系ガラスの混合物を有機溶剤、バ
インダー、分散剤等と混合してペースト状にしたものを
スクリーン印刷して６００℃で焼成したものを用いた。
また、ＡｌＮのヒータ基板１１ａの定着ニップ部Ｎ側に
は摺動性の良好なポリイミド層１１ｅを１０μｍの厚さ
でスクリーン印刷して形成した。

【００８７】また、金属製スリーブ１３は内径３０ｍ
ｍ、厚み５０μｍの円筒状ステンレス鋼にプライマー層
を５μｍ、ＰＦＡ樹脂を１０μｍディッピングによって
塗布することによって外径３０．１３ｍｍの円筒状に形
成した。

【００８８】また、加圧ローラ２０は、φ２０ｍｍのＡ
ｌ芯金２１に、シリコンゴム層を厚み５ｍｍで形成し、
さらに外層にはＰＦＡチューブを被覆した。

【００８９】実験では、画像形成装置の記録材搬送スピ
ードが２００ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整して、加熱
用ヒータ１１の温調温度を２００℃になるように制御
し、加熱用ヒータ１１の通電発熱抵抗層１１ｂへの通電
を開始してから６秒後に未定着トナー像が形成された記
録材Ｐを定着ニップ部Ｎに挿入し、各項目に対して確認
した。

【００９０】また本実施例に係わる金属製スリーブ１３
の内面の表面粗さＲｚは２μｍ〜５μｍまで振って確認
した（実施例１〜５）。

【００９１】なお、比較例として、金属製スリーブ１３
の代わりに従来例で示したポリイミド樹脂を基層として
形成された定着フィルム６３（図１０）を用いた場合も
同様に確認した。比較例の定着フィルムでは熱伝導性を
確保するため、ＢＮフィラを３０ｖｏｌ％添加した厚み
５０μｍのポリイミド基層にプライマー層を５μｍ、Ｐ
ＦＡ樹脂を１０μｍディッピングによって塗布し、上記
金属製スリーブ１３と同等の外径形状で形成し、内面の
表面粗さＲｚを２μｍとした。駆動は加圧ローラによっ
て行い、定着フィルムを従動回転させて評価した。

【００９２】各項目の確認方法としては、 ：定着性能・・・加熱定着後の記録材Ｐに粘着テープ
を一旦貼付け、剥がしたときの画像欠損から判断した。

【００９３】：クイックスタート性・・・加熱用ヒー
タ１１の通電発熱抵抗層１１ｂへの通電を開始してから
３秒後の定着ニップ部Ｎの温度を測定した。

【００９４】：耐久性能・・・連続して記録材として
のカット紙を加熱定着した場合に定着フィルムあるいは
金属製スリーブの破損が確認された枚数をカウントし
た。

【００９５】実験結果を表１に示す。なお、表１中の○
は満足な定着性能、△は許容範囲の定着性能、×は定着
不良が発生していることを示す。

【００９６】

【表１】

【００９７】以上、本実施例に示したように金属製スリ
ーブ１３と定着フィルムの両者の内面の表面粗さが同等
の場合、樹脂製の定着フィルムより熱伝導率の高い金属
製スリーブ１３を用いることにより、熱効率を飛躍的に
向上できる。

【００９８】また、金属製スリーブ１３の内面の表面粗
さが３．５μｍを越えると加熱用ヒータ１１と金属製ス
リーブ１３の内面との接触熱抵抗が大きくなり、定着ニ
ップ部Ｎ内への伝熱が阻害されることから、金属製スリ
ーブ１３の熱伝導の効果を十分に活かすためには、内面
の表面粗さＲｚを３μｍ以下にすることが望ましいこと
がわかる。これにより加熱用ヒータ１１の温調温度を低
く抑えることが可能になり、より省エネの加熱定着装置
となる。

【００９９】また、内面の表面粗さＲｚが３μｍ以下の
金属製スリーブ１３を用いることで、定着ニップ部Ｎの
昇温を速くすることが可能となり、クイックスタート性
にも優れ、ファーストプリントタイムを短縮することも
可能になる。

【０１００】よって画像形成装置の高速化に対しても短
い定着ニップ内搬送時間でも記録材を十分に加熱するこ
とができ、定着不良等の問題を招くことがない。

【０１０１】また、耐久性の評価においても、剛性の高
い金属性スリーブを用いることで樹脂製フィルムに対し
端部からの裂けは発生しづらくなり、高い耐久性能が得
られる。

【０１０２】次に金属製スリーブ１３の外面の表面粗
さ、離型性層の厚みを振って上記の定着性能、のク
イックスタート性の確認を行った。

【０１０３】実験に用いた構成は上記と同様であり、金
属製スリーブ１３の外面の表面粗さＲｚを２μｍ〜５μ
ｍまで、金属製スリーブ１３の外面にはプライマー層を
５μｍとし、その外面に離型性層を厚み５μｍ〜２５μ
ｍまでそれぞれ振って確認した。なお、金属製スリーブ
１３の内面の表面粗さは全てＲｚ＝２μｍのものを使用
した。評価結果を表２に示す。

【０１０４】

【表２】

【０１０５】以上の結果より、金属製スリーブ１３の外
面の表面粗さは、定着ニップ部Ｎ内の温度に対しては若
干影響する程度であるが、記録材Ｐ上のトナー像を加熱
定着する際には離型性層塗布状態における金属製スリー
ブ１３の外面の粗さが粗くなるほど記録材Ｐとの密着不
良を生じ、定着不良に至ることがわかる。特に金属製ス
リーブ１３の外面の表面粗さが３．５μｍを越えると定
着性能に悪化傾向が見られることから、金属製スリーブ
１３の外面の表面粗さとしては、Ｒｚ＝３μｍ以下に形
成することが望ましい。

【０１０６】また、離型性層の厚みが２０μｍを越える
と熱伝導の悪化により定着ニップ部Ｎを十分に加熱でき
なくなり、定着性能が劣ってしまう。このことから、金
属製スリーブ１３の外面に塗布されるプライマー層およ
び離型性層の合計厚みは２０μｍ以下とすることが望ま
しい。

【０１０７】また、上記に示した外面の表面粗さを振っ
た金属製スリーブ１３を用いてカット紙を使用して紙粉
汚れを確認したところ、Ｒｚ＝４μｍ以上の金属製スリ
ーブは、紙粉汚れが発生してしまった。これに対し、離
型性層塗布後の表面粗さがＲｚ＝３μｍ以下の金属製ス
リーブでは許容範囲内の紙粉付着に収まっており、離型
性を著しく劣化させるようなことはなかった。

【０１０８】離型性層を含む金属製スリーブ外表面の表
面粗さが大きいと、カット紙等のパルプ材を原料とした
記録材を使用した場合、紙との摩擦により、金属製スリ
ーブ上に紙粉を剥ぎ取ると考えられる。

【０１０９】以上の観点からも金属製スリーブ外面の表
面粗さはＲｚ＝３μｍ以下に抑えることが望ましい。

【０１１０】次に上記実験構成において、加熱用ヒータ
１１の摺動層１１ｅ（図３の（ｂ））の材質をガラス、
ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＴＥＦ、ＤＬＣ（ダ
イアモンドライクカーボン）としてそれぞれ１０μｍス
クリーン印刷（ただしＤＬＣに関しては１μｍの厚みで
ＰＶＤにより形成した）し、２０万枚の記録材搬送耐久
試験を行い、耐久後の加熱用ヒータ１１の表面および金
属製スリーブ１３の摩耗状態の観察、および加熱定着装
置の駆動トルクを測定した。

【０１１１】評価結果を表３に示す。なお、表中の加熱
用ヒータの摩耗状態は２μｍ以下の摩耗を○、２〜７μ
ｍの摩耗を△、７μｍ以上を×とした。また、金属製ス
リーブの摩耗状態は１μｍ以下を○、１μｍを越えるも
のを×とした。

【０１１２】

【表３】

【０１１３】以上の結果より、加熱用ヒータ１１の表面
に形成する摺動層１１ｅはＤＬＣのように硬い材質の場
合、金属製スリーブ１３の内面を摩耗してしまい、駆動
トルクも異常に高くなってしまうことがわかった。

【０１１４】ガラスのような部材の場合には、削り粉に
よって加熱用ヒータ１１の摺動層１１ｅ、金属製スリー
ブ１３の双方を削ってしまう。

【０１１５】一方、樹脂コートの加熱用ヒータ１１で
は、樹脂コートが若干削れる場合はあるが、トルク上昇
はある程度抑えることが可能となり、耐久性が良好とな
る。特にポリイミドコートを施した加熱用ヒータでは、
何ら問題なく、高耐久が達成される。さらに金属製スリ
ーブ内面の表面粗さが小さいほど、加熱用ヒータの樹脂
製摺動層の摩耗が少なくなる。特に金属製スリーブ内面
の表面粗さがＲｚ＝３μｍ以下の場合には、高耐久の加
熱定着装置が提供できる。

【０１１６】以上、本実施例では、金属製スリーブ１３
の内外面の表面粗さを３μｍ以下に抑え、接着層を含む
離型性層の厚みを２０μｍ以下とし、加熱用ヒータ１１
の摺動層１１ｅを樹脂コートとすることで、画像形成装
置の高速化に対し、定着性能、耐久性、クイックスター
ト性を十分に満足させた加熱定着装置が提供できる。

【０１１７】（第２の実施例）以下に実施例２について
説明する。画像形成装置全体の構成は前記実施例１で示
した図１と同様であり、加熱定着装置内の構成も前記実
施例１で示した図２と同様であるため説明を省く。

【０１１８】本実施例では金属製スリーブ１３に周方向
に所定以下の表面粗さを有する凹凸形状を施すことによ
り、金属製スリーブ１３の回転をよりスムーズにすると
共に加熱用ヒータ１１の表面にコーティングした離型性
層を傷つけにくくする。以上によりさらに高耐久の高速
対応可能な加熱定着用金属製スリーブ１３を提供する。

【０１１９】本実施例では、前記実施例１で示した図２
における金属製スリーブ１３の製法を以下に示す方法に
より達成し、金属製スリーブ１３に周方向に適度な凹凸
を形成する。

【０１２０】図５から図７に金属製スリーブ１３の主な
製法を示す。まず、図５において、３１は金属製スリー
ブ１３の基材であり、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のＳ
ＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の単独ないし、合金状
態で形成される金属平板（プランク）である。３２は一
般的な深絞り製法における円形内型（ポンチ）、３３は
円筒容器状の外型（ダイス）であり、金属材料の表面に
超硬メッキ等を施した金型である。図５において、金属
平板３１を内型３２と外型３３の間に挟み矢印の方向に
内型３２を外型３３の方向へ押し込む。また、金属平板
３１と外型３３の間には粘度の高い潤滑油、あるいは黒
鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を介在させ、絞り
性を良くしてある。以上の工程を通常は２〜４回程度、
異なる金型で深絞り加工することにより、図６に示すよ
うなカップ状の金属製円筒部材３４を製造する。

【０１２１】次に、この金属製円筒部材３４が所定の厚
みに形成されるようにしごき加工を施す。しごき加工と
しては、圧延加工、引き抜き加工、絞り加工等どのよう
な加工を途中に経緯してもよいが、最終加工としては、
以下に示すような加工方法により金属製スリーブの周方
向に所定以下の凹凸を有する加工を施す。例えば、図７
の（ａ）および（ｂ）に示すような加工方法がある。図
７の（ａ）は一般的な絞りスピニング加工であり、固定
台３６ｃに取り付けられた軸３６ｂに回転自在に取り付
けられた押し当てローラ３６ａを金属製内型３５と所定
の距離だけ常に離間した状態で金属製内型３５方向へ押
し付られるようになっている。金属製内型３５に取り付
けられた上記カップ状に深絞り加工を施した金属製円筒
部材３４をはめ込み、押え部材３７によって金属製円筒
部材３４のカップ形状底部が金属製内型３５に密着状態
となって固定される。この状態で金属製内型３５、金属
製円筒部材３４、押え部材３７を図の矢印の方向に回転
させながら、紙面右方へ徐々に送り込む。端部からは金
属製内型３５と所定距離を保って回転自在のローラが押
し当てられる。

【０１２２】これにより、金属製円筒部材３４の端部か
ら徐々にしごき加工により薄肉化され、最終的には図７
（ｃ）に示すように本実施例における金属製スリーブ１
３の所定厚みにまで加工されたカップ状の金属製円筒部
材３９がしごき加工により形成される。

【０１２３】金属製円筒部材３９には、周方向に絞りス
ピニング加工時のローラ押し当ての凹凸跡３９ａが残
る。最終的には、金属製円筒部材３９のカップ形状底部
を切り落とすことにより、本実施例の金属製スリーブ１
３を得る。

【０１２４】また、図７の（ｂ）に示すように、押し当
てローラの代わりに段階的に内径が小さく形成された連
続ダイス３８ａ、３８ｂ、３８ｃの内側に金属製内型３
５と押え部材３７により固定された金属製円筒部材３４
を回転させながた送り込みしごき加工により薄肉化しな
がら周方向の凹凸形状を付与させる方式であっても良
い。

【０１２５】その他、へら絞り加工等、金属製スリーブ
１３の周方向に所定量以下の凹凸を形成できる方法であ
れば、どのようなしごき加工の加工方法であっても構わ
ない。

【０１２６】以上の製法で製造した金属製スリーブ１３
を用いて、未定着画像が形成された記録材Ｐを加熱定着
する場合、前記実施例１で示したように、熱伝導の観点
から、上記周方向の凹凸は３μｍ以下に抑える必要があ
る。

【０１２７】また、金属製スリーブ１３の外面に接着剤
としてのプライマー層、離型性層をコーティングし、周
方向の凹凸が３μｍ（長手方向の表面粗さＲｚ＝３μ
ｍ、周方向はＲｚ＝１μｍ以下）で長手方向に渡ってピ
ッチ０．２ｍｍで形成された金属製スリーブ（実施例）
と、金属製スリーブ内外面の表面粗さが周方向、長手方
向に関係なくどの方向でも同等のＲｚ＝１μｍ、３μｍ
でそれぞれ形成された金属製スリーブ（比較例１および
２）を使用して、前記実施例１にて示した実験構成で加
熱定着装置の回転駆動トルク、および５０万枚記録材を
加熱定着した時の耐久時の加熱用ヒータ１１に施した摺
動層１１ｅとしてのポリイミドコートの摩耗を評価し
た。評価結果を表４に示す。なお、評価基準は前記実施
例１と同様である。

【０１２８】

【表４】

【０１２９】以上の結果より、金属製スリーブ１３の周
方向に３μｍ以下の凹凸を形成する、好ましくは、長手
方向の表面粗さＲｚを３μｍ以下とし、周方向の表面粗
さＲｚ’との関係をＲｚ＞Ｒｚ’とすることで、加熱定
着装置の回転駆動を低く抑え、回転をスムーズにすると
共に、耐久による金属製スリーブ内面に接触する加熱用
ヒータの樹脂コートを傷つけにくくし、加熱定着装置の
さらなる高耐久、高速化を達成することが可能になる。

【０１３０】特に周方向、長手方向ともに鏡面状態に近
い状態にしたとき（比較例１）には、金属製スリーブ内
面と加熱用ヒータ摺動面の密着性が良好となり、定着性
は前記実施例１で示したように良好になるが、駆動トル
クは若干高めになる。

【０１３１】よって定着性を満足した上で、金属製スリ
ーブ１３のスムーズな回転を維持するためには、周方向
にＲｚ＝３μｍ以下の凹凸を有する本実施例の金属製ス
リーブの方が適している。

【０１３２】（第３の実施例）以下に実施例３について
説明する。画像形成装置全体の構成は前記実施例１で示
した図１と同様であり、加熱定着装置内の構成も前記実
施例１で示した図２と同様であるため説明を省く。

【０１３３】本実施例では金属製スリーブ１３と加圧部
材である加圧ローラ２０の間に電位差を形成し、かつ金
属製スリーブ１３を接地状態、もしくはダイオードを介
して接地状態とすることで金属製スリーブ１３に紙粉や
トナーを付着しにくい構成とすることで、耐久を通じて
離型性を維持する加熱定着装置を提供する。

【０１３４】本実施例における加熱定着装置のより詳し
い構成を図８の（ａ）および（ｂ）に示す。図８の
（ａ）および（ｂ）において、加圧部材である加圧ロー
ラ２０の弾性層２２は、導電性シリコンゴム、導電性シ
リコンスポンジ等からなる導電性付与された弾性層であ
り、加圧ローラ芯金２１あるいは、導電性弾性層２２に
導電性カーボンチップ等よりなるチップ電極２５を介し
てバイアス印加手段２４によってトナー像と逆極性のバ
イアスを印加する。

【０１３５】図では、トナーが現像部でマイナス帯電さ
れる画像形成装置を元に図示しており、加圧ローラ芯金
部２１には、プラスバイアスが印加される構成となって
いる。

【０１３６】よってトナーが現像部でプラス帯電される
画像形成装置の場合、加圧ローラ芯金２１には、マイナ
スバイアスが印加される構成となる。

【０１３７】また、金属製スリーブ１３の端部では、接
着層としてのプライマー層、フッ素樹脂層からなる離型
性層がコーティングされていない金属製スリーブ素材が
むき出しになっている部位１３ａを設け、この部位１３
ａよりアモルファス導電繊維よりなる導電ブラシ１８を
介して接地状態に構成されている。

【０１３８】あるいは、トナー像と同電位の電荷が金属
製フィルムに保持されるようにダイオード接続されてい
ても良い。

【０１３９】以上の構成により、加圧ローラ２０側に積
極的にバイアス印加する構成とすることで、金属製スリ
ーブ１３には、紙粉、トナー等が吸着されにくくなる。

【０１４０】よってパルプ材を主原料とするカット紙等
に形成されたトナー像を加熱定着する場合の上記加熱定
着装置においては、表面粗さＲｚ＝３μｍ以下とした金
属製スリーブ１３の表面の離型性層には、静電気的にも
紙粉やトナーの汚染が発生しづらく、耐久によって離型
性が損なわれることがないため、長寿命の加熱定着装置
が提供される。

【０１４１】以上の効果を確認するため、前記実施例１
で示した実験装置において加圧ローラ側に＋５００Ｖバ
イアス印加（金属製スリーブ側は接地）した本実施例
と、金属製スリーブに−５００Ｖ印加（加圧ローラ側は
接地）した比較例との耐久による紙粉の付着を比較し
た。

【０１４２】なお、金属製スリーブ１３の外面の表面粗
さはＲｚ＝３μｍ以下では、紙粉が付着しづらいため、
双方ともに若干紙粉の付着しやすいＲｚ＝３．５μｍと
して実験した。

【０１４３】カット紙を２０万枚加熱定着した結果、加
圧ローラ２０側にバイアス印加する本実施例では、ほと
んど紙粉の付着が見られなかったのに対し、金属製スリ
ーブ１３側にバイアス印加した比較例では、紙粉の付着
が１５万枚程度からわかるようになり、２０万枚では、
トナーの付着も認められた。

【０１４４】以上のことから、離型性層をコーティング
した金属製スリーブ１３の外面の表面粗さをＲｚ＝３μ
ｍ以下とすると共に、加圧ローラ２０側から積極的にバ
イアス印加し、金属製スリーブ１３側は接地状態、ある
いはダイオード接続する本実施例の方が、金属製スリー
ブ１３の表面への記録材Ｐの紙粉やトナーの付着による
汚染を発生しにくくする構成となっており、より長い耐
久に対して、良好な離型性を維持できる加熱定着装置を
提供できる。

【０１４５】（その他） １）定着装置は、オイル系定着であってもオイルレス系
であっても同様に効果がある。

【０１４６】２）加熱用部材（ヒータ）は電磁誘導発熱
性部材であってもよい。

【０１４７】３）本発明の定着装置には、記録材上の画
像を仮定着処理する像加熱装置、つや等の画像表面性を
改質する像加熱装置等も含むものである。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱伝導性が良好な金属スリーブ内面から加熱用部材によ
り接触加熱することで、画像形成装置の高速化に対応し
た加熱定着を高い熱効率で実施できる。よって、画像形
成装置がプリント信号を受信していない状態のスタンバ
イ中にヒータへの通電をシャットダウンしておくことが
でき、省エネルギの加熱定着が実現できる。

【０１４９】また、室温状態から画像形成装置の電源を
ＯＮした場合でも、即座にプリント信号受信可能になる
ため、作業者を待たせることがない。

【０１５０】よって画像形成装置が高速化した場合で
も、クイックスタート性に優れ、ファーストプリントタ
イムも速い加熱定着装置を提供することが可能となる。

【０１５１】また、樹脂製フィルムに比べ剛性の高い金
属製スリーブを使用することで、加圧力を高く設定する
ことが可能になり、さらに画像形成装置の高速化に対応
することが可能になる。

【０１５２】また、該金属製スリーブ内面に接触し、ニ
ップ部を加熱する加熱用部材の表面を耐熱性のあるポリ
イミド樹脂等の樹脂部材とすることにより、金属製スリ
ーブ内面はスムーズに加熱用部材面を摺動することがで
き、高耐久の加熱定着が可能となる。

【０１５３】また、金属製スリーブに上記表面粗さ内の
周方向のスジ加工を施すことにより金属スリーブの回転
をスムーズにし、加熱用部材のコートを傷つけにくくす
る。

【０１５４】また、未定着トナー像を記録材上に固着さ
せる加熱定着装置においてトナーと逆極性のバイアスを
加圧部材側に印加し、金属製スリーブを接地あるいはダ
イオード接続することで、紙粉、トナー等が金属製スリ
ーブに吸着されることを防止する。これにより耐久によ
って金属製スリーブが汚れる等の問題もなく、高耐久の
加熱定着装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第1の実施例の画像形成装置の概略構成模型
図

【図２】 第２の実施例の加熱定着装置の概略構成模型
図（横断面模型図）

【図３】 （ａ）は定着ニップ部近傍の構成模型図（そ
の１）、（ｂ）は定着ニップ部近傍の構成模型図（その
２）

【図４】 加熱定着装置の縦断面模型図

【図５】 金属製スリーブ製造方法である深絞り加工の
説明図

【図６】 金属製スリーブ製造途中の形状説明図

【図７】 （ａ）と（ｂ）は金属製スリーブ製造方法で
あるしごき加工の説明図、（ｃ）はしごき加工終了時の
金属製スリーブ形状説明図

【図８】 （ａ）と（ｂ）は第３の実施例の加熱定着装
置の概略構成模型図

【図９】 従来例の加熱定着装置（定着ローラ方式）の
概略構成模型図

【図１０】 従来例の加熱定着装置（定着フィルム方
式）の概略構成模型図

【符号の説明】

１１‥‥加熱用ヒータ １２‥‥断熱ステイホルダー
１３‥‥金属製スリーブ １４‥‥温度検知素子 ２０
‥‥加圧ローラ ２４‥‥バイアス印加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 洋 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 植川 英治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 橋口 伸治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA02 AA30 BA13 BA25 BA26 BE03 3J103 AA02 AA41 AA51 BA03 EA01 FA01 FA20 GA02 HA04 HA46 3K058 AA02 AA45 AA73 BA18 CA12 CA61 CB02 CB14 CE04 CE13 DA01 DA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱用部材と該加熱用部材と加圧部材の間
   に介在し、加熱用部材からの熱を被加熱材に接触して与
   える加熱用金属製スリーブにおいて、 可撓性を有する円筒状金属素管を基層として形成されて
   おり、該円筒状金属素管の内外面の表面粗さがＲｚ＝３
   μｍ以下で形成されていると共に、外表面には、接着層
   を含んだ離型性層の厚みが２０μｍ以下で形成されてい
   ることを特徴とする加熱用金属製スリーブ。
2. 【請求項２】金属製スリーブと加圧部材の間で形成され
   る加熱ニップ相当部において、該金属製スリーブ内面に
   加熱用部材を接触配置していることを特徴とする請求項
   １に記載の加熱用金属製スリーブ。
3. 【請求項３】金属製スリーブ内面と接触する加熱用部材
   の表面に樹脂コートを施してあることを特徴とする請求
   項１または２に記載の加熱用金属製スリーブ。
4. 【請求項４】加熱用部材の表面の樹脂コートがポリイミ
   ドを主成分としていることを特徴とする請求項３に記載
   の加熱用金属製スリーブ。
5. 【請求項５】金属製スリーブがしごき加工により、薄肉
   化され周方向に３μｍ以下の凹凸を有する加工が施され
   ていることを特徴とする請求項１から４の何れか１つに
   記載の加熱用金属製スリーブ。
6. 【請求項６】金属製スリーブ内外面の周方向の表面粗さ
   が長手方向の表面粗さより小さく形成されていることを
   特徴とする請求項５に記載の加熱用金属製スリーブ。
7. 【請求項７】未定着画像が形成された記録材を、定着部
   材と加圧部材により互いに圧接してなる定着ニップ間を
   通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に永
   久画像として定着させる加熱定着装置において、 請求項１〜６の何れか１つに記載の加熱用金属製スリー
   ブを具備していることを特徴とする加熱定着装置。
8. 【請求項８】加熱用金属製スリーブと加圧部材との間に
   電位差を有し、加圧部材側にバイアスを印加する手段を
   有し、上記金属製スリーブは円筒状金属素管が接地状態
   あるいはダイオード接続を介して接地状態にあることを
   特徴とする請求項７に記載の加熱定着装置。