JP2004184517A

JP2004184517A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2004184517A
Application number: JP2002348472A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Ebihara; 俊一海老原; Hideyuki Yano; 秀幸矢野; Masatake Usui; 正武臼井; Katsuhiko Oba; 克彦大庭; Kiyonari Ogawa; 研也小川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】フィルム状の加熱部材１０と、前記加熱部材を支持する支持部材１６と、前記加熱部材１０を挟んで前記支持部材１６に当接する加圧部材３０とを有し、前記加熱部材１０は前記支持部材１６の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材１０と前記加圧部材３０との当接によって形成されるニップ部Ｎにおいて被加熱材Ｐを挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、フィルム状加熱部材内面等の磨耗やスティックスリップの発生を防止でき、トナー画像定着装置にあっては、定着不良や光沢ムラの発生しない印刷画像を得ることのできる加熱装置を提供する。
【解決手段】前記支持部材１６の前記加熱部材１０を挟んで前記ニップ部Ｎと相対する領域の、前記加熱部材移動方向に対する上流側乃至は下流側の少なくとも一方に、突起形状４０Ａ・４０Ｂを配設していることを特徴とする加熱装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を加熱して、記録材上に永久固着像を形成するトナー画像定着装置として用いて好適な加熱装置に関する。
【０００２】
本発明は、特にカラー画像形成装置に使用される、低コストで立ち上がり時間（いわゆるウォームアップタイム）の短い、耐久性に優れたオンデマンド定着装置として用いて好適な加熱装置に関するものである。
【０００３】
さらに詳しくは、フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
加熱タイプのトナー画像定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真、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トナーを用いて、記録材（紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム等）の面に直接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ものである。
【０００５】
近年、プリンターや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。
【０００６】
このようなカラー画像形成装置に使用される定着装置としては、定着部材に弾性層を有する熱ローラ定着が良く知られている。このような弾性層を有する定着ローラを使用する定着装置の一例を図２３に示す。
【０００７】
この定着装置では、温度調整された定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２からなる二本の加熱ローラの当接ニップ部で未定着トナー画像を載せた記録材（被加熱材）Ｐが通過できるように構成されている。
【０００８】
未定着トナー画像がニップ部を通過する際に、定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２により加熱、加圧されて、記録材Ｐ上に完成画像として定着される。
【０００９】
各々のローラの表面にはサーミスタ１０３、１０４が接触しており、該サーミスタ１０３、１０４により検知した温度に基づいて各々のローラの温度調整が行われている。
【００１０】
また、各々のローラは、中央にハロゲンヒーター１０５を備えており、該ヒーターから発生する輻射エネルギーを各ローラ内側のアルミ芯金で吸収して加熱される。
【００１１】
アルミ芯金の周りには厚さ２ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層が設けられており、さらにその外側の、各ローラの表面には、トナーや紙紛等が固着することを防ぐためにＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、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／４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合樹脂）等の、離型性かつ耐熱性の良い樹脂によるコーティング層が設けられている。
【００１２】
定着ニップ部において、未定着トナーが接する定着部材である定着ローラ１０１側に弾性層を設けている理由は、トナー画像表面をできるだけ均一に定着するためである。
【００１３】
定着ローラ１０１側に弾性層を設けることにより、トナー画像が定着ニップを通過する際に、弾性層がトナー層や記録材Ｐの凹凸形状に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが、弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。
【００１４】
このように均一に定着された画像は、光沢ムラがなく、特にＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクター用透明シート）を定着した際に、画像の光透過性が優れるという特徴をもつ。
【００１５】
しかし、このような弾性層を有する熱ローラ方式の定着装置においては、熱ローラ自体の熱容量が大きくなってしまい、定着ローラ１０１をトナー画像定着に適した温度までに昇温させるまでに必要な時間（ウォームアップタイム）が長かったり、各々のローラ表面の温度を一定温度に保つ温調制御が難しいため温度リップルが大きくなってしまい、高速で連続印刷を行った際に定着不良や光沢ムラを生じるという問題があった。また、定着部材のコストも高価なものとなっていた。
【００１６】
一方、ウォームアップタイムが短く、安価な定着装置として、白黒プリンター等に使用されている、フィルム定着方式の定着装置が良く知られている。このようなフィルム定着装置の一例を図２４に示す。
【００１７】
この定着装置では、薄肉の定着フィルム１１１を介し、ヒーター１１２を記録材（被加熱材）Ｐに押し当てて加熱するよう構成された定着フィルムユニットを加熱装置として採用している。定着フィルム１１１は、例えば厚さ５０μｍ程度の耐熱樹脂製のエンドレスフィルムを用い、その表面に厚さ１０μｍ程度の離型性層（フッ素樹脂コーティング層など）を形成したものであり、ヒーター１１２はセラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。ヒーター１１２に温度検知手段１１３が当接され、ヒーター１１２の温度が検知され、不図示の制御手段によりヒーター１１２の温度が所望の温度になるように温調制御される。
【００１８】
また、定着フィルム１１１の熱容量を小さくするため、定着フィルム１１１には弾性層を設けていない。
【００１９】
加圧ローラ１１４は、記録材（被加熱材）Ｐを介して定着フィルムユニットに対向して配置される。
【００２０】
記録材（被加熱材）Ｐ上の未定着トナー像は、定着ニップ部を通過する際に、熱と圧力を受け、記録材（被加熱材）Ｐ上に完成定着画像として定着される。
【００２１】
このような構成の定着装置では、定着フィルム１１１の熱容量が非常に小さくなっているので、ヒーター１１２に電力を投入した後、短時間で定着ニップ部をトナー画像の定着可能温度まで昇温させることが可能である。
【００２２】
しかし、このような弾性層を設けていない定着フィルム１１１を使用しているフィルム定着装置をカラー画像形成装置の定着装置として使用すると、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の凹凸或いはトナー層の凹凸に加熱面（離型層）が追従できないと加熱ムラが生じ、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラ（以下この光沢ムラを「す」と呼ぶ）が発生してしまって画像品質を劣化させたり、記録材（被加熱材）がＯＨＴの場合は、定着画像を投影した際に透過性が悪かったりして、画像品質の低下があった。
【００２３】
そこで、弾性層を有する定着フィルムを使用することで、低コストなオンデマンド定着装置を構成する定着装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特許第３０５１０８５号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着フィルムの弾性層に使用されるシリコーンゴム等の熱伝導率はあまり高くないため、弾性層の厚みを厚くすると熱応答性が悪化し、温度検出手段による定着フィルム表面の温調制御が難しくなってしまい、一方、弾性層の厚みを薄くすれば前述凹凸形状に対する追従性が低下して十分な画像品質が得られないという問題があった。
【００２５】
このような問題を解決する手段の一つとして、定着フィルム表面の弾性層の厚みを薄くして十分な熱応答性を確保し、ニップ部の圧を増加させることで前述凹凸形状に対する追従性を増加させて画像品質を確保する方法が挙げられる。
【００２６】
しかしながら、ニップ部の圧を過剰に増加させると定着フィルム内面と摺動部材やセラミックヒーターとの摩擦力も増加してしまうため、摺動部材等の表面や定着フィルム内面の削れが発生したり、この摩擦力が加圧ローラとベルト表面との間の摩擦力よりも大きくなることによってベルトがスリップして回転しなくなる現象（以下スティックスリップと呼ぶ）が発生してしまうといった問題が生じていた。
【００２７】
本発明は、上記問題点にかんがみてなされたものであり、フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、フィルム状加熱部材内面等の磨耗やスティックスリップの発生を防止でき、トナー画像定着装置にあっては、定着不良や光沢ムラの発生しない印刷画像を得ることのできる加熱装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明にかかる請求項１記載の加熱装置は、フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記支持部材の前記加熱部材を挟んで前記ニップ部と相対する領域の、前記加熱部材移動方向に対する上流側乃至は下流側の少なくとも一方に、突起形状を配設していることを特徴とする加熱装置である。
【００２９】
これによって、ニップ部へ印加される加圧力が突起形状部に集中的に印加され、ニップ部内の突起以外の部分への加圧力を緩和させることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
〈画像形成装置例〉
図２２に、本発明に従う加熱装置としてのトナー画像定着装置を搭載したカラー画像形成装置の一例の概略構成図を示す。
【００３２】
本発明の実施の形態は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラー画像形成装置に、本発明に従う加熱装置としてのトナー画像定着装置を組み込んだものであり、プロセススピードは、９０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３３】
本例のカラー画像形成装置においては、像担持体たる感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）、帯電手段たる帯電ローラ（６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｋ）、静電潜像を顕像化するための現像手段（６３Ｙ、６３Ｃ、６３Ｍ、６３Ｋ）、感光体ドラムのクリーニング手段（６４Ｙ、６４Ｃ、６４Ｍ、６４Ｋ）等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジ（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を使用している。
【００３４】
イエロー（Ｙ）トナーを現像器に充填したイエローカートリッジＹ、マゼンタ（Ｍ）トナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジＭ、シアン（Ｃ）トナーを現像器に充填したシアンカートリッジＣ、そしてブラック（Ｋ）トナーを現像器に充填したブラックカートリッジＫの４つのカートリッジを使用している。
【００３５】
本実施例の画像形成装置においては、感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系６５が、上記４色のトナーカートリッジ（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）に対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００３６】
光学系６５より、画像データに基づいた走査光が、帯電手段（６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｋ）により一様に帯電された感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）上を露光することにより、感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）表面に画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３７】
不図示のバイアス電源より現像ローラ（６３Ｙ、６３Ｃ、６３Ｍ、６３Ｋ）に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが、感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）上の静電潜像に選択的に付着されることにより、現像が行われる。
【００３８】
感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）上に現像された単色トナー画像は、該感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）と同期して、略等速で回転する中間転写体６６上へ転写される。本実施例においては、中間転写体６６として、中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ６７によって駆動され、テンションローラ６８によって張架されている。中間転写ベルト６６へ感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）上のトナー像を転写する、一次転写手段としては、一次転写ローラ（６９Ｙ、６９Ｃ、６９Ｍ、６９Ｋ）を用いている。一次転写ローラ（６９Ｙ、６９Ｃ、６９Ｍ、６９Ｋ）に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６６に対して、トナー像が一次転写される。
【００３９】
一次転写後、感光体ドラム（６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１Ｋ）上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段（６４Ｙ、６４Ｃ、６４Ｍ、６４Ｋ）により除去される。本実施例においては、クリーニング手段として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
【００４０】
上記工程を中間転写ベルト６６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００４１】
また、記録材（被加熱材）供給部となる記録材（被加熱材）カセット７０にセットされた記録材Ｐは、給送ローラ７１により給送され、二次転写部に所定のタイミングで、レジストローラ７２により、中間転写ベルト６６と二次転写手段７３とのニップ部に搬送される。
【００４２】
中間転写ベルト６６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ７３に、不図示のバイアス印加手段より印加される、トナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。また、７４は、二次転写ローラ対向ローラである。
【００４３】
二次転写後中間転写ベルト６６上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段７５により除去される。本実施例においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【００４４】
記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、加熱装置としての定着装置１００を通過することで、記録材Ｐ上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。
【００４５】
〈実施例１〉
本実施形態例における加熱装置としての定着装置１００は、加熱部材として円筒状の定着フィルム（定着ベルト）を用いた、加圧ローラ駆動方式、セラミックヒーター方式の装置である。
【００４６】
図１は本実施形態例における定着装置１００の要部の横断面側面模型図、図２は要部の正面模型図、図３は要部の縦断面正面模型図である。
【００４７】
この装置１００は、大きく分けて円筒状の支持部材としてのフィルムガイド部材１６（１６ａ・１６ｂ）と、このフィルムガイド部材１６にルーズに外嵌させた、加熱部材としての円筒状定着フィルム１０と、フィルムガイド部材１６の下面に嵌め込まれた加熱源としてのセラミックヒーター４１と、セラミックヒーター４１を含むフィルムガイド部材１６の下面との間に定着フィルム１０を挟んでニップ部Ｎを形成させた、加圧部材としての加圧ローラ３０とからなる。
【００４８】
円筒状のフィルムガイド部材（フィルム支持部材）１６は、左右一対の横断面略半円弧状樋型半体１６ａと１６ｂとを互いに開口部を向かい合わせて組み合わせることで円筒体を構成させてある。
【００４９】
セラミックヒーター４１は、アルミナの基板上に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施し、アルミナ基板のもう一方の面にはポリイミド樹脂層を６μｍの厚みで形成したものを使用している。
【００５０】
本例ではセラミックヒーター４１をフィルムガイド部材１６の下面に長手に沿って具備させた嵌め込み用の溝部に位置決め保持させてある。さらには、耐熱性接着剤で固定すると良い。
【００５１】
さらに、セラミックヒーター４１と定着フィルム１０の内周面との間に潤滑剤を介在させ、定着フィルム１０の摺動抵抗低減を図っている。本実施形態例においては、潤滑剤としてフッ素グリースを用いている。
【００５２】
加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金３０ａ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、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、表層に離型層３０ｃを設けてある。例えば、離型層３０ｃはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。芯金３０ａの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ある。
【００５３】
本実施例に用いた加圧ローラ３０は、は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【００５４】
定着フィルム１０を外嵌させたフィルムガイド部材１６は加圧ローラ３０の上側に配置され、フィルムガイド部材１６内に挿通して配設した加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ステイ２２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１６の下面と加圧ローラ３０の上面とが定着フィルム１０を挟んで圧接して、所定の加圧力と幅を持った定着ニップ部Ｎが形成される。
【００５５】
加圧力が過剰となると、セラミックヒーター４１を含むフィルムガイド部材１６と定着フィルム１０の内面との間の摩擦力の増加やセラミックヒーター４１の表面に設けたポリイミド樹脂層が磨耗に伴って、スティックスリップやセラミックヒーター４１の破壊あるいは定着フィルム１０の破断といった不具合が生じてしまう。一方で十分な加圧力が印加されないと、トナーｔが記録材Ｐにしっかり固着されず定着不良が発生してしまう。本実施例における加圧力は総圧が１９６Ｎとなるように、加圧バネ２５ａ・２５ｂを選定した。
【００５６】
加圧ローラ３０は駆動手段Ｍ（図１）により矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動により、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用し、定着フィルム１０の内周面が定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部材１６の下面に設けられたセラミックヒーター４１と密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０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１６の外周を回転する（加圧ローラ駆動方式）。
【００５７】
定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム１０の摺動部近傍のフィルムガイド部材１６およびセラミックヒーター４１の構成については、後記（２）項にて詳述する。
【００５８】
また、図１中右側のフィルムガイド部材半体１６ａの周面には、図４に示すように、その長手方向に所定の間隔を置いて凸リブ部１６ｅを形成具備させ、フィルムガイド部材半体１６ａの周面と定着フィルム１０の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フィルム１０の回転負荷を少なくしている。このような凸リブ部１６ｅは図中左側のフィルムガイド部材半体１６ｂにも同様に形成具備することができる。なお、凸リブ部１６ｅは定着フィルム１０の接触摺動抵抗を低減できればよく形状は任意に選択できる。
【００５９】
２３ａ・２３ｂは図２に示すとおり円筒状のフィルムガイド部材１６の手前側と奥側の端部に嵌着して配設したフランジ部材であり、定着フィルム１０の回転時に定着フィルム１０の端部を受けて、定着フィルム１０のフィルムガイド部材１６の長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。フランジ部材２３ａ・２３ｂは定着フィルム１０の回転に従動で回転する構成にしてもよい。
【００６０】
而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って定着フィルム１０が回転し、セラミックヒーター用電源供給手段からセラミックヒーター４１への給電によりセラミックヒーター４１が発熱し、定着ニップ部Ｎにおける加熱部材としての定着フィルム１０への熱伝導によって、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。
【００６１】
この状態において、不図示の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔ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１０と加圧ローラ３０との間に導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定着フィルム１０と一緒に挟持搬送されていく。
【００６２】
記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると、定着フィルム１０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ｔは定着ニップ部Ｎを通過後、冷却して永久固着画像となる。
【００６３】
本実施形態例における画像加熱定着装置１００では、トナーｔに低軟化物質を含有させたトナーを使用したため、定着装置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良い。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良い。
【００６４】
この定着ニップ部Ｎの温度は、温度検知手段２６（図１０）を含む不図示の温調系によりセラミックヒーター４１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。温度検知手段２６は定着フィルム１０の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においてはサーミスタで測定した定着フィルム１０の温度情報を基に定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。
【００６５】
（１）定着フィルム１０
図５は、本実施形態例における定着フィルム１０の層構成模型図である。
【００６６】
本実施形態例の定着フィルム１０は、金属フィルム等でできた基層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。
【００６７】
基層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との間の接着のために、各層間にプライマー層（図示せず）を設けてもよい。
【００６８】
略円筒形状である定着フィルム１０において、基層１がセラミックヒーター４１と接触する内面側であり、離型層３が加圧ローラ３０若しくは記録材Ｐと接触する外面側である。
【００６９】
上述したように、セラミックヒーター４１への給電によりセラミックヒーター４１が発熱し、この熱が定着ニップ部Ｎにおいて基層１、弾性層２、離型層３に伝達されて、定着フィルム１０全体が加熱され、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ｔ画像の加熱定着がなされる。
【００７０】
ａ．基層
基層１としては、耐熱性樹脂や金属を用いることができるが、特に高画質を要求されるカラー印刷用の定着装置としては金属製のベルトが好ましく用いられる。このような金属としては、ニッケル、鉄、ステンレス等、定着フィルム１０回転時に受ける繰り返しの屈曲応力対して耐久性のある金属類が用いられる。
【００７１】
ｂ．弾性層２
弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく用いられる。
【００７２】
弾性層２の厚さは、定着画像品質を保証するために１０〜５００μｍであることが好ましい。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の凹凸或いはトナー層ｔの凹凸に加熱面（離型層３）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラ（「す」）が発生する。即ち、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。弾性層２の厚さが上記範囲よりも小さい場合には、上記離型層３が記録材Ｐ或いはトナー層ｔの凹凸に追従しきれず「す」が発生してしまう。又、弾性層２が上記範囲よりも大きすぎる場合には、弾性層２の熱抵抗が大きくなりすぎ、クイックスタートの実現や温調制御が難しくなる。この弾性層２の厚さは、より好ましくは５０〜３００μｍが良い。
【００７３】
弾性層２は、硬度が高すぎると記録材Ｐ或いはトナー層ｔの凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層２の硬度としては６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。
【００７４】
弾性層２の熱伝導率λは、２．５×１０^−１〜８．４×１０^−１Ｗ／ｍ・℃であることが好ましい。熱伝導率λが上記範囲よりも小さい場合には、熱抵抗が大きすぎて、定着フィルム１０の表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが上記範囲よりも大きい場合には、弾性層２の硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが発生しやすくなる。より好ましくは３．３×１０^−１〜６．３×１０^−１Ｗ／ｍ・℃が良い。
【００７５】
ｃ．離型層３
離型層３は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料を用いることが好ましい。
【００７６】
離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層３の厚さが上記範囲よりも薄い場合には、塗膜の塗ムラが生じ、離型性の悪い部分が発生したり、耐久性が不足するといった問題が発生する。又、離型層３の厚さが上記範囲よりも厚い場合には、熱伝導が悪化する。特に、離型層３に樹脂系の材質を用いた場合は、離型層３の硬度が高くなりすぎて、弾性層２の効果がなくなってしまう。
【００７７】
これらの点を考慮し、本実施例に使用する定着フィルム１０は、厚み５０μｍの円筒状に形成したステンレス製のエンドレスベルト上に、シリコーンゴム層をリングコート法により厚さ２５０μｍに形成した。シリコーンゴム層には、熱伝導率が約４．０×１０⁻ ^１Ｗ／ｍ・℃と、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
【００７８】
さらに、離型層として厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴム層上に被覆して定着フィルム１０を形成した。
【００７９】
（２）定着フィルム１０の摺動部の構成
定着フィルム１０と加圧ローラ２２とで形成される定着ニップ部Ｎの拡大図を図６に示す。フィルムガイド部材１６においてセラミックヒーター４１を挟んでプロセス方向下流側と上流側には凸型の突起４２Ａと４２Ｂを持つ耐熱性・低摩擦性の摺動部材４０ａ・４０ｂが設けられており、それぞれが定着ニップ部Ｎ内の下流側と上流側に配置されている。
【００８０】
摺動部材４０は、この摺動部材４０ａ・４０ｂの固定部材としてのフィルムガイド部材１６よりも定着フィルム１０の内面との滑り性が良い部材であり、例えばポリイミド樹脂、ガラス、アルミナ、アルミナにガラスをコートしたものなどで構成するのが好ましい。本例では、アルミナ基板にガラスをコートしたものを摺動部材４０ａ・４０ｂとして、フィルムガイド部材１６の下面に長手に沿って具備させた嵌め込み用の溝部に位置決め保持させてある。さらには、耐熱性接着剤で固定すると良い。
【００８１】
摺動部材４０ａ・４０ｂの突起４２Ａと４２Ｂの高さおよび幅は、セラミックヒーター４１の表面に印加される圧を最小限に抑えつつ定着フィルム１０が受けるストレスも最小限に抑える必要があり、突起高さは０．１ｍｍから１．０ｍｍ、突起幅は０．１〜５．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。また、突起４２Ａと４２Ｂの横断面形状は箱型・三角型・半円型など任意の形状とすることがかのうであるが、本実施例では図６に示すとおり、高さ０．５ｍｍ、幅２．０ｍｍの箱型突起とした。
【００８２】
図７に本実施例における定着ニップ部Ｎ内の圧分布の測定結果と、図２４に示す従来のフィルムガイド部材構成と図５に示す定着フィルムを組み合わせた定着ニップ部Ｎ内の圧分布の測定結果を示す。この図から明らかなように、加圧バネ２５ａ・２５ｂによって定着ニップ部Ｎに与えられた加圧力は、定着ニップ部Ｎ内の突起４２Ａと４２Ｂの部分に集中する。これによって、トナーが記録材Ｐに定着し、かつ定着フィルム１０の表面が記録材Ｐの凹凸に十分追従できるだけの加圧力を突起４２Ａと４２Ｂの部分で確保しつつ、セラミックヒーター４１の表面と定着フィルム１０の内面との摺動部に与えられる加圧力はセラミックヒーター４１で発生した熱を定着フィルム１０に伝導させるのに必要最小限な圧に抑えることが可能となる。
【００８３】
本実施例の定着装置１００を用いて、サーミスタ２６での検出温度１９０℃、定着フィルム１０の表面の回転速度９０ｍｍ／ｓｅｃの条件で１２００時間の空回転耐久テストを行った場合と、比較実験例として図２５に示す従来のフィルムガイド部材構成の定着装置を用いて同様の条件で空回転耐久テストを行った場合を比較したところ、表１に示すように本実施例の定着装置に対してセラミックヒーター４１の摺動面の磨耗度やスティックスリップの発生状況において明らかな改善効果が認められた。
【００８４】
【表１】

【００８５】
〈実施例２〉
本発明の第２の実施例における、定着フィルム１０と加圧ローラ２２とで形成される定着ニップ部Ｎの拡大図を図８に示す。
【００８６】
また、本実施例における加圧力は、総加圧力として２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）となる設定とし、その他の設定については図８に示す定着ニップ部の形状を除いては第１の実施例と同様の装置構成となっているため、詳細な説明は割愛する。
【００８７】
フィルムガイド部材１６において、セラミックヒーター４１を挟んでプロセス方向下流側と上流側には、第１の実施例に示された凸型の突起４２Ａと４２Ｂと同様の位置に、ローラ部材４３Ａ・４３Ｂがセラミックヒーター４１表面よりも加圧ローラ３０側に出っ張るようにして回転可能に設けられており、それぞれが定着ニップＮ内の上流側と下流側に配置されている。ローラ部材４３Ａ・４３Ｂはフィルムガイド部材１６のセラミックヒーター４１部の下流側・上流側それぞれに設けられた溝部４４Ａと４４Ｂにステンレス製摺動板４５を介して収められており、溝部４４Ａ・４４Ｂの空隙部には潤滑材Ｇが充填されている。これによってローラ部材４３Ａ・４３Ｂは容易に摺動回転することが可能となっている。
【００８８】
ローラ部材４３として用いるものに特に制限はないが、溝部４４で摺動回転することを考慮すると耐久性に優れた金属製のローラ類を用いることが望ましい。また、ローラ部材４３の外形は大きすぎると熱容量が大きくなってしまい、ウォームアップタイムが長くなったり温調制御が難しくなるなどの弊害を伴ってしまうため、１ｍｍから１０ｍｍの範囲内に収めることが望ましい。また、ローラ部材４３Ａ・４３Ｂの出っ張り量はセラミックヒーター４１の表面に印加される圧を最小限に抑えつつ定着フィルム１０が受けるストレスも最小限に抑える必要があり、０．１ｍｍから１．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００８９】
本実施例ではローラ部材４３として直径４．０ｍｍのステンレス製シャフトをセラミックヒーター４１の摺動面よりも０．５ｍｍ出っ張るように設置した。
【００９０】
本実施例における定着ニップ部Ｎ内の圧分布を測定したところ、図９に示す通りのプロファイルとなった。すなわち、加圧バネ２５ａ・２５ｂによって定着ニップ部Ｎに与えられた加圧力は、定着ニップ部Ｎ内のローラ部材４３の部分に集中する。ローラ部材４３は回転可能に設置されており、定着フィルム１０の回転に伴って従動回転するため、本実施例では第１の実施例よりも更に大きな加圧力を印加しているにも関わらず、定着フィルム１０の回転に対する摩擦力は殆ど増加することがなく、スティックスリップが発生することもない。
【００９１】
そして加圧力が大きくなる効果として、第１の実施例よりも更にトナーが記録材Ｐに強固に定着し、かつ定着フィルム１０表面が記録材Ｐの凹凸により追従しやすくなる。更にセラミックヒーター４１表面と定着フィルム１０内面との摺動部に与えられる加圧力は第１の実施例と同様にセラミックヒーター４１で発生した熱を定着フィルム１０に伝導させるのに必要最小限な圧に抑えることが可能となる。本実施例の定着器を用いて、メインサーミスタ２６での検出温度１９０℃、定着フィルム１０表面の回転速度９０ｍｍ／ｓｅｃの条件で１２００時間の空回転耐久テストを行ったところ、表２に示すようにセラミックヒーター４１摺動面の磨耗度やスティックスリップの発生状況において実施例１と同様のが認められた。
【００９２】
【表２】

【００９３】
〈実施例３〉
本実施形態例における加熱装置としての定着装置は、加熱部材として電磁誘導発熱性の円筒状の定着フィルムを用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置である。
【００９４】
図１０は本実施形態例における定着装置１００の要部の横断面側面模型図、図１１は要部の正面模型図、図１２は要部の縦断面正面模型図である。
【００９５】
この装置１００は、大きく分けて円筒状の支持部材としてのフィルムガイド部材１６と、このフィルムガイド部材１６にルーズに外嵌させた、加熱部材としての円筒状の電磁誘導発熱性の定着フィルム１０と、フィルムガイド部材１６との間に定着フィルム１０を挟んで定着ニップ部Ｎを形成させた、加圧部材としての加圧ローラ３０とからなる。
【００９６】
以下、第１の実施例にて説明した構成とは異なる部分のみを説明し、同様の構成となる部分についての説明は割愛する。
【００９７】
図１０中で右側のフィルムガイド部材半体１６ａの内側には、磁場発生手段としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル１８を配設して保持させてある。
【００９８】
定着ニップ部Ｎにおけるフィルムガイド部材１６の下面と定着フィルム１０の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために、フィルムガイド部材１６の下面の定着ニップ部Ｎに対応する面部分には、耐熱性・低摩擦性の摺動部材４０を配設してある。摺動部材４０は、この摺動部材の固定部材としてのフィルムガイド部材１６よりも定着フィルム１０の内面との滑り性が良い部材であり、例えばポリイミド樹脂、ガラス、アルミナ、アルミナにガラスをコートしたものなどで構成するのが好ましい。本例では、アルミナ基板にガラスをコートしたものを、フィルムガイド部材１６の下面に長手に沿って具備させた嵌め込み用の溝部に位置決め保持させてある。さらには、耐熱性接着剤で固定すると良い。
【００９９】
さらに、摺動部材４０と定着フィルム１０内周面との間に潤滑剤を介在させ、定着フィルム１０の摺動抵抗低減を図っている。本実施形態例においては、潤滑剤としてフッ素グリースを用いている。
【０１００】
定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム１０の摺動部近傍のフィルムガイド１６部材および摺動部材４０の構成については、後記（３）項にて詳述する。
【０１０１】
而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って定着フィルム１０が回転し、励磁回路２７（図１３）から励磁コイル１８への給電により発生する磁場の作用で加熱部材としての定着フィルム１０が電磁誘導発熱して定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調される。
【０１０２】
（１）磁場発生手段
磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ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良く、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのが良い。
【０１０３】
磁場発生手段を構成する励磁コイル１８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を形成している。本例では１２回巻きで励磁コイルを形成している。
【０１０４】
絶縁被覆を行う被覆部材は、定着フィルム１０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ことが好ましい。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。本実施形態例においては、ポリイミドによる被覆を用いており耐熱温度は２２０℃である。
【０１０５】
励磁コイル１８は外部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。
【０１０６】
磁場発生手段１７ａ・１７ｂ・１７ｃ・１８と加圧用剛性ステイ２２の間には、絶縁部材１９を配設してある。絶縁部材１９の材質としては、絶縁性に優れ、耐熱性がよいものが好ましい。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、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂等を選択するとよい。
【０１０７】
図１４は、磁場発生手段によって発生される交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表す。磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃに導かれた交番磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において定着フィルム１０の発熱層１に渦電流を発生させる。この渦電流は、発熱層１の固有抵抗によって、発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発生させる。
【０１０８】
発熱量Ｑは発熱層１を通る磁束Ｃの密度によって決まり、図１４のグラフのような分布を示す。図１４に示すグラフは、縦軸が磁性コア１７ａの中心を０とした角度θで表した定着フィルム１０における円周方向の位置を示し、横軸が定着フィルム１０の発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとし、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する（ｅは自然対数の底）。これは、定着プロセスに必要な発熱量が得られる領域である。
【０１０９】
この定着ニップ部Ｎの温度は、温度検知手段２６（図１０）を含む不図示の温調系により励磁コイル１８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。温度検知手段２６は定着フィルム１０の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においてはサーミスタで測定した定着フィルム１０の温度情報を基に定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。
【０１１０】
（２）定着フィルム１０
図１５は、本実施形態例における定着フィルム１０の層構成模型図である。
【０１１１】
本実施形態例の定着フィルム１０は、基層となる電磁誘導発熱性の金属フィルム等でできた発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。
【０１１２】
発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との間の接着のために、各層間にプライマー層（図示せず）を設けてもよい。
【０１１３】
略円筒形状である定着フィルム１０において、発熱層１が摺動部材４０と接触する内面側であり、離型層３が加圧ローラ若しくは記録材（被加熱材）と接触する外面側である。
【０１１４】
上述したように、発熱層１に交番磁束が作用することにより、発熱層１に渦電流が発生して発熱層１が発熱する。この熱が弾性層２、離型層３に伝達されて、定着フィルム１０全体が加熱され、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ｔの加熱定着がなされる。
【０１１５】
ａ．発熱層１
発熱層１としては、磁性及び非磁性の金属を用いることができるが、磁性金属が好ましく用いられる。このような磁性金属としては、ニッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合金、パーマロイといった強磁性体の金属が好ましく用いられる。又、定着フィルム１０回転時に受ける繰り返しの屈曲応力による金属疲労を防ぐために、ニッケル中にマンガンを添加した部材を用いるのも良い。
【０１１６】
発熱層１の厚さは、次の式で表される表皮深さσ［ｍ］より厚く、且つ２００μｍ以下にすることが好ましい。発熱層１の厚さをこの範囲とすれば、発熱層１が電磁波を効率よく吸収することができるため、効率良く発熱させることができる。
【０１１７】
σ＝（ρ／πｆμ）^１／２ …（１）
ここで、ｆは励磁回路の周波数［Ｈｚ］、μは発熱層１の透磁率、ρは発熱層１の固有抵抗［Ωｍ］である。
【０１１８】
この表皮深さ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以下になっている。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（図１７に示した発熱層深さと電磁波強度の関係を参照）。
【０１１９】
発熱層１の厚さは、より好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層１の厚みが上記範囲よりも薄い場合には、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。又、発熱層１が上記範囲よりも厚い場合には、発熱層１の剛性が高くなりすぎ、又、屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的でなくなる。
【０１２０】
ｄ．断熱層４
図１６に示すように、定着フィルム１０の構成において、発熱層１の摺動部材４０との接触面側に断熱層４を設けてもよい。断熱層４としては、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樹脂等の耐熱樹脂がよい。
【０１２１】
断熱層４の厚さとしては１０〜１０００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも薄い場合には断熱効果が得られず、又、耐久性も不足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層１までの距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収されなくなる。
【０１２２】
断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着フィルム１０の内側に向かわないように断熱できるので、断熱層１がない場合と比較して記録材Ｐへの熱供給効率が良くなる。よって、消費電力を抑えることができる。
【０１２３】
又、断熱層４を滑り性の良い材料で構成すれば、摺動部材４０と定着フィルム１０との摺動抵抗を軽減することができる。
【０１２４】
これらの点を考慮し、本実施例に使用する定着フィルム１０は、厚み６０μｍの円筒状に形成したニッケル製のエンドレスベルト上に、シリコーンゴム層をリングコート法により厚さ２５０μｍに形成した。シリコーンゴム層には、熱伝導率が約４．０×１０⁻ ^１Ｗ／ｍ・℃と、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
さらに、離型層として厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴム層上に被覆し、断熱層として１０μｍのポリイミド樹脂をコートして定着フィルム１０を形成した。
【０１２５】
（３）定着フィルム１０の摺動部の構成
本発明の実施例３における、定着フィルム１０と加圧ローラ２２とで形成される定着ニップ部Ｎの拡大図を図１８に示す。
【０１２６】
また、本実施例における加圧力は、総加圧力として１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）となる設定とし、その他の設定については図１８に示す定着ニップ部の形状を除いては第１の実施例と同様の装置構成となっているため、詳細な説明は割愛する。
【０１２７】
フィルムガイド部材１６において、摺動部材４０を挟んでプロセス方向下流側に、第１の実施例に示された凸型の突起４２Ａと同様の位置に、ローラ部材４３Ａとして直径４ｍｍのステンレス製シャフトが摺動部材４０の表面よりも０．５ｍｍ加圧ローラ側に出っ張るようにして回転可能に設けられており、定着ニップ部Ｎ内の下流側に配置されている。ローラ部材４３Ａはフィルムガイド部材１６の摺動部材４０の下流側に設けられた溝部４４Ａにステンレス摺動部材４５を介して収められており、溝部４４Ａの空隙部には潤滑材Ｇが充填されている。これによってローラ部材４３は容易に摺動回転することが可能となっている。
【０１２８】
本実施例における定着ニップ部Ｎ内の圧分布を測定したところ、図１９に示す通りのプロファイルとなった。すなわち、加圧バネ２５ａ・２５ｂによって定着ニップ部Ｎに与えられた加圧力は、定着ニップ部Ｎ内のローラ部材４３Ａ部分に集中する。ローラ部材４３Ａが下流側の１箇所のみであるため、総加圧力が同等であるにも関わらず第１の実施例と比較してローラ部材４３Ａ部分に集中する加圧力は大きくなるが、ローラ部材４３Ａは回転可能に設置されており、定着フィルム１０の回転に伴って従動回転するので、定着フィルム１０の回転に対する摩擦力は殆ど増加することなく、第１の実施例よりも更にトナーが記録材Ｐに強固に定着し、かつ定着フィルム１０の表面が記録材Ｐの凹凸により追従しやすくなる。
【０１２９】
本実施例の定着装置１００を用いて、メインサーミスタ２６での検出温度１９０℃、定着フィルム１０表面の回転速度９０ｍｍ／ｓｅｃの条件で１２００時間の空回転耐久テストを行ったところ、表３に示すようにスティックスリップの発生状況において第１の実施例と同等の改善効果を得ることができた。
【０１３０】
【表３】

【０１３１】
〈実施例４〉
本発明の第４の実施例における、定着フィルム１０と加圧ローラ３０とで形成される定着ニップ部Ｎの拡大図を図２０および図２１に示す。
【０１３２】
また、本実施例における加圧力は、総加圧力として１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）となる設定とし、その他の設定については図２０および図２１に示す定着ニップ部の形状を除いては実施例３と同様の装置構成となっているため、詳細な説明は割愛する。
【０１３３】
フィルムガイド部材１６において、摺動部材４０を挟んでプロセス方向下流側に、実施例１に示された凸型の突起４２Ａと同様の位置に、ローラ部材４３Ａとして直径４ｍｍのステンレス製シャフトが摺動部材４０表面よりも０．５ｍｍ加圧ローラ側に出っ張るようにして回転可能に設けられており、定着ニップ部Ｎ内の下流側に配置されている。ローラ部材４３Ａはフィルムガイド部材１６の摺動部材４０の下流側に設けられた回転支持部材としてのローラ対４６を介して収められている。これによってローラ部材４３Ａは更に容易に回転することが可能となっている。
【０１３４】
本実施例における定着ニップ部Ｎ内の圧分布を測定したところ、実施例３と同等のプロファイルとなり、メインサーミスタ２６での検出温度１９０℃、定着フィルム１０表面の回転速度９０ｍｍ／ｓｅｃの条件で１２００時間の空回転耐久テストにおいても、実施例３と同様の改善効果を得ることができた。
【０１３５】
〈その他〉
ａ）実施例１または２において、突起形状部は定着ニップ部Ｎの定着フィルム移動方向の上流側または下流側の一方だけに配設することもできる。また実施例３または４において、突起形状部は定着ニップ部Ｎの定着フィルム移動方向の上流側に配設することもできる。上流側と下流側の一方だけに配設することもできる。
【０１３６】
ｂ）実施例１〜４において加圧部材３０は、ローラ体の代わりに、例えば、特開２００１−２２８７３１公報に開示されているエンドレスベルトと加圧部材からなる加圧フィルムユニットを用いて小熱容量化を図ってもよい。
【０１３７】
ｃ）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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１４０】
〔実施態様１〕フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記支持部材の前記加熱部材を挟んで前記ニップ部と相対する領域の、前記加熱部材移動方向に対する上流側乃至は下流側の少なくとも一方に、突起形状を配設していることを特徴とする加熱装置。
【０１４１】
これによって、ニップ部へ印加される加圧力が突起形状部に集中的に印加され、ニップ部内の突起以外の部分への加圧力を緩和させることが可能となる。
【０１４２】
〔実施態様２〕前記支持部材摺動部の少なくとも一部分が摺動部材を有することを特徴とする実施態様２記載の加熱装置。
【０１４３】
これによって、摺動部分の磨耗を最小限に抑えることが可能となり、突起形状を摺動部材で構成すれば更に耐久性の優れた加熱装置を提供することが可能となる。
【０１４４】
〔実施態様３〕前記突起形状は、前記摺動部材に設けられていることを特徴とする実施態様２記載の加熱装置。
【０１４５】
これによって、摺動部分の磨耗を最小限に抑えることが可能となり、突起形状を摺動部材で構成すれば更に耐久性の優れた加熱装置を提供することが可能となる。
【０１４６】
〔実施態様４〕前記突起形状は、前記加熱部材の移動に対して従動可能なローラ部材で形成されることを特徴とする実施態様１記載の加熱装置。
【０１４７】
これによって、加熱部材の移動に対する摩擦力は大幅に低減し、スティックスリップの発生を低減させることができると同時に、加熱装置の耐久性をより高めることが可能となる。
【０１４８】
〔実施態様５〕前記支持部材が前記ローラ部材を配設するための溝部を有することを特徴とする実施態様４記載の加熱装置。
【０１４９】
これによって、加熱部材の移動に対する摩擦力は大幅に低減し、スティックスリップの発生を低減させることができると同時に、加熱装置の耐久性をより高めることが可能となる。
【０１５０】
〔実施態様６〕前記支持部材が前記ローラ部材を配設するための回転支持部材を有することを特徴とする実施態様４記載の加熱装置。
【０１５１】
これによって、加熱部材の移動に対する摩擦力は大幅に低減し、スティックスリップの発生を低減させることができると同時に、加熱装置の耐久性をより高めることが可能となる。
【０１５２】
〔実施態様７〕熱源として線状発熱体を用いることを特徴とする、実施態様１から６記載の加熱装置。
【０１５３】
〔実施態様８〕熱源としてセラミック基板上に抵抗発熱体を形成してなるセラミックヒーターを用いることを特徴とする、実施態様１から６記載の加熱装置。
【０１５４】
〔実施態様９〕前記摺動部材が線状発熱体であることを特徴とする、実施態様２および３記載の加熱装置。
【０１５５】
〔実施態様１０〕前記摺動部材がセラミック基板上に抵抗発熱体を形成してなるセラミックヒーターであることを特徴とする、実施態様２および３記載の加熱装置。
【０１５６】
〔実施態様１１〕電磁誘導発熱性部材を設けた加熱部材と、前記電磁誘導発熱性部材に磁場を入れて発熱させる磁場発生手段を有し、被加熱材を前記加熱部材の電磁誘導発熱性部材からの熱により加熱することを特徴とする実施態様１から６記載の加熱装置。
【０１５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、フィルム状加熱部材内面等の磨耗やスティックスリップの発生を防止でき、この結果、画像加熱定着装置にあっては定着不良や光沢ムラの発生しない印刷画像を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における定着装置の要部の横断面側面模型図
【図２】同装置の要部の正面模型図
【図３】同装置の要部の縦断面正面模型図
【図４】フィルムガイド部材半体（右側）の斜視図
【図５】定着フィルムの層構成模型図
【図６】定着フィルムと加圧ローラとで形成される定着ニップ部の拡大図
【図７】実施例１と比較例の定着装置の定着ニップ部内の圧分布の測定結果
【図８】実施例２における定着フィルムと加圧ローラとで形成される定着ニップ部の拡大図
【図９】実施例２の定着装置の定着ニップ部内の圧分布の測定結果
【図１０】実施例３における定着装置の要部の横断面側面模型図
【図１１】同装置の要部の正面模型図
【図１２】同装置の要部の縦断面正面模型図
【図１３】フィルムガイド部材半体（右側）の斜視図
【図１４】磁場発生手段によって発生される交番磁束の発生の様子を模式的に表した図
【図１５】定着フィルムの層構成模型図（その１）
【図１６】定着フィルムの層構成模型図（その２）
【図１７】発熱層深さと電磁波強度の関係図
【図１８】定着フィルムと加圧ローラとで形成される定着ニップ部Ｎの拡大図
【図１９】実施例３の定着装置の定着ニップ部内の圧分布の測定結果
【図２０】実施例４における定着フィルムと加圧ローラとで形成される定着ニップ部の拡大図
【図２１】その要部の斜視模型図
【図２２】本発明に従う加熱装置としてのトナー画像定着装置を搭載したカラー画像形成装置の一例の概略構成図
【図２３】弾性層を有する定着ローラを使用する定着装置の一例の概略構成図
【図２４】フィルム定着装置の一例の概略構成図
【符号の説明】
１００・・定着装置（加熱装置）、１０・・定着フィルム（フィルム状の加熱部材）、１６（１６ａ，１６ｂ）・・フィルム支持部材、３０・・加圧ローラ（加圧部材）、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材（被加熱材）、４０ａ・４０ｂ・４０・・摺動部材、４２Ａ・４２Ｂ・・突起部、４３Ａ・４３Ｂ・・ローラ部材（突起部材）

Claims

フィルム状の加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記加熱部材を挟んで前記支持部材に当接する加圧部材とを有し、前記加熱部材は前記支持部材の摺動部に対して摺動して移動し、前記加熱部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において被加熱材を挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、
前記支持部材の前記加熱部材を挟んで前記ニップ部と相対する領域の、前記加熱部材移動方向に対する上流側乃至は下流側の少なくとも一方に、突起形状を配設していることを特徴とする加熱装置。