JP2003208041A

JP2003208041A - 定着装置

Info

Publication number: JP2003208041A
Application number: JP2002007703A
Authority: JP
Inventors: Toru Saito; 齋藤　　亨; Takaaki Tsuruya; 鶴谷　　貴明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】エンドレスベルト状の電磁誘導発熱定着フィ
ルムを使用し、かつ摺動板とフィルムガイド部材が別部
品である場合における定着フィルムの長寿命化を図る定
着装置の提供。【解決手段】励磁コイル２８を設けたフィルムガイド
部材２１６に筒状の電磁誘導発熱定着フィルム２１０を
回動可能に外嵌させ、加圧ローラ２３０を定着フィルム
２１０を介してフィルムガイド部材２１６に設けた摺動
板２４１に押圧させて定着ニップ部Ｎを形成し、この摺
動板２４１はフィルムガイド部材２１６に形成した凹部
内に表面がフィルムガイド部材２１６の外周面よりも内
側に取付けられて、定着フィルムが摺動板２４１の端よ
りも内側で接触するようにした。その際、定着ニップ部
Ｎ近傍で定着フィルム２１０の折り曲げ角度θを３０°
以内とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
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
像形成装置に使用される定着装置に関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、電子写真、静電記録、磁
気記録等の適宜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トナーを用いて、記録材（紙、印
刷紙、転写材シート、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
等）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、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の定着
装置に関するものであり、エンドレスベルト状の電磁誘
導発熱フィルムに交番磁場を印加し発生する渦電流によ
るジュール熱によって発熱する方式、いわゆる電磁誘導
加熱方式の定着フィルムの耐久性向上に関するものであ
る。

【０００３】

【従来の技術】近年、ハロゲンヒータを発熱手段として
用いた定着装置に代わり、薄いエンドレスベルト状金属
フィルム等の電磁誘導発熱フィルムに交番磁場を印加し
発生する渦電流によるジュール熱を用いて発熱手段とす
る、いわゆる電磁誘導加熱方式の定着装置が提案されて
いる。

【０００４】このような従来の電磁誘導加熱定着装置の
一例を図７に示す。図７は、従来の定着装置要部の横断
側面模型図である。図７に示す定着装置は、円筒状の電
磁誘導発熱フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方式で、
電磁誘導加熱方式の装置である。

【０００５】磁場発生手段は磁性コア２１７ａ・２１７
ｂ及び励磁コイル２１８から構成されている。励磁コイ
ル２１８には不図示の給電部を介して励磁回路（不図
示）が接続されている。この励磁回路は２０ｋＨｚから
５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できる
ようになっている。

【０００６】励磁コイル２１８は、前記励磁回路から供
給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発
生する。交番磁束は電磁誘導発熱フィルム部材としての
定着フィルム２１０の電磁誘導発熱層に渦電流を発生さ
せる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によって
ジュール熱を発生させる。

【０００７】また、定着フィルム２１０が外装されるフ
ィルムガイド部材２１６は、磁性コア２１７ａ・２１７
ｂ及び励磁コイル２１８を内側に保持している。このフ
ィルムガイド部材２１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧、
磁性コア２１７ａ・２１７ｂ及び励磁コイル２１８の支
持、定着フィルム２１０の支持、該定着フィルム２１０
の回転時の搬送安定性を図る役目を果たしている。

【０００８】また、このフィルムガイド部材２１６は、
磁束の通過を妨げない電気的に絶縁性を有し高い荷重に
耐えられる材料で形成されている。

【０００９】２２２はフィルムガイド部材２１６に当接
させて配設した横長の加圧手段としての加圧用剛性ステ
イ、２１９は磁性コア２１７ａ・２１７ｂ及び励磁コイ
ル２１８と加圧用剛性ステイ２２２との間を絶縁するた
めの絶縁部材、２３０は加圧部材としての加圧ローラで
あり、芯金上にシリコンゴム等の弾性層及び表面に離型
層としてＰＦＡチューブ等が被覆されている。

【００１０】加圧用剛性ステイ２２２の長手方向両端部
と、装置シャーシ側の不図示のバネ受け部材との間に、
それぞれ不図示の加圧バネを縮設することで、加圧用剛
性ステイ２２２に押し下げ力を作用させている。これに
より、フィルムガイド部材２１６の下面と加圧ローラ２
３０の上面とが定着フィルム２１０を挟んで圧接して所
定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

【００１１】加圧ローラ２３０は駆動手段（不図示）に
より回転駆動され、この回転駆動により定着フィルム２
１０が従動回転される。定着フィルム２１０の定着ニッ
プ部Ｎにおける摺動摩擦力を低減化させるため、フィル
ムガイド部材２１６の定着ニップ部Ｎ部分に、表面滑り
性のよい摺動部材としての摺動板２４１が設けられてい
る。

【００１２】定着フィルム２１０の温度は、フィルム内
面に定着フィルム２１０内面用温度検知素子２２６ａが
当接するように配置された温度検知手段２２６により検
出され、所定の温度が維持されるように温調される。

【００１３】また、２５０は入り口ガイド、２５１は排
紙ローラである。

【００１４】本従来例では、フィルムガイド部材２１６
として、耐熱性樹脂のＰＰＳ樹脂やＬＣＰ樹脂を用い、
摺動板２４１として、セラミック板表面にガラスコーテ
ィングした表面平滑板を用いている。また、摺動板２４
１上には、潤滑剤としてフッ素グリス等が塗布されてい
る。

【００１５】また、本従来例では、定着フィルム２１０
の外径をφ３４［ｍｍ］とし、加圧ローラ２３０の外径
をφ２５［ｍｍ］、ローラ硬度を約５２［°］（高分子
計器株式会社製Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計での測定値）、
ローラ長を約３４０［ｍｍ］とし、定着フィルム２１０
と加圧ローラ２３０の総加圧力として約２５［Ｋｇｆ］
にて定着ニップ幅を最大約９〜９．５［ｍｍ］となるよ
うにしている。このときの摺動板２４１幅としては約１
０［ｍｍ］のものを用いている。

【００１６】本従来例の定着フィルム２１０の構成とし
ては、厚み５０［μｍ］のニッケル電鋳フィルムからな
る発熱層上に、厚み３００［μｍ］のシリコンゴム弾性
層を設け、表面に厚み３０［μｍ］のＰＦＡチューブを
被覆している。定着フィルム２１０の最内周部には、発
熱層の削れ防止層として厚み１５［μｍ］のポリイミド
コート層を設けている。

【００１７】また、加圧ローラ２３０で定着フィルム２
１０を摺動板２４１側へ押しつけ定着ニップ部Ｎを形成
した状態では、定着フィルム２１０の横断面形状がつぶ
れた円又は楕円等の凸の形状となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の定着装置においては次のような問題点があっ
た。

【００１９】１）フィルムガイド部材２１６と摺動板
２４１が別部品であるので、フィルムガイド部材２１６
に摺動板２４１を保持する場合に、フィルムガイド部材
２１６の外周面と摺動板２４１の表面とを安定して確実
にフラットな面に保持することが困難であった。

【００２０】２）また、フィルムガイド部材２１６の
外周面から摺動板２４１の表面が突出した形で保持する
と、２）−１摺動板２４１のエッジ部で定着フィルム２１
０が削られてしまい、定着フィルム２１０の寿命を著し
く短くしてしまうことがある。

【００２１】２）−２定着ニップ部Ｎの下流側では、
定着フィルム２１０がフリーになるため、定着分離性が
悪化し、最悪定着フィルムへ巻き付きが発生することが
ある。

【００２２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、詳しくは、エンドレスベルト状の電磁誘導発
熱フィルムを定着フィルムとして用い、前記定着フィル
ムのフィルムガイド部材と摺動部材が別部品で構成され
ている電磁誘導加熱定着装置において、定着フィルムが
高寿命な定着装置の提供を目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、磁場発生
手段と、前記磁場発生手段により電磁誘導発熱するエン
ドレスベルト状のフィルム部材と、前記フィルム部材を
回動可能に外嵌保持するフィルムガイド部材と、前記フ
ィルム部材を介して前記フィルムガイド部材に加圧手段
により加圧接触し、前記フィルムガイド部材との間に定
着ニップ部が形成される加圧部材と、前記フィルムガイ
ド部材の定着ニップ部に設けられ、前記フィルム部材の
内周面と摺動する摺動部材と、を有し、前記加圧部材の
回動により前記フィルム部材が従動回転し、未定着トナ
ー像を担持した記録材を前記加圧部材と前記フィルム部
材との間に該トナー像を前記フィルム部材に接触させて
挟持搬送させ、未定着トナー画像を記録材に定着させる
定着装置であって、前記フィルム部材は、前記フィルム
ガイド部材に設けられる前記摺動部材に対し、前記フィ
ルム部材の移動方向における端位置よりも内側で加圧接
触することを特徴とするものである。

【００２４】第２の発明は、磁場発生手段と、前記磁場
発生手段により電磁誘導発熱するエンドレスベルト状の
フィルム部材と、前記フィルム部材を回動可能に外嵌保
持するフィルムガイド部材と、前記フィルム部材を介し
て前記フィルムガイド部材に加圧手段により加圧接触
し、前記フィルムガイド部材との間に定着ニップ部が形
成される加圧部材と、前記フィルムガイド部材の定着ニ
ップ部に設けられ、前記フィルム部材の内周面と摺動す
る摺動部材と、を有し、前記加圧部材の回動により前記
フィルム部材が従動回転し、未定着トナー像を担持した
記録材を前記加圧部材と前記フィルム部材との間に該ト
ナー像を該フィルム部材に接触させて挟持搬送させ、未
定着トナー画像を記録材に定着させる定着装置であっ
て、前記フィルムガイド部材には、前記摺動部材が嵌合
する凹部が形成され、前記摺動部材の表面が前記フィル
ムガイド部材の外周面よりも該凹部の内側に位置するこ
とを特徴とするものである。

【００２５】第３の発明は、上記第２の発明で、前記フ
ィルム部材は、前記定着ニップ部において、前記摺動部
材に突出して加圧接触していることを特徴とする。

【００２６】第４の発明は、上記第３の発明で、前記フ
ィルム部材は、前記摺動部材に対して凸状に突出後、移
動方向下流側で凹状に変位することを特徴とする。

【００２７】第５の発明は、上記いずれかの発明で、前
記フィルム部材が前記摺動部材に対して突出して加圧接
触する際の折り曲げ角度は３０°以内であることを特徴
とする。

【００２８】第６の発明は、上記いずれかの発明で、前
記摺動部材は、前記フィルム部材の移動方向上流側端部
を曲面形状に形成したことを特徴とする。

【００２９】第７の発明は、上記いずれかの発明で、前
記フィルム部材は、少なくとも金属層を有する積層構造
であることを特徴とする。

【００３０】第８の発明は、上記第１から第６のいずれ
かの発明で、前記フィルム部材は、少なくとも強磁性体
の金属を有する積層構造であることを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に沿って説明する。本実施の形態における例示が
本発明を限定することはないとする。

【００３２】（実施の形態１）以下、本発明に係る実施
の形態１について図１から図４を参照して説明する。各
図に共通する部材には同一の符号を付す。

【００３３】まず、本実施の形態１に係る定着装置を備
えた画像形成装置の一形態としてカラー画像形成装置に
ついて図２を用いて説明する。

【００３４】図２は、カラー画像形成装置の概略断面図
である。図２に示すカラー画像形成装置では中間転写体
を使用している。

【００３５】図２において、第一の画像担持体としての
繰り返して使用される回転ドラム型の電子写真感光体
（以下「感光ドラム」と称す）３１は、図中矢印の時計
回り方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって
回転駆動される。

【００３６】感光ドラム３１は、回転過程で、一次帯電
器（コロナ放電器）３２により所定の極性・電位に一様
に帯電処理され、次いで、不図示の画像露光手段（カラ
ー原稿画像の色分解、結像光学系等）による画像露光３
３を受けることにより目的のカラー画像の第一の色成分
像（例えばブラック成分像）に対応した静電潜像が形成
される。

【００３７】次いで、感光ドラム３１上の静電潜像は、
第一現像器としてのブラック現像器４１を用いて第一色
としてのブラックトナー（着色荷電粒子）ＢＫにより現
像される。このとき第二〜第四の現像器としてのマゼン
タ、シアン、イエローの各現像器４２、４３、４４は、
作動オフになっていて感光ドラム３１には作用せず、第
一色のブラックトナー画像は、各現像器４２、４３、４
４により影響を受けない。

【００３８】中間転写体としての中間転写ドラム２０
は、本実施の形態１において、パイプ状の芯金２１と、
その外周面に形成した中抵抗の弾性層２２からなる。中
抵抗の弾性層２２としては、シリコンゴム、フッ素ゴ
ム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ等の弾性材料に、カーボン
や酸化亜鉛等の金属酸化物等を配合分散して電気抵抗値
（体積抵抗率）を１０⁵〜１０¹¹［Ωｃｍ］の中抵抗に
調整した、ソリッドあるいは発泡肉質の層を用いてる。

【００３９】この中間転写ドラム２０は、感光ドラム３
１に対して平行に、かつ感光ドラム３１の下面部に接触
させて配置するように、その長手両端部が支承されてお
り、感光ドラム３１と同じ周速度で図示矢印の反時計回
り方向に回転する。また、中間転写ドラム２０は、感光
ドラム３１に対して所定の押圧力をもって圧接した状態
に保持されており、感光ドラム１と中間転写ドラム２０
との間には、転写部としての転写ニップ部ｎ´が形成さ
れている。

【００４０】本実施の形態１で使用しているトナーは、
一例として、非磁性の体積平均粒径約１０［μｍ］の一
成分トナーであり、固有電荷量が約−２５［μＣ／ｇ］
の負極性トナーを用いている。

【００４１】感光ドラム１の面に形成保持された第一色
のブラックトナー画像が、転写ニップ部ｎ´を通過する
過程で、中間転写ドラム２０の芯金２１に、中間転写ド
ラム２０に対する第一のバイアス電源６１から、トナー
帯電極性（本実施の形態１ではマイナス）とは逆極性
（プラス）の転写バイアスが印加される。そして、転写
ニップ域に形成された電界により、中間転写ドラム２０
外面に対してブラックトナー画像が中間転写される。本
実施の形態１では、中間転写ドラム２０への印加電圧は
＋２［ＫＶ］〜＋５［ＫＶ］としている。

【００４２】中間転写ドラム２０に対する第一色のブラ
ックトナー画像の転写が終わった後に、感光ドラム３１
表面はクリーニング装置３４により清掃される。

【００４３】以下、上記した第一色のブラックトナー画
像の作像と同様に、第二色としてのマゼンタ画像、第三
色としてのシアン画像、第四色としてのイエロー画像の
作像がなされる。

【００４４】マゼンタ画像の作像においては、感光ドラ
ム３１に対する帯電、マゼンタ成分像に対応した画像露
光３３、第二現像器としてのマゼンタ現像器４２による
マゼンタトナーＭの現像、形成されたマゼンタトナー画
像の中間転写ドラム２０への転写、感光ドラム３１面の
クリーニング装置３４による清掃がなされる。

【００４５】シアン画像の作像においては、感光ドラム
３１に対する帯電、シアン成分像に対応した画像露光３
３、第三現像器としてのシアン現像器４３によるシアン
トナーＣの現像、形成されたシアントナー画像の中間転
写ドラム２０への転写、感光ドラム３１面のクリーニン
グ装置３４による清掃がなされる。

【００４６】イエロー画像の作像においては、感光ドラ
ム３１に対する帯電、イエロー成分像に対応した画像露
光３３、第四現像器としてのイエロー現像器４４による
イエロートナーＹの現像、形成されたイエロートナー画
像の中間転写ドラム２０への転写、感光ドラム３１面の
クリーニング装置３４による清掃がなされる。

【００４７】上記した４つのトナー画像（ブラック、マ
ゼンタ、シアン、イエローの各トナー画像）の作像及び
転写サイクルが順次実行されることにより、中間転写ド
ラム２０の外面に対して、前記４つのトナー画像が順次
に重畳転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カ
ラートナー（鏡像）が形成される。

【００４８】また、転写ローラ２５は、中間転写ドラム
２０に対して平行に、かつ中間転写ドラム２０の下面に
接触させて配置するように支承されており、中間転写ド
ラム２０と同じ周速度若しくは約０．５〜１［パーセン
ト］程度異なる周速度で図中矢印の時計回り方向に回転
する。

【００４９】この転写ローラ２５は、芯金２６と、その
外周に形成した弾性層２７からなり、弾性層２７は、本
実施の形態１では、中抵抗の弾性体を用いている。

【００５０】感光ドラム３１から中間転写ドラム２０へ
の４つのトナー画像の順次転写実行過程において、転写
ローラ２５の芯金２６には、転写ローラ２５に対する第
二のバイアス電源２９からトナーと同極性（マイナス）
のバイアス電圧が印加されている。このバイアス電圧に
より、転写ローラ２５から中間転写ドラム２０へとトナ
ー画像を反発する電界が生じて、転写ローラ２５や中間
転写ドラム２０側のトナー画像を転移することが阻止さ
れる。

【００５１】感光ドラム３１上のトナー画像を中間転写
ドラム２０に転写する際に、感光ドラム３１の非画像部
の電位は感光ドラム３１のトナー画像部の電位と異なっ
ている。すなわち、中間転写ドラム２０の芯金２１の電
位を基準とした場合、感光ドラム３１の非画像部との電
位差が感光ドラム３１のトナー画像部との電位差よりも
大きいために、転写電流はトナー画像部で非画像部より
多く流れる。

【００５２】この傾向は、中間転写ドラム２０の抵抗値
が低い場合に顕著に生じる。例えば、非画像部への電流
値がトナー画像部への電流値の２倍以上となる場合に
は、非画像部の電界がトナー画像に影響を及ぼしてしま
うことがある。これより、低抵抗体は中間転写体ドラム
２０に適していない。反対に、中間転写ドラム２０が高
抵抗体の場合には、第一のバイアス電源６１の形成でき
る電界があまりに小さくなり、中間転写自体が損なわれ
てしまう。

【００５３】これより、中間転写ドラム２０の弾性体２
２としては、体積抵抗値が１０⁵〜１０¹¹［Ωｃｍ］、
好ましくは、１０⁷〜１０¹⁰［Ωｃｍ］の範囲の中抵抗
体が好適である。この範囲の体積抵抗値の弾性体２２を
用いれば、転写バイアスとして＋２［ＫＶ］〜＋５［Ｋ
Ｖ］を芯金２１に印加することにより、上述した適正な
転写電流値を設定することができる。

【００５４】感光ドラム３１側から中間転写ドラム２０
側へ重畳転写された４つのトナー画像は、中間転写ドラ
ム２０と転写ローラ２５の転写ニップ部ｎ´で記録材Ｐ
上に転写される。記録材Ｐは、給紙カセット３５側から
１枚ずつ分離給紙され、レジストローラ３７及び転写ガ
イド３８を経て、所定のタイミングで転写ニップ部ｎ´
へ給紙される。記録材Ｐの給紙とともに、転写ローラ２
５の芯金２６に対するバイアス電源が、第二のバイアス
電源２９から第一のバイアス電源２８に切り替わり、芯
金２６に対してトナーと逆極性（プラス）の転写バイア
スが印加される。

【００５５】第一のバイアス電源２８による転写バイア
スは、中間転写ドラム２０の芯金２１に対して第一のバ
イアス電源６１から印加されているトナーと逆極性（プ
ラス）のバイアスよりも絶対値が大きくなるようにして
あり、この転写バイアスにより、中間転写ドラム２０側
のトナー画像が中間転写ドラム２０と転写ローラ２５と
の転写ニップ部ｎ´に給送された記録材Ｐ上に転写され
る。トナー画像転写を受けた記録材Ｐは、ガイド３９を
介して定着装置としての定着器４０へ導入されていく。

【００５６】記録材Ｐが転写ニップ部ｎ´を通過した後
には、中間転写ドラム２０の芯金２１及び転写ローラ２
５の芯金２６に対するバイアス電源がそれぞれ第二バイ
アス電源６２、２９に切り替えられ、それぞれトナーと
同極性（マイナス）のバイアスが印加される。このバイ
アス切替えにより中間転写ドラム２０面の転写残トナー
が感光ドラム３１面側へ戻されてクリーニング装置３４
に回収されることで、中間転写ドラム２０は清掃され
る。また、転写ローラ２５面に付着したトナーも中間転
写ドラム２０面に戻され、さらに感光ドラム３１面に戻
されて、クリーニング装置３４に回収されることで、転
写ローラ２５の清掃もなされる。

【００５７】このように、中間転写ドラム２０は、弾性
層２２が中抵抗であることから、トナーと同極性のバイ
アス印加（クリーニングバイアス）によって転写残トナ
ーを感光ドラム３１面側に充分戻し転移させてクリーニ
ング状態にすることができる。このため、特別なクリー
ニング装置の配備を必要とせず装置構成を簡略化するこ
とができている。

【００５８】なお、本実施の形態１に適用される作像部
は上記した構成に限るものではない。

【００５９】また、本実施の形態１に用いられるトナー
としては、重合法により製造され、低軟化点物質を５３
〜０［重量％］含み、形状係数ＳＦ−１が１００〜１１
０である実質球形トナー（以下単に重合トナーと称す）
を用いている。

【００６０】低軟化点物質としては、ＡＳＴＭＤ３４１
８−８に準拠し測定された軟化点の主体極大ピーク値が
４０〜９０［℃］を示す化合物としている。

【００６１】重合トナーの極大ピーク値の温度の測定に
は、例えば、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用い
る。この装置検出部の温度補正は、インジウムと亜鉛の
融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱
を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い対照
用に空パンをセットし、昇温速度１０［℃／ｍｉｎ］で
測定を行った。

【００６２】具体的には、重合トナーとしては、パラフ
ィンワックス、ポリオレフィン、フィッシャートロピッ
シュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、エステル
ワックス、及びこれらの誘導体又はこれらのグラフト／
ブロック化合物を利用することができる。好ましくは、
下記の一般構造式で示す炭素数が１０以上の長鎖エステ
ル部分を一個以上有するエステルワックスを利用すると
よい。

【００６３】具体的なエステルワックスの代表的な化合
物の構造式を下記に化学式（１）、（２）、及び（３）
として示す。

【００６４】

【化１】

【００６５】また、本実施の形態１で好ましく用いられ
るエステルワックスとしては、硬度０．５〜５．０を有
するものである。エステルワックスの硬度は、直径２０
［ｍｍ］で厚さが５［ｍｍ］の円筒状のサンプルを作製
した後、島津製作所製ダイナミック微小硬度計ＤＵＨ−
２００を用い、ビッカース硬度を測定した値である。測
定条件は、０．５［ｇ］の荷重で負荷速度が９．６７
［ｍｍ／ｓｅｃ］の条件で１０［μｍ］変位させた後、
１５秒間保持し、得られた打痕形状を測定しビッカース
硬度を求める。本実施の形態１に好ましく用いられるエ
ステルワックスの硬度は、０．５〜５．０の値を示す。
具体的な化合物の例を下記の化学式（１）、（２）、
（３）、及び（４）に示す。

【００６６】

【化２】

【００６７】なお、ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、
球状物質の球状の丸さの割合を示す数値であり、球状物
質を２次元平面上に投影してできる楕円状の図形の最大
長ＭＡＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１
００π／４を乗じたときの値で表わされる。つまり、形
状係数ＳＦ−１は次式で定義されるものである。

【００６８】

【数１】

【００６９】ここで、形状係数ＳＦ−１は、日立製作所
ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー像を無作
為に１００個サンプリングし、その画像情報をインター
フェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ
３）に導入し解析を行い上式より算出したものである。

【００７０】また、シアントナーの調整方法を以下に説
明する。

【００７１】高速攪拌装置を備えた２１リットル用四つ
口フラスコ中に、イオン交換水７１０［重量部］と、
０．１［モル／リットル］−Ｎａ₃ＰＯ₄水溶液４５０
［重量部］とを添加し、高速攪拌装置の回転数を１２０
００回転に調整しながら、フラスコ内の水溶液を６５
［℃］に加温せしめた。この水溶液に、１．０［モル／
リットル］−ＣａＣＬ₂水溶液６８［重量部］を徐々に
添加し、微少な難水溶液性分散剤Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂を含
む分散媒系を調整した。

【００７２】一方、分散質系としては、スチレン単量体
を１６５［重量部］、ｎ−ブチルアクリレート単量体を
３５［重量部］、Ｉ．ピクメントブルー１５：３０を１
４［重量部］、飽和ポリエステルを１０［重量部］、
｛テレフタール酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェ
ノールＡ酸価１５、ピーク分子量：６０００｝、サリ
チル酸金属化合物を２［重量部］、下記の化学式で示さ
れる化合物（極大ピーク値５９．４℃）を６０［重量
部］とする。

【００７３】

【化３】

【００７４】上記した混合物をアトライターを用い３時
間分散させた後、重合開始剤である２、２‘−アゾビス
（２、４−ジメチルバレロニトリル）１０［重量部］を
添加した分散物を分散媒中に投入し、回転数を維持しつ
つ１５分間造粒した。その後、高速攪拌器からプロペラ
攪拌羽根に攪拌器を変え、内温を８０［℃］に昇温させ
５０回転で重合を１０時間継続させた。重合終了後スラ
リーを冷却し、希塩酸を添加し分散媒を除去せしめた。
さらに洗浄し乾燥を行うことで、コールターカウンター
で測定したシアントナーの重量平均粒径は６．２［μ
ｍ］で個数変動係数が２７［％］となり、ＳＦ−１が１
０４となった。

【００７５】上記したシアントナーの調整と同様にし
て、ＳＦ−１が１０４になるように、イエロートナー、
マゼンタトナー及びブラックトナーを製造した。なお、
着色剤としては、イエロートナーではＣ．Ｉ．ピグメン
トイエロー１７、マゼンタトナーではＣ．Ｉ．ピグメン
トレッド１２２、及びブラックトナーではカーボンブラ
ックを用いた。

【００７６】なお、本実施の形態１に適用されるトナー
は上記した構成に限るものではない。

【００７７】次に、本実施の形態に係る定着装置として
の定着器４０について図１を用いて説明する。

【００７８】図１は、定着器４０の概略構成を示す断面
図である。

【００７９】図１に示す定着器４０は、エンドレスフィ
ルム状の電磁誘導発熱フィルムを用いた加圧ローラ駆動
方式で、電磁誘導加熱方式の装置である。

【００８０】磁場発生手段は磁性コア２１７ａ・２１７
ｂ及び励磁コイル２１８から主に構成される。

【００８１】磁性コア２１７ａ・２１７ｂは高透磁率の
部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトラン
スのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１０
０［ｋＨｚ］以上でも損失の少ないフェライトを用いる
のがよい。

【００８２】励磁コイル２１８には給電部に励磁回路
（不図示）を接続してある。この励磁回路は２０［ｋＨ
ｚ］から５００［ｋＨｚ］の高周波をスイッチング電源
で発生するようになっている。

【００８３】励磁コイル２１８は励磁回路から供給され
る交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生す
る。交番磁束はフィルム部材としての定着フィルム２１
０の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。そして、こ
の渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュール
熱を発生させる。

【００８４】２１６は横断面略半円弧状樋型のフィルム
ガイド部材であり、外側に円筒状の定着フィルム２１０
をルーズに外嵌させている。また、フィルムガイド部材
２１６は、磁性コア２１７ａ・２１７ｂ及び励磁コイル
２１８を内側に保持している。

【００８５】フィルムガイド部材２１６は、定着ニップ
部Ｎへの加圧、励磁コイル２１８と磁性コア２１７の支
持、定着フィルム２１０の支持、該定着フィルム２１０
の回転時の搬送安定性を図る役目を果たす。このフィル
ムガイド部材２１６は磁束の通過を妨げない絶縁性の部
材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。

【００８６】２２２は、フィルムガイド部材２１６の内
面平面部に当接させて配設した横長の加圧手段としての
加圧用剛性ステイである。

【００８７】２１９は、磁性コア２１７ａ・２１７ｂ及
び励磁コイル２１８と加圧用剛性ステイ２２２の間を絶
縁するための絶縁部材である。

【００８８】加圧部材としての加圧ローラ２３０は、芯
金と、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆さ
せたシリコンゴム、フッ素ゴム、及びフッ素樹脂等の耐
熱性弾性材層と、表面離型層とで構成されており、芯金
の長手方向両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に
回転自由に軸受け保持させて配設している。

【００８９】定着フィルム２１０の摺動摩擦力を低減す
るため、フィルムガイド部材２１６の定着ニップ部Ｎに
は、表面摺動性のよい摺動部材としての摺動板２４１が
嵌め込まれている。この摺動板２４１は表面にフッ素グ
リス等（本実施の形態１では、ダイキン工業（株）製の
フッ素グリスであるデムナムグリスＬ−２００を用いて
いる）を塗布している。

【００９０】加圧用剛性ステイ２２２の長手方向両端部
と装置シャーシ側の不図示のバネ受け部材との間に、そ
れぞれ不図示の加圧バネを縮設することで、加圧用剛性
ステイ２２２に押し下げ力を作用させている。これによ
り、フィルムガイド部材２１６の下面部の摺動板２４１
と加圧ローラ２３０の上面とが定着フィルム２１０を挟
んで圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成されること
になる。

【００９１】加圧ローラ２３０は、駆動手段Ｍ（不図
示）により図中矢視の時計回り方向に回転駆動される。
加圧ローラ２３０が回転駆動されると、定着ニップ部Ｎ
での加圧ローラ２３０の表面と定着フィルム２１０外面
との摩擦力により、定着フィルム２１０に回転力が作用
する。そして、定着フィルム２１０は、図中矢視の反時
計回り方向に、加圧ローラ２３０の周速度にほぼ対応し
た周速度をもって、フィルムガイド部材２１６の外周を
従動回転する。このとき、定着フィルム２１０の内面
は、定着ニップ部Ｎにおいて摺動板２４１と摺動する。

【００９２】なお、フィルムガイド部材２１６の周面
に、その長手方向に沿って所定の間隔を置いて凸リブ部
を形成し、フィルムガイド部材２１６の周面と定着フィ
ルム２１０の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フ
ィルム２１０の回転負荷を少なくしても良い。

【００９３】また、定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の
温度検知手段を含む温調系により励磁コイル２１８に対
する電流供給が制御されることで所定の温度が維持され
るように温調される。

【００９４】定着フィルム２１０の内面に定着フィルム
２１０の内面用温度検知素子（本実施の形態１ではサー
ミスタ素子）２２６ａが板バネ等により当接されるよう
に、温度検出手段２２６が定着フィルム２１０の内部に
配置されている。本実施の形態１においては、温度検知
手段２２６で測定した定着フィルム２１０の温度情報を
もとに定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしてい
る。

【００９５】このように定着フィルム２１０の回転が行
われ、また励磁回路から励磁コイル２１８への給電によ
り上記のように定着フィルム２１０の電磁誘導発熱がな
されて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調
される。そして、画像形成手段部から搬送された未定着
トナー画像が形成された記録材Ｐが、定着ニップ部Ｎの
定着フィルム２１０と加圧ローラ２３０との間に画像面
が上向き、即ち画像面が定着フィルム２１０面に対向し
て導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着フィ
ルム２１０の外面に密着して定着フィルム２１０と一緒
に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

【００９６】この定着ニップ部Ｎを定着フィルム２１０
と一緒に記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において、
定着フィルム２１０の電磁誘導発熱により加熱されて記
録材Ｐ上に未定着トナー画像が加熱定着される。

【００９７】記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回
転する定着フィルム２１０の外面から分離して排出搬送
されていく。記録材Ｐ上の加熱定着トナー画像は定着ニ
ップ部Ｎを通過後、冷却され永久固着像となる。

【００９８】また、本実施の形態１においては、図１に
示すように、定着フィルム２１０のこの発熱域Ｈの対向
位置に暴走時の励磁コイル２１８への給電を遮断するた
め発熱域Ｈ温度検知素子としてのサーモスイッチ２５２
を配設している。

【００９９】サーモスイッチ２５２は定着フィルム２１
０の発熱域Ｈに対向して定着フィルム２１０の外面に非
接触に配設している。サーモスイッチ２５２と定着フィ
ルム２１０との間の距離は約２ｍｍとした。これによ
り、定着フィルム２１０にサーモスイッチ２５２の接触
による傷が付くことがなく、耐久による定着画像の劣化
を防止することができる。

【０１００】このような構成の定着器４０によれば、定
着ニップ部Ｎが発熱域Ｈとなり発熱する構成と異なり、
装置故障による定着器４０の暴走時等に、定着ニップ部
Ｎに紙が挟まった状態で定着器４０が停止し、励磁コイ
ル２１８に給電が続けられ定着フィルム２１０が発熱し
続けた場合でも、記録材Ｐの一形態として紙が挟まって
いる定着ニップ部Ｎでは発熱していないために、紙が直
接加熱されることがない。また、発熱域Ｈでの発熱量が
多くなると、サーモスイッチ２５２が配設されているた
め、サーモスイッチ２５２が２２０［℃］（本実施の形
態１で使用のサーモスイッチ２５２の動作温度）を感知
して、サーモスイッチ２５２が切れた時点で、不図示の
リレースイッチにより励磁コイル２１８への給電が遮断
される。

【０１０１】これより、紙の発火温度は約４００℃近辺
であるため紙が発火することなく、定着フィルム２１０
の発熱を停止することができる。

【０１０２】なお、発熱域Ｈ用温度検知素子としてはサ
ーモスイッチ２５２のほかに、温度ヒューズを用いるこ
ともできる。

【０１０３】上記した定着器４０の構成には、トナーに
低軟化物質を含有させたトナーを使用したため、定着器
４０にオフセット防止のためのオイル塗布機構を設けて
いないが、低軟化物質を含有させていないトナーを使用
した場合にはオイル塗布機構を設けてもよい。また、低
軟化物質を含有させたトナーを使用した場合にもオイル
塗布や冷却分離を行ってもよい。

【０１０４】励磁コイル２１８としては、コイル（線
輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれ
ぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束
線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイル２１８を形
成している。本実施の形態１では、１０ターン巻いて励
磁コイル２１８を形成している。

【０１０５】励磁コイル２１８の絶縁被覆としては、定
着フィルム２１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性
を有する被覆を用いるのがよい。例えば、アミドイミド
やポリイミド等の被覆を用いるとよい。

【０１０６】また、励磁コイル２１８は外部から圧力を
加えて密集度を向上させてもよい。

【０１０７】励磁コイル２１８の形状は、定着フィルム
２１０の発熱層の曲面に沿うようにしている。本実施の
形態１では定着フィルム２１０の発熱層と励磁コイル２
１８との間の距離は約２ｍｍになるように設定してい
る。

【０１０８】また、フィルムガイド部材２１６及び絶縁
部材２１９の材質としては、絶縁性に優れ耐熱性がよい
ものがよい。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、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、ＰＦＡ樹
脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂等を選択す
るとよい。

【０１０９】磁性コア２１７ａ・２１７ｂ及び励磁コイ
ル２１８と、定着フィルム２１０の発熱層との間の距離
はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高くなる。
この距離が５ｍｍを越えるとこの効率が著しく低下する
ため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ以内であ
れば定着フィルム２１０の発熱層と励磁コイル２１８の
距離が一定である必要はない。

【０１１０】本実施の形態１において、定着フィルム２
１０は、電磁誘導発熱性の定着フィルム２１０の基層と
なる金属フィルム等でできた発熱層と、その外面に積層
した弾性層と、その外面に積層した離型層と、定着フィ
ルム２１０の最内周面に発熱層の削れ防止層とが設けら
れた複合構造をしている。それぞれの層の構成は不図示
としている。発熱層と弾性層との間の接着、及び弾性層
と離型層との間の接着のため、各層間にプライマー層
（不図示）を設けてもよい。

【０１１１】略円筒形状である定着フィルム２１０にお
いては、発熱層が内面側となり、離型層が外面側とな
る。

【０１１２】上述したように、前記発熱層に交番磁束が
作用することで前記発熱層に渦電流が発生して前記発熱
層が発熱することになる。その熱が、弾性層及び離型層
を介して、定着ニップ部Ｎに通紙される記録材Ｐを加熱
してトナー画像の加熱定着がなされる。

【０１１３】定着フィルム２１０の発熱層としては、ニ
ッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合
金等といった強磁性体の金属を用いるとよい。非磁性の
金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良いニッ
ケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合金等
の金属が良い。

【０１１４】発熱層の厚みとしては、次式で表される表
皮深さσより厚く、かつ２００［μｍ］以下にすること
が好ましい。

【０１１５】σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 上式において、表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数
ｆ［Ｈｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］とで表され
る。

【０１１６】また、表皮深さσは、電磁誘導で使われる
電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところ
では電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、逆にいう
と、殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されてい
る。

【０１１７】これより、発熱層の厚さは、好ましくは１
〜１００［μｍ］とするとよい。発熱層の厚みが１［μ
ｍ］よりも小さいとほとんどの電磁エネルギーが吸収し
きれないため効率が悪くなる。一方、発熱層の厚みが１
００［μｍ］を超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲
性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではなく
なる。

【０１１８】また、定着フィルム２１０の弾性層として
は、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴ
ム等のように、耐熱性がよく熱伝導率がよい材質が好適
に採用される。

【０１１９】定着フィルム２１０の弾性層の厚さとして
は、１０〜５００［μｍ］が好ましい。これは定着画像
の品質を保証するために必要な厚さである。

【０１２０】つまり、カラー画像を印刷する場合、特に
写真画像等では記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画
像が形成される。この場合、記録材Ｐの凹凸あるいはト
ナー層の凹凸に、定着フィルム２１０の加熱面（離型
層）が追従できないと、加熱ムラが発生することがあ
り、その結果として伝熱量が多い部分と少ない部分で画
像に光沢ムラが発生することになる。伝熱量が多い部分
は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低く
なる。

【０１２１】そのため、定着フィルム２１０の弾性層の
厚さとしては、１０［μｍ］以下では記録材Ｐあるいは
トナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生する
ことがある。また、弾性層の厚さが１０００［μｍ］以
上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなりクイックスタ
ートを実現することが難しくなる。

【０１２２】これより、定着フィルム２１０の弾性層の
厚みは好ましくは５０〜５００［μｍ］とするとよい。

【０１２３】また、定着フィルム２１０の弾性層の硬度
は、硬度が高すぎると記録材Ｐあるいはトナー層の凹凸
に追従しきれず画像光沢ムラが発生することがある。そ
こで、弾性層の硬度としては、６０［°］（ＪＩＳ−
Ａ）以下、より好ましくは４５［°］（ＪＩＳ−Ａ）以
下とするとよい。

【０１２４】また、定着フィルム２１０の弾性層の熱伝
導率λに関しては、６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／
ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］とするとよい。

【０１２５】定着フィルム２１０の弾性層の熱伝導率λ
が６×１０^-4［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］より
も小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム２１
０の表層（離型層）における温度上昇が遅くなることが
ある。

【０１２６】一方、定着フィルム２１０の弾性層の熱伝
導率λが２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ．］よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎた
り、圧縮永久歪みが悪化することがある。

【０１２７】これより、定着フィルム２１０の弾性層の
熱伝導率λは、６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］とするとよい。より好ましくは、
８×１０^-4〜１．５×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
ｄｅｇ．］とするとよい。

【０１２８】また、定着フィルム２１０の離型層は、本
実施の形態１においては、上記した弾性層にフッ素樹脂
チューブを被覆したものであり、厚み約３０μｍのＰＦ
Ａチューブを使用している。

【０１２９】これより、本実施の形態１において、定着
フィルム２１０としては、外径φ３４ｍｍ、長さ約３８
０ｍｍのものを用い、発熱層として厚み５０［μｍ］の
Ｎｉ電鋳フィルムを使用し、弾性層として厚み３００
［μｍ］・テストピース硬度約５°（ＪＩＳ−Ａ）・熱
伝導率約０．８×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃］
のシリコンゴムを使用し、離型層として厚み３０［μ
ｍ］のＰＦＡチューブを使用し、削れ防止層として厚み
約１５［μｍ］程度のポリイミド樹脂のコーティング層
を使用している。

【０１３０】また、摺動板２４１としては、セラミック
（本実施の形態１ではアルミナを使用）基板上に表面ガ
ラスコートをした幅約１０［ｍｍ］、厚み約０．６５
［ｍｍ］の長方形状の板を用いている。

【０１３１】摺動板２４１は、セラミックのため焼き上
がり時には縮む傾向があるため、幅寸法として約１０〜
９．５［ｍｍ］、厚みとして約０．５５〜０．７５［ｍ
ｍ］の大きさのばらつきを有する。

【０１３２】このように寸法公差をもった摺動板２４１
が、フィルムガイド部材２１６の底面部の定着ニップ部
Ｎに設けた凹部２６０に嵌め込み可能であるように、フ
ィルムガイド部材２１６の凹部２６０の寸法は、幅約１
０〜１０．５［ｍｍ］、深さ約０．８５〜０．９５［ｍ
ｍ］の寸法で設けられている。

【０１３３】摺動板２４１は、耐熱性のあるシリコン接
着剤等によりフィルムガイド部材凹部２６０に嵌め込み
接着されており、上記した摺動板２４１の厚さと上記し
た凹部２６０の深さの寸法関係より、摺動板２４１の表
面は凹部２６０内に位置している。

【０１３４】次に、本実施の形態１に特徴的な構成につ
いて説明する。

【０１３５】本実施の形態１においては、定着フィルム
２１０が定着ニップ部Ｎにおいて折り曲げられる角度
（以下、折り曲げ角度θと称する）に対して、定着フィ
ルム２１０の耐久性を検討した。

【０１３６】本実施の形態においては、幅１０［ｍｍ］
の摺動板２４１に対して、加圧ローラ２３０のローラ硬
度を調整して、定着ニップ幅並びに折り曲げ角度θを変
化させ、定着フィルム２１０の耐久性の変化を検討して
いる。この結果を図８に示す。

【０１３７】ここで、折り曲げ角度θは、定着ニップ部
Ｎ付近で定着フィルム２１０に加わるストレスの程度を
示す評価指数であり、定着フィルム２１０が定着ニップ
部Ｎ端部からフィルムガイド部材２１６の凹部２６０端
部まで直線で近似される形状にちかい形状になっている
としたときの定着フィルム２１０の折り曲げ角度として
いる。

【０１３８】定着フィルム２１０の折り曲げ角度θは、
次式で求められる。

【０１３９】θ＝ａｒｃｔａｎ（（ｔ２−ｔ１）／
（（ｄ２−ｄ１）／２））上式において、ｔ１：摺動板２４１厚み、ｔ２：フィル
ムガイド部材凹部２６０の深さ、ｄ１：摺動板２４１
幅、ｄ２：フィルムガイド部材凹部２６０の幅である。
なお、上式については、定着ニップ部Ｎは、フィルムガ
イド部材凹部２６０の中心に形成されていると想定し、
また、フィルムガイド部材２１６と摺動板２４１の接着
層の厚み分は無視している。

【０１４０】摺動板２４１は、フィルムガイド部材２１
６とは別部品とし、かつセラミックス製のため寸法公差
を有している。そのため、フィルムガイド部材２１６に
摺動板２４１をはめ込むように設けた凹部２６０は、摺
動板２４１の寸法公差を見込んでもはめ込みができるよ
うに、その凹部２６０形状は摺動板２４１寸法公差の最
大寸法よりも大きく形成されている。

【０１４１】このような構成によれば、フィルムガイド
部材２１６の凹部２６０にはめ込まれた摺動板２４１
は、その寸法公差のばらつきを考えても、フィルムガイ
ド部材２１６の定着ニップ部Ｎの底面よりも内側に引き
こもった状態になる。そして、加圧ローラ２３０で定着
フィルム２１０を摺動板２４１側へ押しつけ定着ニップ
部Ｎを形成した状態では、定着フィルム２１０の横断面
形状がつぶれた円や楕円等の凸の形状から、定着ニップ
部Ｎの近傍で一部凹になる部分が存在するように構成さ
れている。

【０１４２】このため、記録材Ｐの搬送方向に対して定
着ニップ部Ｎの下流側では、定着フィルム２１０の横断
面形状が凹から凸に代わる部分が存在し、この部分で定
着フィルム２１０の曲率半径が小さい部分ができること
になる。

【０１４３】そのため、記録材Ｐの定着フィルム２１０
からの排紙に際して、曲率分離が可能になり、分離爪等
を用いることなく確実に定着分離を行え、定着分離不
良、定着巻き付き等の問題を解決することができる。

【０１４４】また、分離爪を用いる必要がないため、分
離爪による定着フィルム２１０への傷、削れ、損傷や、
分離爪のこすれ、分離爪部に付着したトナー等による画
像汚れ等の問題発生を解決することができる。

【０１４５】一方、定着フィルム２１０の横断面形状の
凹形状を大きくすると、定着フィルム２１０の横断面形
状が凹から凸に代わる部分において定着フィルム２１０
の曲率半径がより小さくなり、定着フィルム２１０に大
きなストレスが加わることがある。例えば、図３に示す
ように、定着ニップ部Ｎの入り口近傍のａ部等でストレ
スが定着フィルム２１０に加わる。そして、定着フィル
ム２１０にクラックや亀裂等が発生し寿命を短くするこ
とになる。

【０１４６】特に、定着フィルム２１０として電磁誘導
加熱用金属フィルムを採用する場合には、オンデマンド
フィルム定着装置等に使用されるポリイミドフィルム等
の強度の高いフィルムを使用する場合よりも、小さい曲
率半径の形状部のストレスや折り曲げストレスに対し
て、クラックや亀裂等が発生しやすい。

【０１４７】ここで、上述の定着フィルム２１０の折り
曲げ角度θを各種設定構成し、耐久性を確認してみた。

【０１４８】図８に示すように、比較例１に用いた加圧
ローラ２３０は、外形２５［ｍｍ］、長手長さ約３４０
［ｍｍ］のものであり、厚み約３．５［ｍｍ］のテスト
ピース硬度が約１［゜］（ＪＩＳ−Ａ）となるシリコン
ゴムを弾性層とし、その表面に厚み７０［μｍ］のＰＦ
Ａチューブを被覆している。このような加圧ローラ２３
０の硬度は約５２［゜］（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度）とな
る。

【０１４９】一方、実施例１としては、上記した比較例
１と比して、加圧ローラ２３０の弾性層に厚み約３．５
［ｍｍ］のテストピース硬度が約６［°］となるシリコ
ンゴムを用いて、加圧ローラ２３０の硬度を約６２
［°］と硬くしてある。その他の構成は比較例１と同様
としている。

【０１５０】また、加圧力２５［Ｋｇｆ］にて定着ニッ
プ部Ｎを形成すると、最大ニップ幅部での定着ニップ幅
は、比較例１においてｄ１＝約９．５［ｍｍ］となり、
実施例１においてｄ１＝約８．０［ｍｍ］となる。この
状態で、定着フィルム２１０の折り曲げ角度θを計算す
ると、比較例１において約３５．３［°］となり、実施
例１において約１２．８［°］となる。

【０１５１】比較例１及び実施例１の構成を有するそれ
ぞれの定着器４０において、定着フィルム２１０の温調
温度を１８５［℃］とし、定着フィルム２１０の回転周
速度を約１００［ｍｍ／ｓｅｃ］とするように制御しな
がら、加圧ローラ２３０及び定着フィルム２１０の空回
転を行って、定着フィルム２１０の耐久性について評価
した。

【０１５２】このような評価において、比較例１では、
約１３０［ｈ］にて定着フィルム２１０のニッケル電鋳
にクラックが生じた。一方、実施例１では、５００
［ｈ］を経過してもクラックの発生はみられなかった。

【０１５３】このように、実施例１は、比較例１に比し
て折り曲げ角度θが小さいため、定着フィルム２１０へ
加わるストレスが小さく、定着フィルム２１０の耐久寿
命を延ばすことができる。

【０１５４】以上説明したように、本実施の形態１によ
れば、フィルムガイド部材２１６の外周面に対して摺動
板２４１の表面が凹形状となり、定着フィルム２１０が
摺動板２４１のエッジ部と摺動することを防止している
ので、定着フィルム２１０の耐久性を向上させることが
できる。

【０１５５】また、定着ニップ部Ｎにおける定着フィル
ム２１０の横断面形状を凹形状とすると定着フィルム２
１０にクラック等が生じることがあるが、本実施の形態
１によれば、定着ニップ部Ｎ近傍での定着フィルム２１
０の折り曲げ角度θを３０°以内とし、定着フィルム２
１０のクラック等の発生を抑制している。

【０１５６】さらには、本実施の形態１によれば、定着
ニップ部Ｎ近傍において定着フィルム２１０の移動方向
に対して定着ニップ部Ｎの下流側が凹形状となっている
ため、この部分の曲率の変化により記録材Ｐを定着フィ
ルム２１０から分離することが可能となる。そのため、
分離爪が不要となり、従来問題となっていた分離爪によ
る定着フィルム２１０の損傷を回避することができる。

【０１５７】（実施の形態２）以下、本発明に係る実施
の形態２について説明する。前出した部材と共通する部
材には同一の符号を付する。なお、以下の説明において
上記した実施の形態１と重複する部分については説明を
省略する。

【０１５８】本実施の形態２においては、従来例及び実
施の形態１と異なり、Ａ４サイズ系の定着器４０に適す
る構成としている。

【０１５９】このような構成を有する実施の形態２にお
いては、図８の実施例２に示すように、加圧ローラ２３
０の軸方向長さを約２３０［ｍｍ］とし、加圧力１８
［ｋｇｆ］にて定着ニップ部Ｎを形成しており、このと
きの最大ニップ幅での定着ニップ幅はｄ１＝約８．５
［ｍｍ］となる。その他の構成は上記した実施の形態１
と同様とする。

【０１６０】実施例２の構成を有する定着器４０におい
て、実施の形態１と同様の条件で空回転を行い耐久性を
評価すると、約４００［ｈ］以上経過しても定着フィル
ム２１０にクラックは生じなかった。実施例２におい
て、定着フィルム２１０の折り曲げ角θは約１６．４
［°］であった。

【０１６１】次に、実施例３の構成について説明する。

【０１６２】実施例３の構成としては、図８に示すよう
に、上記した実施例２と同様の構成において、摺動板２
４１の厚みｔ１、及びフィルムガイド部材２１６の凹部
２６０の深さｔ２のみ異なる。摺動板２４１としては寸
法公差が最大のものとして厚みｔ１＝０．７５［ｍｍ］
とし、フィルムガイド部材２１６の凹部２６０としては
寸法公差が最大のものとして深さｔ２＝０．８５［ｍ
ｍ］とする。このような構成によれば、定着フィルム２
１０の折り曲げ角度θが小さくなる。

【０１６３】実施例３の構成を有する定着器４０におい
て、上記同様の条件で空回転を行い耐久性を評価する
と、約７００ｈにおいても定着フィルム２１０にクラッ
クの発生はみられなかった。実施例３において定着フィ
ルム２１０の折り曲げ角θは約６．７［°］であった。

【０１６４】このように、実施例２、３の折り曲げ角度
θ（それぞれ１６．４［°］、６．７［°］）は、比較
例１の折り曲げ角θ（３５．５［°］）に比して小さい
ため、定着フィルム２１０へ加わるストレスが小さく、
定着フィルム２１０の耐久寿命を延ばすことができる。

【０１６５】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、上記した実施の形態１と同様の効果を得ることが
できる。

【０１６６】（実施の形態３）以下、本発明に係る実施
の形態３について図５及び図６を参照して説明する。前
出した図を含め各図に共通する部材には同一の符号を付
する。なお、上記した実施の形態１と重複する部分につ
いては説明を省略する。

【０１６７】本実施の形態３においては、従来例及び実
施の形態１、２と以下の点で異なる。

【０１６８】摺動板２４１の断面形状は、従来例及び実
施の形態１、２においては略長方形とし摺擦面をフラッ
トとしているが、本実施の形態３においては、図６に示
すように、記録材Ｐの搬送時における定着フィルム２１
０の順方向回転の上流側における摺動板２４１の形状を
Ｒ形状としている。

【０１６９】ところで、定着フィルム２１０の折り曲げ
角度θを小さくするために、フィルムガイド部材２１６
と摺動板２４１の段差をできるだけ小さくなるように設
定したいが、段差を小さくすると、ガイド部材２１６の
凹部２６０の深さと摺動板２４１の厚みの寸法公差の関
係により、図５（ａ）に示すように、摺動板２４１の摺
擦面がフィルムガイド部材２１６底面（外周面）から飛
び出すことがある。このようなとき、上記した実施例
１、２、３のように摺動板２４１の断面形状が略長方形
であると、摺動板２４１のエッジ部が定着フィルム２１
０に当接することになり、その部分で定着フィルム２１
０が削られてしまい著しく寿命を短くすることになる。

【０１７０】そこで、本実施の形態３においては、図５
（ｂ）に示すように、摺動板２４１の定着フィルム２１
０順方向回転上流側の形状をＲ形状とし、摺動板２４１
が取り付け時の傾きや長手方向の反り、傾き等により、
一部フィルムガイド部材２１６から多少飛び出しても、
その場合の定着フィルム２１０の削れを少なくしてい
る。このため、フィルムガイド部材２１６と摺動板２４
１との段差をより小さく設定することができる。

【０１７１】上記した構成を有する実施例４としては、
図８に示すように、摺動板２４１に厚み約０．８５［ｍ
ｍ］のものを使用し、上流側エッジ部に約Ｒ６０の形状
をつけている。下流側はフラットのままとしている。そ
の他の構成は、実施例１と同じものを使用し、同様の条
件で耐久性を評価したところ、約８００ｈ経過後におい
ても定着フィルム２１０のクラック発生等の問題は生じ
なかった。実施例４において定着フィルム２１０の折り
曲げ角θは２．４［°］であった。

【０１７２】このように、実施例４の折り曲げ角度θ
（２．４［°］）は、比較例１の折り曲げ角θ（３５．
５［°］）に比して小さいため、定着フィルム２１０へ
加わるストレスが小さく、定着フィルム２１０の耐久寿
命を延ばすことができる。また、摺動板２４１は、定着
フィルム２１０の順回転方向に対して上流側のエッジ部
をＲ形状としているため、エッジ部により定着フィルム
２１０を削ることを防止し、定着フィルム２１０の寿命
を長くすることができる。

【０１７３】以上説明したように、本実施の形態３によ
れば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ
るとともに、摺動板２４１がフィルムガイド部材２１６
の凹部２６０から飛び出すことがあっても、摺動板２４
１の定着フィルム２１０の移動方向上流側のエッジ部が
Ｒ形状となっているため、定着フィルム２１０が傷つく
ことを回避することができる。また、このような構成と
することにより、フィルムガイド部材２１６の外周面と
摺動板２４１の表面との段差をより小さくすることがで
き、定着フィルム２１０の耐久性をより向上させること
ができる。

【０１７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着ニップ部にてフィルム部材と加圧部材が圧接されて
いるときに、摺動部材のフィルム部材の移動方向に対す
る端部に、フィルム部材が接触しないのでフィルム部材
の耐久性を向上させることができる。

【０１７５】また、フィルム部材の折り曲げ角度θを３
０°以内とすることにより、フィルム部材のクラック等
の発生を抑制し、耐久性を向上させることができる。

【０１７６】また、前記フィルム部材は、前記摺動部材
に対して凸状に突出後、移動方向下流側で凹状に変位す
ること定着ニップ部近傍でのフィルム部材に段差が形成
され、記録材のフィルム部材からの分離性を向上させる
ことができるので、定着装置への記録材の巻き付き等の
発生を防止することができる。

【０１７７】さらには、定着分離性を向上させることが
できるため、分離爪を省略することができ、従来問題と
なっていたフィルム部材が分離爪により傷つけられるこ
とを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る定着器の概略構成を
示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る定着器が用いられ
るカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る定着器の定着ニッ
プ部付近の定着フィルム形状の変形を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態１に係る定着器の定着ニッ
プ部付近の定着フィルムの折り曲げ角度θの説明図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態３に係る定着器の摺動板上
流側エッジをＲ形状にした効果の説明図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る定着器の定着ニッ
プ部付近の概略構成を示す断面図である。

【図７】従来例の定着器の概略構成を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の実施の形態１、２、３に係る比較例
１、実施例１、２、３、４での定着フィルムの折り曲げ
角度θと耐久性能についての試験結果をまとめた図表で
ある。

【符号の説明】

２０‥‥中間転写ドラム２１‥‥芯金２２‥‥弾性層２５‥‥転写ローラ２６‥‥芯金２７‥‥弾性層２８、２９‥‥転写ローラ用バイアス電源３１‥‥感光ドラム３２‥‥一次帯電器３３‥‥画像露光３４‥‥クリーニング装置３５‥‥給紙カセット３６‥‥給紙ローラ３７‥‥レジストローラ３８‥‥転写ガイド３９‥‥ガイド４０‥‥定着器４１‥‥ブラック現像器４２‥‥マゼンタ現像器４３‥‥シアン現像器４４‥‥イエロー現像器６１、６２‥‥中間転写ドラム用バイアス２１０‥‥定着フィルム２１６‥‥フィルムガイド部材２１７ａ、２１７ｂ‥‥磁性コア２１８‥‥励磁コイル２１９‥‥絶縁部材２２２‥‥加圧用剛性ステイ２２６‥‥温度検知手段２２６ａ‥‥定着フィルム内面用温度検知素子２３０‥‥加圧ローラ２４１‥‥摺動板２５０‥‥入り口ガイド２５１‥‥排紙ローラ２５２‥‥サーモスイッチ２６０‥‥凹部Ｈ‥‥発熱域ｎ´‥‥転写ニップ部Ｎ‥‥定着ニップ部Ｐ‥‥記録材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁場発生手段と、前記磁場発生手段によ
り電磁誘導発熱するエンドレスベルト状のフィルム部材
と、前記フィルム部材を回動可能に外嵌保持するフィル
ムガイド部材と、前記フィルム部材を介して前記フィル
ムガイド部材に加圧手段により加圧接触し、前記フィル
ムガイド部材との間に定着ニップ部が形成される加圧部
材と、前記フィルムガイド部材の定着ニップ部に設けら
れ、前記フィルム部材の内周面と摺動する摺動部材と、
を有し、前記加圧部材の回動により前記フィルム部材が
従動回転し、未定着トナー像を担持した記録材を前記加
圧部材と前記フィルム部材との間に該トナー像を前記フ
ィルム部材に接触させて挟持搬送させ、未定着トナー画
像を記録材に定着させる定着装置であって、前記フィル
ム部材は、前記フィルムガイド部材に設けられる前記摺
動部材に対し、前記フィルム部材の移動方向における端
位置よりも内側で加圧接触することを特徴とする定着装
置。
【請求項２】磁場発生手段と、前記磁場発生手段によ
り電磁誘導発熱するエンドレスベルト状のフィルム部材
と、前記フィルム部材を回動可能に外嵌保持するフィル
ムガイド部材と、前記フィルム部材を介して前記フィル
ムガイド部材に加圧手段により加圧接触し、前記フィル
ムガイド部材との間に定着ニップ部が形成される加圧部
材と、前記フィルムガイド部材の定着ニップ部に設けら
れ、前記フィルム部材の内周面と摺動する摺動部材と、
を有し、前記加圧部材の回動により前記フィルム部材が
従動回転し、未定着トナー像を担持した記録材を前記加
圧部材と前記フィルム部材との間に該トナー像を該フィ
ルム部材に接触させて挟持搬送させ、未定着トナー画像
を記録材に定着させる定着装置であって、前記フィルム
ガイド部材には、前記摺動部材が嵌合する凹部が形成さ
れ、前記摺動部材の表面が前記フィルムガイド部材の外
周面よりも該凹部の内側に位置することを特徴とする定
着装置。
【請求項３】前記フィルム部材は、前記定着ニップ部
において、前記摺動部材に突出して加圧接触しているこ
とを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】前記フィルム部材は、前記摺動部材に対
して凸状に突出後、移動方向下流側で凹状に変位するこ
とを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】前記フィルム部材が前記摺動部材に対し
て突出して加圧接触する際の折り曲げ角度は３０°以内
であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載の定着装置。
【請求項６】前記摺動部材は、前記フィルム部材の移
動方向上流側端部を曲面形状に形成したことを特徴とす
る請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】前記フィルム部材は、少なくとも金属層
を有する積層構造であることを特徴とする請求項１から
６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】前記フィルム部材は、少なくとも強磁性
体の金属を有する積層構造であることを特徴とする請求
項１から６のいずれかに記載の定着装置。