JP2004158245A

JP2004158245A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2004158245A
Application number: JP2002321246A
Authority: JP
Inventors: Satoru Izawa; 悟伊澤; Eiji Uekawa; 英治植川; Shinji Hashiguchi; 伸治橋口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】フィルム加熱方式のオンデマンド型加熱装置において、高速化に対応しても安定したフィルムの搬送を可能にし、スリップ現象を防止すること、さらにフィルムの高寿命化を図ることを目的とする。
【解決手段】加熱用ヒータ１１が平坦面と湾曲面の２つの面を持ち、平坦面に通電発熱抵抗層１６を形成し、湾曲面を加熱ニップＮ側として断熱ステイホルダー１２に取り付ける。加熱用ヒータ１１の加熱ニップＮ側端部より断熱ステイホルダー１２の加熱ニップ近傍部が加熱ニップ側に突出しており、該突出部より加熱用ヒータの加熱ニップ中央部相当の摺動面が更に加熱ニップ側に突出している。また、加熱用ヒータの摺動面が複数の曲率半径により形成されており、加熱ニップ中央部に比べ端部の方が曲率半径が小さく形成されている。
【選択図】図４

Description

【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定着装置として好適な加熱装置に関する。
【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加熱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、いわゆる熱ローラ方式の装置が広く用いられている。
【０００３】
従来の熱ローラ方式の加熱定着装置の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０．５ｍｍ〜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内部から記録材上のトナーを融解させるのに十分な加熱を行なう。また記録材上のトナーをオフセットすることなく、記録材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４３が形成されている。離型性層４３は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いる。また、記録材の搬送によって定着ローラ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。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。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上のトナー像を加熱するようにハロゲンランプへの給電をｏｎ／ｏｆｆ制御する。
【０００４】
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型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と同様のＰＴＦＥ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。よって加圧ローラ５０の弾性により両ローラ間に十分なニップ幅を有する加熱ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成することができる。このニップ部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。
【０００５】
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が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
図１０にフィルム加熱方式の加熱定着装置の１例の概略構成を示した。すなわち、６０は加熱部材としてのフィルムアセンブリであり、加熱体（以下、ヒータと記す）６１と、該ヒータ６１を固定支持させたステイホルダー（支持体）６２と、ステイホルダー６２にルーズに外嵌させた、円筒状の耐熱性の薄肉フィルム（以下、定着フィルムと記す）６３を有する。５０は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、定着フィルム６３を挟んでヒータ６１に対して加圧手段により圧接させて加熱ニップ部としての定着ニップ部Ｎを形成させている。
【０００７】
ヒータ６１は通電により所定の温度に加熱・温調される。定着フィルム６３は加圧ローラ５０の回転駆動力により、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。
【０００８】
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。
【０００９】
加熱体としてのヒータ６１には一般にセラミックヒータが使用される。例えば、図１１に示すように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６５の定着フィルム６３と対面する側の面に基板長手（図面に垂直の方向）に沿って銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）・Ｔａ_２Ｎ等の通電発熱抵抗層６６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６７で覆ってなるものである。また、該ガラス保護層６７はヒータ６１の通電発熱抵抗層６６と定着フィルムの導電性プライマー層の間の絶縁耐圧を満足するため、５０μｍ程度の厚みで形成されている。このセラミックヒータ６１は通電発熱抵抗層６６に通電がなされることにより該通電発熱抵抗層６６が発熱してセラミック基板６５・ガラス保護層６７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６６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。
【００１０】
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は図１２に示すようにフィルム基層６３ａ、導電性プライマー層６３ｂ、離型性層６３ｃの３層構成で構成されており、フィルム基層６３ａ側がヒータ側であり、離型性層６３ｃが加圧ローラ側である。
【００１１】
フィルム基層６３ａ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６３ａにより定着フィルム６３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。
【００１２】
導電性プライマー層６３ｂ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かもしくはダイオード接続やバイアス印加手段と接続されている。離型性層６３ｃ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５〜１０μｍ程度に被覆して形成してある。
【００１３】
また、上記定着ローラ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１０^３Ωｃｍ〜１０^６Ωｃｍ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。
【００１４】
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６２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。
【００１５】
ステイホルダー６２の外周面を定着フィルムが走行する様子を図１１に示す。図において定着フィルム６３は図面右側から定着ニップ部Ｎに搬送される。このとき、ヒータ装着部の上下流のステイホルダー６２には、ヒータの定着フィルム６３との摺動面より加圧ローラ側に突出した部位ＢおよびＤがあり、定着フィルム６３の走行を規制している。
【００１６】
これは、ヒータ基板６５の上下流端部のエッジ部が直接定着フィルム６３に接触することを避けるためである。
【００１７】
以上により、定着フィルム６３の走行軌跡は、上流側からステイホルダー６２の一部で加圧ローラ側に突出した部位Ｂに接触し、突出部Ｂより図面上方、すなわち加圧ローラと反対方向に屈曲してヒータ保護層６７の摺動面に摺動しながら搬送され、再度下流側のステイホルダー６２の一部で加圧ローラ側に突出した部位Ｄに接触してステイホルダー６２の下流側へと走行する。
【００１８】
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。
【００１９】
以上、フィルム加熱方式の加熱定着装置では、スタンバイ中にヒータへの通電を行わず、画像形成装置がプリント信号を受信してから記録材が定着ニップ部に到達するまでの間に急速にヒータへの通電により定着可能な温度まで加熱することで、記録材上の未定着トナー像を加熱定着することが可能であり、省エネを満足する加熱定着手段である。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０公報
【００２０】
【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。
【００２１】
１）まず、定着ローラを用いた加熱定着装置の場合、定着ローラ芯金の肉厚が機械的強度を満足するため、０．５ｍｍ〜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を予備加熱しておく必要がある。
【００２２】
これは、未定着トナー像を形成した記録材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。
【００２３】
このため、室温状態まで定着ローラ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、定着ローラを加熱昇温させる必要があった。
【００２４】
また、スタンバイ中にヒータへの通電により定着ローラを所定温度に加熱昇温させる必要があることから、画像形成装置を未使用中はエネルギを無駄に使用していた。
【００２５】
また、芯金の肉厚を薄くすることで対応しようとした場合には、機械的強度を満足するため、定着ローラと加圧ローラとの加圧力を低く設定する必要があり、それに伴い定着ニップ幅が小さくなることから、低速の画像形成装置では対応が可能であるが、画像形成装置の高速化には不向きな加熱定着装置となってしまう。
【００２６】
また、定着ローラ芯金内面に絶縁層を介して発熱抵抗層を形成する方式が特開平７−２７１２３９、特開平１０−１０４９８６等に提案されているが、この方式でも、やはり定着ローラの芯金の肉厚は機械的強度を満足させるため０．５ｍｍ以上は少なくとも必要となっており、芯金の熱容量が大きくなるため、クイックスタート性を損ねていた。
【００２７】
すなわち室温状態から画像形成装置がプリント信号を受信し、記録材の搬送を開始して定着ニップ部に到達し、加熱定着を行って記録材の排出トレイ上に完成画像を排出するまでの時間（以下、ファーストプリントタイムという。）が上記芯金の熱容量によって決定していた。
【００２８】
つまり、プリント信号を画像形成装置が受信してから記録材が定着ニップ部に到達するまでの間に定着可能な状態まで定着ローラを加熱昇温させる必要がある。このとき、定着ローラの芯金の熱容量が大きい為、ある程度の時間が必要となってしまっていた。
【００２９】
さらに定着ニップ以外の定着ローラに対しても加熱する構成であるため、熱効率が悪くなってしまっていた。
【００３０】
また、画像形成装置を高速化した場合、十分な定着ニップ部を形成する為には、定着ローラの芯金の厚みを厚くして高い加圧力に耐えられるようにするか、もしくは定着ローラおよび加圧ローラの外径を大きくする等の手段が必要となり、クイックスタート性と装置の小型化の両立を行うことは困難となっていた。
【００３１】
このため、定着ローラによる加熱定着装置では、クイックスタート性を満足した上でファーストプリントタイムを小さくし、さらに高速化することには不向きな構成となっている。
【００３２】
２）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、ヒータへの通電を行っても記録材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。
【００３３】
しかし、定着フィルムは可撓性の良い樹脂層の特徴を活かして前述したように、定着ニップ部近傍では、ステイホルダーとの接触部とヒータ摺動面との間で屈曲させながら走行させているが、この走行軌跡がステイホルダーの一部と定着フィルムの摺擦力を強め、定着フィルムに対し大きな搬送抵抗を生じさせている。画像形成装置の記録材搬送スピードが遅い場合には、上記フィルムの搬送抵抗は無視できる大きさであるが、搬送スピードが速くなってくると、該搬送抵抗は無視できず、記録材と定着フィルムの間でスリップ現象を発生してしまう。この結果、未定着画像が形成された記録材表面と定着フィルムが擦れるため、画像品質を著しく損ねてしまう。
【００３４】
また、高湿環境に放置された記録材に印字率の高い画像を形成し、これを加熱定着した場合、記録材より発生した水蒸気が特に加圧ローラと記録材の間隙に発生し、加圧ローラと未定着画像が形成されていない記録材裏面との間の摩擦力が低下し、スリップ現象を発生してしまう。このとき、上記定着フィルムの搬送抵抗が小さければ、加圧ローラと記録材の間の小さな摩擦力で問題なく搬送されるが、搬送抵抗の大きい従来方式では、記録材の搬送スピードが速くなると、水蒸気が介在した加圧ローラと記録材の間の小さな摩擦力では、もはや定着フィルムの搬送抵抗には勝てず、記録材が定着ニップ内に滞留もしくは、減速してしまう。
【００３５】
さらに、ヒータの上下流のステイホルダーの一部で定着フィルムが強くしごかれるため、定着フィルム内面が削れてしまい、摺動性の悪化、耐久性の悪化を招いてしまっており、画像形成装置の高速化を困難にしてしまっていた。
【００３６】
また、特開平９−１６００４号公報に記載されている曲面形状の加熱ヒータを具備した加熱定着装置の場合、フィルムへの負荷を軽減できる構成となっている。加熱ヒータが金属製基板と通電発熱抵抗層の間に絶縁層を設ける方式で形成されているが、金属製基板と通電発熱抵抗層の間の絶縁耐圧を満足するためには、該絶縁層にある程度の厚みが必要となり、この結果、加熱ヒータ全体の熱容量が大きくなるため、通電発熱抵抗層での発熱を効率よく定着ニップ部へ伝えることが難しくなる。よってクイックスタート性が損なわれ、画像形成装置の高速化には不向きとなってしまう。
【００３７】
本発明は、特に、上記後者のフィルム加熱方式のオンデマンド型加熱装置において、高速化に対応しても安定したフィルムの搬送を可能にし、スリップ現象を防止すること、さらにフィルムの高寿命化を図ることを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被加熱材を、加熱部材と加圧部材により互いに圧接してなる加熱ニップ間を通過させることにより加熱する加熱装置において、上記加熱部材を構成する加熱体が通電発熱抵抗層への通電を行うことで加熱する加熱用ヒータであって、該加熱用ヒータが平坦面および湾曲面の２つの面を有する熱伝導基板を具備し、該熱伝導基板の平坦面に通電発熱抵抗層を形成しており、該加熱用ヒータの湾曲面側の少なくとも被加熱部材搬送方向上流側端部より該加熱用ヒータを保持する保持部材の一部、あるいは保持部材と接続状態にある部材の一部であり加熱部材を構成するフィルムの内周面と摺擦する最も加熱ニップ側に突出した部位が加熱ニップ側に突出しており、かつ上記突出部より加熱用ヒータの加熱ニップ中央部相当の摺動面が更に加熱ニップ側に突出していることを特徴とする加熱装置、である。
【００３９】
より具体的に、加熱定着装置についていえば、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定着装置において、上記定着部材を厚み２０μｍ〜１００μｍの樹脂製フィルムあるいは、金属製スリーブ（以後双方を含めて定着フィルムと記す）、および通電発熱抵抗層を具備し、該定着フィルム内面に接触状態の曲面ヒータからなる加熱定着装置とする。
【００４０】
また、該曲面ヒータは一方が平坦面、もう一方が湾曲面の形状を持つ基板の平坦面側に通電発熱抵抗層、保護層を順次積層してあり、ニップ部と同方向の湾曲外面側には摺動性が良好なフッ素樹脂層、乾性被膜潤滑剤、あるいはガラスコート層等の摺動層を厚み１０μｍ程度で形成してあるか、もしくは表面粗さを所定以下の大きさになるよう形成した基板の下地がむき出し状態になっている。
【００４１】
また、該曲面ヒータの平坦面側が当接または接着される樹脂製の断熱ステイホルダーの一部あるいは断熱ステイホルダーに固定された部材の一部が上記定着フィルムの回転走行中に摺擦する部位であり、該摺擦部位が上記曲面ヒータの上流側端部より定着ニップ側に突出しており、かつ曲面ヒータの一部、すなわち定着ニップ側に最も迫り出している部位の方が上記摺擦部位よりさらに定着ニップ側に突出して形成されている。
【００４２】
これにより、定着フィルムの走行軌跡において、定着フィルムの無理な屈曲を伴わないため、断熱ステイホルダーの一部の摺擦部位と定着フィルム内面の摺擦による搬送抵抗を小さく抑えることが可能になる。よって画像形成装置を高速化した際にも、定着フィルムの走行安定性を確保でき、スリップ等の問題を防止することが可能になる。
さらに、摺擦による定着フィルム内面の摩耗も抑えられることから、耐久性を向上できる。また、定着フィルムとして薄肉の金属スリーブを使用した場合でも、内面に接触している加熱ヒータが曲面形状をしているため、金属スリーブが屈曲を繰り返して疲労破壊することがないため、長期に渡って安定した加熱定着を行うことが可能になる。また、通電発熱抵抗層をヒータ基板の平坦面に形成するため、従来と同様に安定して通電発熱抵抗層を形成することが可能である。
【００４３】
また、上記曲面加熱ヒータ基板の定着フィルムとの摺動面側の形状は通電発熱抵抗層を形成する等がないので、特に制約はなく、所望の形状で形成することが可能である。このため、定着フィルムが搬入される上流側の曲面の曲率半径に対し、定着ニップ部中央付近に相当する部分の曲率半径を大きく設定する。これにより、定着ニップ幅を大きく減少させることなく、かつ前述したように定着フィルムの搬送抵抗を小さく抑えることが可能になるため、画像形成装置の高速化に対し、定着性能を下げずにスリップ現象を防止できる。
【００４４】
また、定着フィルムが定着ニップ部から排出される加熱ヒータ下流側において、加熱ヒータ端部に対して断熱ステイホルダーが反定着ニップ側に配置されており、加熱ヒータ近傍では、定着フィルムが断熱ステイホルダーに接触しない構成になっている。
【００４５】
これにより、定着ニップ下流側でも定着フィルムに対して屈曲を与えるような負荷を与えず、搬送抵抗を下げることが可能になる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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８のセンサにて記録材の先端を検知し、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。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。
【００５３】
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。
【００５４】
（２）加熱定着装置６
図２に、本発明に係る加熱定着装置６の構成を示す。この加熱定着装置６は基本的には前述図１０の加熱定着装置と同様のフィルム加熱定着装置であり、１０は加熱部材（定着部材）としてのフィルムアセンブリ、２０は加圧部材としての弾性加圧ローラである。
【００５５】
定着部材１０は以下の部材から構成される。１３は熱容量の小さな定着フィルムであり、図３に示す構成であり、クイックスタートを可能にするために総厚１００μｍ以下の厚みの耐熱性フィルムである。１３ａはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ等の金属部材を単独ないし複合して形成した基層１３ａである。樹脂製の基層の場合には、熱伝導性を向上するために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。また、長寿命の定着フィルム１３を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れた基層１３ａとして、総厚２０μｍ以上の厚みが必要である。よって定着フィルム１３の総厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。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離型性層１３ｃを被覆してある。被覆の方法としては、金属製スリーブ１３ａの外面をエッチング処理した後に離型性層１３ｃ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。または、金属製スリーブ１３ａの外面をブラスト処理した後に、接着剤であるプライマー層１３ｂを塗布し、離型性層１３ｃを被覆する方法であっても良い。また、加熱用ヒータと接触する定着フィルム１３内面に潤滑性の高いフッ素樹脂層等を形成してあっても良い。
【００５６】
また、１１は上記定着フィルム基層１３ａを基材としてなる定着フィルム１３の内部に具備された加熱用ヒータであり、定着ニップ部において該加熱用ヒータ１１を定着フィルム１３の内面に接触することにより定着ニップ部に搬送された記録材上のトナー像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。本発明に係わる加熱用ヒータ１１および定着ニップ部近傍の詳細は後述する。
【００５７】
１２は加熱用ヒータ１１を保持し、ニップと反対方向への放熱を防ぐための断熱ステイホルダーであり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成されており、定着フィルム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。
【００５８】
また、定着フィルム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と定着フィルム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。これにより定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。
【００５９】
また加圧部材２０はＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金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、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２３を形成してあってもよい。
【００６０】
加圧部材２０は上記の定着部材１０の方向に不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要なニップ部を形成するべく十分に加圧されている。また、加圧ローラ２０の金属芯金２１の長手方向端部より、不図示の駆動手段により回転駆動される。この結果断熱ステイホルダー１２の外周面に余裕をもってルーズに外嵌されている定着フィルム１３は加圧ローラ２０の外周面により摩擦力で従動回転させられる。
【００６１】
以上が加熱定着装置の構成であるが、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内に搬送される。
【００６２】
その後定着ニップより排出された記録材Ｐは耐熱性の不図示の定着排紙ガイドに案内されて不図示の排出トレイ上に排出される。
【００６３】
（３）加熱用ヒータ１１
ここで本発明に係わる加熱用ヒータ１１および定着ニップ部近傍の詳細な構成を図４〜図６を用いて説明する。
【００６４】
１５はアルミナ、ＡｌＮ等のセラミック材料より形成される高熱伝導性基板であり、定着ニップ側が湾曲形状をした基板で、加圧部材との間で形成される定着ニップ部の幅Ｎより幅が広く形成してある。
【００６５】
また、高熱伝導基板１５は定着ニップと反対側が平坦面となっており、長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｎｉ／Ｃｒ、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ、ＴａＳｉＯ_２等の導電剤とガラス、ポリイミド等のマトリックス成分からなる通電発熱抵抗層１６をスクリーン印刷、蒸着、スパッタリング、メッキ、金属箔等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状で弓状に塗工して形成する。
【００６６】
また通電発熱抵抗層１６の上には、耐熱性のポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ガラス等の絶縁性保護層１７を形成してある。
【００６７】
また、定着ニップ側の定着フィルムと摺擦する湾曲部分には、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）等のフッ素樹脂層を単独ないし、混合して被覆するか、あるいはグラファイト、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラス、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）等を薄く塗布あるいは蒸着することによって形成された摺動層を設けてあっても良い。
【００６８】
これにより、定着フィルムと加熱用ヒータは低摩擦係数で滑らかに摺動することが可能になる。あるいは、高熱伝導基板１５の定着フィルムと摺動する面の表面粗さを所定以下に抑え、潤滑性グリース等により摺動性を確保し、熱抵抗を小さく抑えることで熱効率を向上させる構成であっても良い。
【００６９】
以上により形成した加熱用ヒータ１１の平坦面側、すなわち通電発熱抵抗層１６が形成された側を断熱ステイホルダー１２に接着もしくは不図示の保持部材で圧接させる。また上記加熱用ヒータ１１の通電発熱抵抗層１６側には通電発熱抵抗層１６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が加熱用ヒータに所定の加圧力で圧接するよう配設されている。この温度検知素子１４の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層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、定着ニップ内での温調温度を略一定に保ち、記録材上のトナー像を定着するのに必要な加熱を行う。
【００７０】
また、図４において、加熱用ヒータの定着ニップ側の上下流端部に相当する部位をＡ部およびＥ部、断熱ステイホルダー１２の加熱用ヒータ近傍の定着ニップ側への上下流突出部であるＢ部およびＤ部、曲面加熱用ヒータの定着フィルムとの摺動面のうち最も定着ニップ側に迫り出している頂点をＣ部としたとき、上記Ａ部、Ｂ部、Ｃ部の関係が図５に示すような位置関係にある。すなわち、図５において、加熱用ヒータ端部のＡ部より断熱ステイホルダーの突出部であるＢ部の方が定着ニップ側にＬ１だけ迫り出しており、またＡ部およびＢ部に対して加熱用ヒータの頂点部であるＣ部は定着ニップ側にそれぞれＬ３、Ｌ２だけ迫り出した構成となっている。またそれぞれの長さは以下のような条件を満足するような関係となっている。
【００７１】
条件１ … ０ｍｍ＜Ｌ１＜０．２ｍｍ
条件２ … Ｌ２≦Ｌ３
条件３ … ０ｍｍ＜Ｌ２＜０．５ｍｍ
条件４ … ０．１ｍｍ≦Ｌ３≦０．５ｍｍ
（但し、Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２）
特に条件１で示すように、加熱用ヒータの定着ニップ側の上流端部に相当する部位Ａ部に対し、断熱ステイホルダー１２の加熱用ヒータ近傍の定着ニップ側への上流突出部であるＢ部を定着ニップ側に突出させている。
【００７２】
これにより加熱用ヒータを断熱ステイホルダーに取り付ける作業中に加熱用ヒータが所定の位置より断熱ステイホルダーＢ部に乗りだして取り付けられることを防止すると共に、加熱用ヒータの高熱伝導基板のエッジ部が直接定着フィルムに摺擦することを防止している。
【００７３】
これはセラミック部材より形成される加熱用ヒータの高熱伝導基板のエッジ部を滑らかに形成することは難しく、後加工で磨いた場合にも硬度の高いセラミック部材であるため非常に時間とコストがかかってしまう。よって通常は切り出した状態のエッジ部となっている。よってこのセラミック基板のエッジ部が直接定着フィルムに摺擦されると即座に定着フィルムが破損してしまう。よって加熱用ヒータを構成するセラミック製高熱伝導基板のエッジ部からは定着フィルムが離間して走行されることが望ましい。よって定着ニップ幅より広い範囲では定着フィルムが加熱用ヒータの摺動面から離間するようにステイホルダーの一部が定着ニップ側へ突出していることが望ましい。
【００７４】
ここで、上記の条件で断熱ステイホルダー１２と加熱用ヒータ１１の定着ニップ側の位置関係に配設された状態の場合、図６に示すように、定着フィルム１３は断熱ステイホルダー１２の突出部であるＢ部、加熱用ヒータの摺動面の湾曲頂点であるＣ部、下流側の断熱ステイホルダー突出部であるＤ部に接触しながら矢印で示した方向に走行する。この時、Ｂ部およびＤ部に比べてＣ部が定着ニップ側に迫り出しているため、定着フィルム１３に無理な屈曲を与えず、搬送抵抗を小さく抑えることが可能になる。また、加熱用ヒータの高熱伝導基板の厚みはクイックスタート性を考慮して機械的強度を満足した上で熱容量を低く抑える必要があり、図５に示す基板の最薄部の厚みＨは０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下が妥当である。
【００７５】
以上、本実施例では、加熱部材の低熱容量化により、クイックスタート性の高い加熱定着装置が実現でき、画像形成装置の高速化に対しても、定着フィルムの搬送抵抗を抑えることで、スリップ現象を防止することが可能になり、高寿命の加熱定着システムが達成される。また、加熱用ヒータの通電発熱抵抗層はヒータ基板の平坦面側に形成するため、従来方式により安定して形成することが可能であり、かつ、ヒータ基板を高熱伝導部材で形成し、通電発熱抵抗層が形成された面と反対の面において定着フィルムとの摺動面を曲面形状に加工することで、定着性能と記録材搬送能力の双方を容易に達成することができ、画像形成装置の高速化対応が可能になる。
【００７６】
以上、本実施例の効果を確認するため、以下に示す実験を行った。
【００７７】
▲１▼．断熱ステイホルダー突出部と加熱用ヒータ摺動面の頂点の距離Ｌ２に対する定着フィルム搬送抵抗の関係
▲２▼．加熱用ヒータ摺動面の曲率半径と封筒しわの関係
まず▲１▼についての実験であるが、基本的構成として、加熱用ヒータ基板以外の構成は同一とし、加熱用ヒータの基板として幅１０ｍｍの高熱伝導性ＡｌＮ基板を用い、ＡｌＮ基板上の定着ニップ部と反対方向の平坦面に通電発熱抵抗層として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。
【００７８】
また、ＡｌＮ基板の定着ニップ側には摺動層として燐酸系ガラスを１０μｍの厚みでスクリーン印刷により形成し、摺動面側は上流側から下流側まで一定の曲率半径で形成し、曲率半径を２０ｍｍ〜１５０ｍｍまで振ったサンプルおよび従来例として平面ヒータを用意した。
【００７９】
また、図５に示した断熱ステイホルダーの突出部との位置関係であるが、ヒータ端部のＡ部と断熱ステイホルダーの突出部であるＢ部の距離Ｌ１を０．１ｍｍと固定し、ヒータ端部のＡ部より断熱ステイホルダーの突出部であるＢ部の方が定着ニップ側に迫り出した位置関係になるようにした。
【００８０】
また、加熱用ヒータの基板厚みが厚くなりすぎると熱容量が増加し、クイックスタート性が損なわれるため、図５に示す、基板最小厚みＨは０．３ｍｍとした。
【００８１】
また、定着フィルムは内径３０ｍｍ、厚み５０μｍの円筒状シームレスポリイミドにプライマー層を５μｍ、ＰＦＡ樹脂を１０μｍディッピングにより塗布することによって外径３０．１３ｍｍの円筒状に形成した。また、加圧ローラはＡｌ芯金２０ｍｍ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。実験では、画像形成装置の記録材搬送スピードが１５０ｍｍ／ｓｅｃ〜４００ｍｍ／ｓｅｃで自在に変更できるようにしてあり、定着フィルム搬送抵抗の比較として、高温高湿環境下に放置した普通紙を各搬送速度で定着ニップ部に送り、定着フィルムと記録材が摺擦されることにより生じるスリップ現象がどのスピードから発生するかを確認することで比較した。
【００８２】
なお、定着フィルムの搬送抵抗が大きい場合には、より低い記録材搬送スピードから上記スリップ現象が発生することになる。また、空回転耐久を行い、フィルム削れにより寿命になるまでの時間をそれぞれの場合で測定した。実験結果を表１に示す。なお、表中の限界速度とは上記スリップ現象が発生し始めた記録材搬送スピードを意味し、単位はｍｍ／ｓｅｃである。また、耐久時間とは、フィルム削れによって寿命となるまでの空回転時間を示す。なお、表中のＬ２のマイナスは断熱ステイホルダーの摺動部であるＢ部が加熱用ヒータの頂点Ｃ部より定着ニップ側に迫り出していることを意味する。
【００８３】
【表１】

【００８４】
以上、▲１▼の実験より、加熱用ヒータ近傍の断熱ステイホルダー突出部より、加熱用ヒータ摺動面の頂点が定着ニップ側に迫り出す（Ｌ２≧０）ことにより、定着フィルムに無理な屈曲を与えなくなるため、スリップ現象を起こす限界速度が速くなる。さらに耐久性も向上し、画像形成装置の高速化にも対応が可能になる。また、Ｌ２の大きさが大きい程、定着フィルムに与える負荷は小さくなるが、Ｌ２の大きさを大きくすると、加熱用ヒータ基板の厚みが大きくなることを意味する。よって加熱用ヒータの熱容量を大きくしてしまうことになるため、クイックスタート性を損ねる可能性がある。また、曲率半径が小さすぎると定着ニップ幅が小さくなってしまうため、定着性が悪化してしまう。よって、Ｌ２の大きさとしては、０〜０．４ｍｍ程度が最適である。
【００８５】
次に▲２▼についての実験結果を以下に示す。
【００８６】
装置構成等は上記▲１▼の実験と同様であり、加熱用ヒータの基板は前述と同様に曲率半径を振った場合で比較を行った。通常定着ニップ部における記録材搬送時の曲率、すなわち記録材に与える屈曲により紙が２重以上に重なっている封筒等を通紙した場合、上下の紙の搬送スピードの若干の違いにより、撓みが生じこの撓みが解消できないまま、定着ニップ部で加圧定着されるためにしわが発生する。よってこの実験の目的は、どの程度まで加熱用ヒータの摺動面の曲率半径を小さくできるかという点を明らかにすることである。実験結果を表２に示す。なお、表中の○は封筒しわの発生が皆無、△は若干の発生はあるが許容レベル、×は劣悪なレベルを示す。（以下の表も同様とする）
【００８７】
【表２】

【００８８】
以上▲２▼の実験の結果より、加熱用ヒータの摺動面の曲率半径は３０ｍｍ以上、好ましくは４０ｍｍ以上が封筒しわに対して良いことが分かる。
【００８９】
以上、本実施例では、加熱用ヒータとして、平坦面と湾曲面を有し、平坦面に通電発熱抵抗層を形成し、湾曲面側を定着フィルムとの摺動面側とすることで、定着ニップ部を集中的に加熱するクイックスタート性に優れた加熱定着装置を構成した上で、定着フィルムの屈曲による搬送抵抗を小さく抑えることが可能になる。
【００９０】
特に、加熱用ヒータを保持する断熱ステイホルダーの定着ニップ近傍の突出部に対して、湾曲した加熱用ヒータ摺動面の頂点がより定着ニップ側に迫り出す構成にすることで、スリップ現象を防止し、画像形成装置の高速化にも対応でき、耐久性の向上を図ることが可能になる。
なお本実施例では、断熱ステイホルダーの突出部と加熱用ヒータの摺動面側の位置関係について記述しているが、該断熱ステイホルダーの突出部は断熱ステイホルダーの必ずしも一部である必要はなく、断熱ステイホルダーに取り付け可能な摺動部材や、その他同様の目的の摺動部材であれば、同様の効果が得られる。
【００９１】
〈第２の実施例〉
以下に実施例２について説明する。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および定着フィルムの構成も前記実施例１で示した図２および図３と同様であるため説明を省く。
【００９２】
本実施例では加熱用ヒータの湾曲摺動面が記録材搬送方向に対して複数の曲率半径を有する曲面形状にて形成されている。これにより、極端な定着ニップ幅の減少を招くことなく、かつ前記実施例１にて示したように画像形成装置の高速化に対して記録材の安定した狭持搬送を可能にし、定着フィルム内面の摩耗等の耐久性に対しても高寿命の構成を実現させている。
【００９３】
本実施例の詳細を図７を用いて説明する。図において加熱用ヒータの高熱伝導基板１５の摺動面側は複数の曲率半径の曲面よりなり、例えば定着ニップ上流側、すなわち図面右側の基板１５の曲率半径はＲ１、定着ニップ中央付近、すなわち最も定着ニップ側に迫り出した頂点Ｃ部付近の曲率半径はＲ２、定着ニップ下流側の曲率半径はＲ３と３つの異なる曲率半径の曲面形状を連続的につなぎ合わせた状態で形成されている。また、特にこれらの曲率半径の間には以下の関係を満足させている。
【００９４】
Ｒ２＞Ｒ１およびＲ２＞Ｒ３
（Ｒ１とＲ３はどちらが大きくても可）
これにより、前記実施例１で示したように、断熱ステイホルダーの一部で定着フィルムと摺動する突出部Ｂ部およびＤ部より加熱用ヒータの頂点部Ｃ部の方が定着ニップ側に迫り出した形状とすることで、スリップ等の記録材搬送能力低下を防止し、かつ定着フィルムにかかる負荷を軽減することで、耐久性向上を図っている。
【００９５】
さらに、本実施例による方法では、定着ニップ上下流における加熱用ヒータの摺動面形状の曲率半径を小さくしているため、断熱ステイホルダーの突出部Ｂ部およびＤ部より加熱用ヒータの摺動面を定着ニップ側に迫り出させる領域を広く取ることが可能になる。
【００９６】
さらに、加熱用ヒータ摺動面の定着ニップ中央部付近の曲率半径を大きくすることで、定着ニップ幅がより広く取れるとれる形状となる。よって、加熱用ヒータの凸形状の曲面による定着ニップ部の減少を抑えることで、定着性能を損なうことなく定着フィルムの摺動性、耐久性を向上できる。
【００９７】
以上の確認を行うため以下に示す実験を行った。
【００９８】
実験に用いた加熱用ヒータ以外の構成は前記実施例１で示したものと同様であるため説明を省く。加熱用ヒータは高熱伝導基板としてＡｌＮ基板を用い、Ｒ１とＲ３を同じ曲率半径の２０ｍｍとし、Ｒ２の曲率半径を振って定着ニップ幅の比較、定着性能の比較、前記実施例１で示した耐久時間の比較、封筒しわの比較を行った。実験結果を表３に示す。なお、表中の定着性能の欄は○が問題のない定着性、△が許容レベル、×が劣悪を意味する。なお従来例として平面だけで形成した加熱用ヒータの結果も表中に示す。
【００９９】
【表３】

【０１００】
以上、実験の結果より加熱用ヒータの摺動面形状を定着ニップ上下流に比べて中央部付近の曲率半径を大きくすることにより、ニップ幅を確保でき、定着性悪化防止、封筒しわ防止を達成した上で、耐久性向上を達成することが可能になることがわかる。特に定着ニップ部中央付近の加熱用ヒータ摺動面の曲率半径としては、３０ｍｍ以上、好ましくは４０ｍｍ以上の設定にすることが望ましい。
【０１０１】
以上本実施例では、加熱用ヒータの摺動面が複数の曲率半径より形成され、特に定着ニップ上下流の曲率半径に対して、定着ニップ中央部近辺相当の曲率半径を大きく形成することで、定着性能の著しい低下をおこすことなく、高耐久の加熱定着システムを提供することができる。
【０１０２】
〈第３の実施例〉
以下に実施例３について説明する。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および定着フィルムの構成も前記実施例１で示した図２および図３と同様であるため説明を省く。
【０１０３】
本実施例では加熱用ヒータの摺動面の定着ニップ下流端が定着ニップ下流側に位置するヒータ保持部材より定着ニップ側に迫り出している。すなわちヒータ保持部材がヒータ近接位置において定着ニップ下流側で定着フィルムに接することがないように形成されている。
【０１０４】
本実施例の定着ニップ近傍の構成を図８を用いて説明する。図において、Ｃ部は加熱用ヒータの高熱伝導基板１５の湾曲摺動面側において最も定着ニップ側に迫り出した部分、Ｅ部は加熱用ヒータの定着フィルム摺動面側において、最も下流側に位置する屈曲部、Ｄ部は断熱ステイホルダー１２の一部あるいは、断熱ステイホルダーに取り付け可能な部材等の一部で加熱用ヒータの下流側近辺において最も定着ニップ部側へ突出した部位である。これらの位置関係において、Ｄ部とＥ部の距離はＬ４であり、Ｅ部の方が定着ニップ側に迫り出しており、Ｅ部とＣ部の距離Ｌ６に対してＤ部とＣ部の距離Ｌ５がＬ５＞Ｌ６（ただしＬ５＝Ｌ４＋Ｌ６）の関係になるように配置されている。これにより、加熱用ヒータ摺動面に沿って搬送走行された定着フィルムは断熱ステイホルダーの突出部Ｄ部によってしごかれることなく、下流側へと搬送される。よって定着フィルムに負荷を与えることなく、高寿命の加熱定着装置を提供することが可能になる。また、加熱用ヒータ摺動面の下流端部に相当するＥ部を適度なＲ形状としておくこともフィルムへのダメージを与えず、長期間に渡って摺動性を確保することに効果がある。
【０１０５】
〈その他〉
１）フィルムは、加圧部材としての加圧ローラの回転駆動に従動させて回転する構成ではなく、例えば、エンドレスフィルムの内部に駆動ローラを設け、この駆動ローラを回転駆動することによりのフィルムを回転させる装置構成にすることもできる。またフィルムは、ロール巻きの有端ウエブ状にして走行移動駆動させる装置構成にすることもできる。
【０１０６】
２）加圧部材３はローラ体に限られず、回動ベルト体にすることもできる。
【０１０７】
３）本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、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、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【０１０８】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１０９】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１１０】
〔実施態様１〕被加熱材を、加熱部材と加圧部材により互いに圧接してなる加熱ニップ間を通過させることにより加熱する加熱装置において、上記加熱部材を構成する加熱体が通電発熱抵抗層への通電を行うことで加熱する加熱用ヒータであって、該加熱用ヒータが平坦面および湾曲面の２つの面を有する熱伝導基板を具備し、該熱伝導基板の平坦面に通電発熱抵抗層を形成しており、該加熱用ヒータの湾曲面側の少なくとも被加熱部材搬送方向上流側端部より該加熱用ヒータを保持する保持部材の一部、あるいは保持部材と接続状態にある部材の一部であり加熱部材を構成するフィルムの内周面と摺擦する最も加熱ニップ側に突出した部位が加熱ニップ側に突出しており、かつ上記突出部より加熱用ヒータの加熱ニップ中央部相当の摺動面が更に加熱ニップ側に突出していることを特徴とする加熱装置。
【０１１１】
〔実施態様２〕加熱用ヒータを構成する熱伝導基板がＡｌＮ、アルミナ等のセラミック基板より形成されていることを特徴とする実施態様１に記載の加熱装置。
【０１１２】
〔実施態様３〕加熱用ヒータを構成する熱伝導基板の最薄部の厚みが０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、最厚部の厚みと最薄部の厚みの差が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする実施態様１または２に記載の加熱装置。
【０１１３】
〔実施態様４〕加熱用ヒータの加熱ニップ側の湾曲面上流端部と該加熱用ヒータを保持する保持部材の一部、あるいは保持部材と接続状態にある部材の一部であり加熱部材を構成するフィルムの内周面と摺擦する最も加熱ニップ側に突出した部位との距離をＬ１、該突出部と加熱用ヒータの上記フィルムと摺擦する摺動面のうち最も加熱ニップ側に迫り出した加熱ニップ中央付近に相当する頂点との距離をＬ２、上記加熱用ヒータの加熱ニップ側の湾曲面上流端部と上記頂点の距離をＬ３とするとき、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれが０ｍｍ＜Ｌ１＜０．２ｍｍ、Ｌ２≦Ｌ３、０ｍｍ＜Ｌ２＜０．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｌ３≦０．５ｍｍ、Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２という関係にあることを特徴とする実施態様１ないし３のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１４】
〔実施態様５〕加熱用ヒータに具備される熱伝導基板の湾曲面側が複数の曲率半径の曲面より形成されており、加熱ニップ中央部近辺に相当する部位の曲率半径が３０ｍｍ以上であり、上下流両端部の曲率半径より大きいことを特徴とする実施態様１ないし４のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１５】
〔実施態様６〕加熱用ヒータの加熱ニップ側の湾曲面下流端部と該加熱用ヒータを保持する保持部材の一部、あるいは保持部材と接続状態にある部材の一部であり最も加熱ニップ側に突出した部位との距離をＬ４、該突出部と加熱用ヒータのフィルムと摺擦する摺動面のうち最も加熱ニップ側に迫り出した加熱ニップ中央付近に相当する頂点との距離をＬ５、上記加熱用ヒータの加熱ニップ側の湾曲面下流端部と上記頂点の距離をＬ６とするとき、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６のそれぞれがＬ５＞Ｌ６、Ｌ５＝Ｌ４＋Ｌ６の関係にあることを特徴とする実施態様１ないし５のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１６】
〔実施態様７〕前記被加熱材が未定着画像を形成した記録材であり、前記装置が未定着画像を記録材上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実施態様１ないし６のいずれかに記載の加熱装置。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルム加熱方式のオンデマンド型加熱装置において、高速化に対応しても安定したフィルムの搬送を可能にし、スリップ現象を防止すること、さらにフィルムの高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置例の概略構成図
【図２】加熱定着装置の概略構成図
【図３】定着フィルムの層構成模型図
【図４】定着ニップ近傍の断面模型図
【図５】定着ニップの記録材搬送方向上流部の拡大模型図
【図６】定着ニップ近傍の断面模型図
【図７】第２の実施例における加熱定着装置の定着ニップの記録材搬送方向下流部の拡大模型図
【図８】第３の実施例における加熱定着装置の定着ニップの記録材搬送方向下流部の拡大模型図
【図９】従来例に係わる加熱定着装置（熱ローラ方式）の断面模型図
【図１０】従来例に係わる加熱定着装置（フィルム加熱方式）の断面模型図
【図１１】定着ニップ近傍の断面模型図
【図１２】定着フィルムの層構成模型図
【符号の説明】
１１‥‥加熱用ヒータ、１２‥‥断熱ステイホルダー、１３‥‥定着フィルム、１４‥‥温度検知素子、１５‥‥高熱伝導基板、１６‥‥通電発熱抵抗層、１７‥‥保護層

Claims

被加熱材を、加熱部材と加圧部材により互いに圧接してなる加熱ニップ間を通過させることにより加熱する加熱装置において、
上記加熱部材を構成する加熱体が通電発熱抵抗層への通電を行うことで加熱する加熱用ヒータであって、該加熱用ヒータが平坦面および湾曲面の２つの面を有する熱伝導基板を具備し、該熱伝導基板の平坦面に通電発熱抵抗層を形成しており、該加熱用ヒータの湾曲面側の少なくとも被加熱部材搬送方向上流側端部より該加熱用ヒータを保持する保持部材の一部、あるいは保持部材と接続状態にある部材の一部であり加熱部材を構成するフィルムの内周面と摺擦する最も加熱ニップ側に突出した部位が加熱ニップ側に突出しており、かつ上記突出部より加熱用ヒータの加熱ニップ中央部相当の摺動面が更に加熱ニップ側に突出していることを特徴とする加熱装置。