JP2009053595A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性部材の端部の強度向上と可撓性部材の接地とを両立できる像加熱装置の提供。
【解決手段】
加熱体３と、前記加熱体と接触しつつ移動するエンドレスの可撓性部材４と、前記可撓性部材の一端部と他端部を移動自在に支持する支持部材７Ｌ・７Ｒと、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部Ｎを形成する加圧部材５と、前記支持部材と前記加圧部材を保持する金属製剛性部材３１と、を有し、前記ニップ部で記録材Ｐを挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、前記支持部材は導電性を有し、前記可撓性部材は前記支持部材により支持される内面に導電層４ａを有し、前記可撓性部材の導電層は前記支持部材と接触して導通経路を形成し、前記可撓性部材の導電層を前記金属製剛性部材と前記支持部材を介して電気的に接地することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する像加熱装置（定着器）として、フィルム加熱方式の定着器がある。この定着器は、セラミック製の基板上に発熱体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する円筒状の薄肉のフィルムと、フィルムの両端部をフィルムと接触して支持する支持部材と、フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。特許文献１、２にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー画像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間（ファーストプリントアウトタイム（FPOT:first printout time)）を短くできる。またこのタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８４号公報

フィルム加熱方式の定着器は、更なる消費電力の低減とファーストプリントアウトタイムの短縮が求められている。そのため、近年、フィルムの厚みを更に薄くする傾向がある。フィルムの厚みを薄くすることにより、フィルム自体の低熱容量化による消費電力を低減でき、かつファースプリントタイムを短縮することが可能となるけれども、フィルムの両端部を支持する支持部材との摺擦によりフィルムの端部が裂け易くなるおそれがある。また近年のプリントスピードの高速化や、プリントボリュームの増大により、フィルムの端部へかかる屈曲ストレスが増大し、ストレスのかかる時間もさらに増加している。そのため、フィルムの端部の裂けが増長される傾向にある。

また、フィルム加熱方式の定着器は、定着画像のオフセット、尾引き、ローラ汚れによる画像品質の低下を防ぐことが求められている。例えば、プリントスピードの高速化に伴いトナーを加熱定着するための温度（目標温度）を上げると、長期間の使用を通してフィルムや加圧ローラなどの部材がダメージを受け、それらの表面の離型性が劣化してオフセットが発生しやすくなる。さらに定着時にトナーが被加熱材の搬送方向の後方に飛び散って定着される尾引きという現象があるが、上記温度を上げると定着時に発生する水蒸気量が増えるので、この尾引きが発生しやすくなる。これらのオフセットや尾引きが発生しやすい条件では、フィルムや加圧ローラなどにトナーによる汚れも蓄積しやすくなり、定着時に被加熱材のトナー汚れを生じやすくなってしまう。

そこで、画像品質の低下を防ぐために、フィルムの表面電位を制御してフィルムにトナーが付着するのを防ぐことが重要になってくる。例えば、フィルムの表面をトナーと同極性の電位に帯電することにより、オフセット、尾引き等を低減でき、定着画像の品質を改善することができる。従って、フィルムの表面電位を制御するために、フィルムを接地することが求められている。

本発明の目的は、可撓性部材の端部の強度向上と可撓性部材の接地とを両立できる像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための構成は、加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動するエンドレスの可撓性部材と、前記可撓性部材の一端部と他端部を移動自在に支持する支持部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、前記支持部材と前記加圧部材を保持する金属製剛性部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記支持部材は導電性を有し、前記可撓性部材は前記支持部材により支持される内面に導電層を有し、前記可撓性部材の導電層は前記支持部材と接触して導通経路を形成し、前記可撓性部材の導電層を前記金属製剛性部材と前記支持部材を介して電気的に接地することを特徴とする。

本発明によれば、可撓性部材の端部の強度向上と可撓性部材の接地とを両立できる像加熱装置の提供を実現できる。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザービームプリンタである。

１１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１１は、ＯＰＣ、アモルファスシリコン等の感光材料の層をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基体上に形成して構成されている。そして、矢印の時計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。その感光ドラム１１の外周面（表面）は回転過程において、まず、帯電装置としての帯電ローラ１２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に、露光装置としてのレーザースキャナ１３による、目的の画像情報パターンに対応したレーザービーム走査露光Ｌを受ける。これにより感光ドラム１１表面に目的の画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。レーザースキャナ１３は不図示のホストコンピュータ等の外部装置から送られた目的の画像情報パターンの時系列電気デジタル画素信号に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御（強度変調）したレーザー光Ｌを出力する。そしてそのレーザー光で感光ドラム１１の一様帯電処理面を走査露光する。

感光ドラム１１表面に形成された静電潜像は現像装置１４でトナーを用いて現像され可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。感光ドラム１１表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１１と転写ローラ１５とで形成される転写ニップ部Ｔにおいて、転写ニップ部Ｔに所定の制御タイミングにて給送された記録紙やＯＨＰシートなどの記録材Ｐに対して順次に転写される。転写ローラ１５には不図示の電源から所定の転写バイアスが所定の制御タイミングにて印加され、感光ドラム１１表面のトナー像は転写バイアスの作用で記録材Ｐに転写される。

本実施例の画像形成装置においては、給紙カセット２１からのカセット給紙モードと、手差しトレイ２７からの手差し給紙モードを選択して記録材Ｐを給紙することができる。カセット給紙モードの場合は、給紙カセット２１内に積載収納させた記録材Ｐが給紙ローラ２２と不図示の１枚分離部材とによって１枚分離給送される。その記録材Ｐは、シートパス２３、第１センサ（後端検知センサ）２４、レジストローラ２５、第２センサ（レジストセンサ）２６の経路を通って転写ニップ部Ｔに所定の制御タイミングにて給送される。

手差し給紙モードの場合は、手差しトレイ２７から装置に差し入れた記録材Ｐが給紙ローラ２８で装置内に引き込まれ、シートパス２９、第１センサ２４、レジストローラ２５、第２センサ２６の経路を通って転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。

第１センサ２４で記録材Ｐのサイズ検知がなされる。記録材Ｐのサイズ検知は第２センサ２６で行っても良い。記録材Ｐはレジストローラ２５によって、感光ドラム１１表面に形成されたトナー像と同期を取り転写ニップ部Ｔに供給される。転写ニップ部Ｔにてトナー像の転写を受けてトナー像を担持した記録材Ｐは回転感光ドラム１１表面から順次に分離されてシートパス１７を通って加熱定着装置１８へ搬送される。そしてその記録材Ｐは、定着装置１８のニップ部で加熱・加圧されることによってトナー像が記録材Ｐ上に加熱定着され、排紙ローラ１９により機外の排紙トレイ２０へ排出される。

トナー像転写後（被記録材分離後）に感光ドラム１１表面に残留する転写残留トナーはクリーニング装置１６により感光ドラム１１表面より除去され、清掃された感光ドラム１１表面は繰り返して作像に供される。

（２）定着装置
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。

ａ）定着装置全体の構成
図２は定着装置１８の横断面模型図である。図３の（Ａ）はヒータの一例の平面模型図及びそのヒータの温調制御系の一例の説明図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ線拡大断面図である。図４はフィルムの横断面拡大模型図である。図５は定着装置の縦断面模型図である。図６は定着装置を記録材導入側から見た図である。

本実施例に示す定着装置１８は、フィルム加熱ユニット６と、加圧部材としての加圧ローラ５と、金属製剛性部材としての装置フレーム３１と、を有する。

フィルム加熱ユニット６は、支持ステー１と、保持部材としてのホルダー２と、加熱体としてのヒータ３と、エンドレスの可撓性部材としての円筒状の耐熱性フィルム４と、支持部材としての左右のフランジ７Ｌ・７Ｒと、を有する。上記の支持ステー１、ホルダー２、ヒータ３及びフィルム４は何れも長手方向に細長い部材である。

ホルダー２は、フィルム４の内側において、ヒータ３を保持するとともに後述のニップ部Ｎと反対側への放熱を防ぎ、かつフィルム４の回転軌跡を保持するための部材である。このホルダー２は、３００度近くの高温に耐える必要があるため、耐熱性の高い液晶ポリマー（ＬＣＰ）（熱変形温度３３５度品、商品名エコノールＥ、Ｅ５００８グレード、住友化学）を用いて横断面略半円弧状の樋型に形成してある。ホルダー２の下面には長手方向に沿って溝２ａが設けられており、その溝２ａにヒータ３を固定保持させてある。

支持ステー１は、フィルム４の内側において、ホルダー２を加圧するための部材である。このステー１は、鉄などの金属により横断面略逆Ｕ字形状に形成してある。そしてホルダー２を加圧するために左右の端部を対応するフランジ７Ｌ・７Ｒに保持させてある（図５）。

ヒータ３は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の材料からなる細長いセラミック基板３ａを有する。ヒータ３の表面側には、基板３ａ上に、発熱抵抗体３ｂとして、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み１０〜３０μｍ、幅０．８〜３．０ｍｍにスクリーン印刷等により塗工・焼成してある。基板３ａの長手方向の両端部には抵抗体３ｂに通電するための電極部３ｄが設けられている。そして抵抗体３ｂの上にオーバコート層３ｃ（保護層）としてガラスやフッ素樹脂などがコートしてある。ヒータ３の裏面側には、基板３ａ上に、温度検知手段としてのサーミスタＴＨが設けられている。そのサーミスタＴＨは後述するニップ部Ｎの記録材搬送領域（図５）の内側に位置するように設けられる。このヒータ３は、オーバコート層３ｃの表面をフィルム４の内周面と接触させるようにホルダー２の溝２ａに固定保持されている。

ホルダー２に対し周長に余裕をもってルーズに外嵌されているフィルム４は、導電層としての円筒状の基層４ａと、その基層４ａの外周に設けられた離型層４ｂと、を有する。基層４ａの材料として、熱伝導性と加工性に優れたニッケル、鉄、ステンレス鋼などの金属を用いると良い。或いは、基層４ａの材料として、金属ではないが導電ポリイミドなども用いることができる。また基層４ａの厚さとしては、２０μｍ以下であるとフィルム端部における破断に絶えられなくなる虞がある。また、５０μｍ以上にすると、熱伝導性の悪化だけでなく、剛性が高くなりすぎて屈曲性が悪くなり、回転体として使用するには現実的ではなくなる。従って、好ましくは基層４ａの厚さは２０〜５０μｍが好ましい。本例では３０μｍとする。離型層４ｂは、耐熱性のあるＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の離型性かつ耐熱性に優れたチューブとする。また、離型層４ｂは、１５μｍ以上であると離型層４ｂの熱抵抗が大きくなりクイックスタートの実現が難しくなる。一方、チューブを端部まで被覆し、フィルム端部の破断を補強する場合には、離型層４ｂは厚いほど好ましい。本例では、端部補強をしつつ、クイックスタートを満足する最大の厚みとして、離型層４ｂの厚さを１５μｍとしている。

フランジ７Ｌ・７Ｒは、フィルム４の左右の端部（可撓性部材の一端部と他端部）を移動自在（回転自在）に支持するための部材である。このフランジ７Ｌ・７Ｒは、フィルム４の外径よりも大きい径を有する基部７ａＬ・７ａＲを有する。その基部７ａＬ・７ａＲは、フィルム４の長手方向において、フィルム４の左右の端部と対向するように装置フレーム３１に上下動自在に保持されている。基部７ａＬ・７ａＲのフィルム４側の内側面には、フィルム４端部側に突出し、かつフィルム４端部の内周に沿うように円弧状に形成された変形規制部７ｂＬ・７ｂＲが設けてある。この変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面にはフィルム４の基層４ａの内周面が接触するようになっている。基部７ａＬ・７ａＲのフィルム４側とは反対側の外側面には、フィルム４と反対側に突出するようにバネ受け部７ｃＬ・７ｃＲが設けてある。

加圧ローラ５は、丸軸状の芯金５ａと、その芯金５ａの外周に設けられている弾性層５ｂと、その弾性層５ｂの外周に設けられている表層５ｃと、を有する。弾性層５ｂとして、３．５ｍｍ厚のシリコーンゴムからなる絶縁スポンジを用いている。表層５ｃとして、５０μｍ厚の導電性のＰＦＡチューブ層５ｃを用いている。その加圧ローラ５の直径は１８ｍｍとしてある。弾性層５ｂは、絶縁性でなく導電性でも良い。また弾性層５ｂは、スポンジタイプでなくソリッドタイプでも良い。表層５ｃのＰＦＡチューブは、導電性でなく絶縁性でも良い。その加圧ローラ５は、フィルム４の下方にフィルム４と並列に配置されている。そして芯金５ａの左右の端部が装置フレーム３１の左右の側板３１Ｌ・３１Ｒに軸受４１Ｌ・４１Ｒを介して回転自在に支持されている。

左右のフランジ７Ｌ・７Ｒのバネ受け部７ｃＬ・７ｃＲと、装置フレーム３１の左右の側板３１Ｌ・３１Ｒとの間には、加圧手段として導電性を有する左右の加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒを設けている。その加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒの加圧力によってフランジ７Ｌ・７Ｒが加圧板金４３Ｌ・４３Ｒを介して下方に加圧され、これによりステー１がホルダー２を加圧する。そしてステー１により加圧されたホルダー２はヒータ３をフィルム４を挟んで加圧ローラ５の外周面（表面）に加圧し、その加圧力に応じて加圧ローラ５の弾性層５ｂが弾性変形する。これにより加圧ローラ(加圧部材）５はフィルム（可撓性部材）４を挟んでヒータ（加熱体）３と所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する。本実施例では、加圧ローラ５は加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒにより総圧約１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）で加圧され、幅７．０ｍｍほどのニップ部Ｎを形成している。つまり、ニップ部を形成するために加圧部材は金属製剛性部材により加圧されることによって、導電性を有する支持部材は金属製剛性部材と接触して導通経路を形成する。

ｂ）加熱定着動作
駆動源としての定着モータＭ（図６）は加圧ローラ５の芯金５ａの端部に設けられた駆動ギアＧを回転駆動する。これによって加圧ローラ５は矢印方向（図２）へ回転される。加圧ローラ５の回転力はニップ部Ｎを通じてフィルム４に伝達される。これによりフィルム４は、フィルム４の内周面がヒータ３のオーバコート層３ｃ及びフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面と接触した状態でホルダー２の外回りを矢印方向（図２）に従動回転する。

また、通電制御手段としての通電制御部５１（図３）はヒータ３の電極部３ｄを通じて抵抗体３ｂに通電する。これにより抵抗体３ｂが発熱してヒータ３は急速昇温する。サーミスタＴＨはヒータ３の温度を検知して通電制御部５１に出力する。通電制御部５１はサーミスタＴＨからの出力信号（温度検知信号）を取り込み、その信号に基づいて所定の定着温度（目標温度）に維持するようにヒータ３への通電を制御する。通電制御部５１におけるヒータ３への通電制御は、交流電圧の波数によって投入電力を制御する波数制御方式や、交流電圧のゼロクロスからの所定の遅延時間後に次のゼロクロスまで通電する位相制御方式などによってなされている。

フィルム４及び加圧ローラ５の回転が安定し、かつヒータ３が定着温度に維持された状態でニップ部Ｎの記録材搬送領域に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入される(図２）。その記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送される。そしてその搬送過程においてトナー像Ｔが熱と圧力を受けることによって、トナー像Ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。

ｃ）フィルムの端部構成、及びフィルムと装置フレーム間の電気的な導通経路の説明
図７は本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の左側端部の構成と、そのフィルム４の左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図である。図７においては、説明の都合上、ヒータ３を固定保持しているホルダー２は図示を省略してある。本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の右側端部の構成と、そのフィルム４の右側端部の電気的な導通経路の構成は、それぞれ図７に示す構成と同じである。

フィルム４において、離型層４ｂは、基層４ａと重なるように基層４ａの外周を両端部まで被覆してある。フィルム４の左右の端部は、装置フレーム３１の左右の側板３１Ｌ・３１Ｒに保持されているフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲにより移動自在（回転自在）に保持されている。つまり、フィルム４の両端部は、フィルム４の基層４ａの内周面が変形規制部５ｂＬ・５ｂＲの外周面と接触しながら移動（回転移動）するように変形規制部７ｂＬ・７ｂＲにより保持されている。フランジ７Ｌ・７Ｒは、装置フレーム３１の側板３１Ｌ・３１Ｒとの電気的導通を確保するために、耐熱性、及び電気導電性を有し、かつ高い加重に耐えられる剛性材料を用いて形成してある。その剛性材料としては、例えば、液晶ポイマー、ＰＰＳ、ＰＡＩ、ＰＩ、ＰＥＥＫに、カーボンなどの導電物質を混合した材料である。そしてその剛性材料の体積抵抗値は１０^７Ω程度である。ここで、ＰＰＳはポリフェニレンサルファイド、ＰＡＩはポリアミドイミド、ＰＩはポリイミド、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトンである。

フィルム４と装置フレーム３１間の電気的な導通経路は、フィルム４の内面を構成する基層４ａから、フランジ７Ｌ・７Ｒ、加圧板金４３Ｌ・４３Ｒ、及び加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒを通じて装置フレーム３１に至る経路をとる。そして装置フレーム３１を画像形成装置の金属製フレーム３２に固定支持させてある。この金属製フレーム３２は接地されている。従って、フィルム４の基層４ａはフランジ７Ｌ・７Ｒ、加圧板金４３Ｌ・４３Ｒ、及び加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒを介して装置フレーム３１に接地される。つまり、可撓性部材（フィルム）の導電層（基層）を支持部材（フランジ）を介して金属製剛性部材（装置フレーム）と電気的に接地するようにしている。

上記の導通経路において、フィルム４の基層４ａとフランジ７Ｌ・７Ｒの導通は、フィルム４が回転し、フィルム４の基層４ａがフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面と摺動摩擦しながら接点をとる。また、フランジ７Ｌ・７Ｒは、導電性の樹脂製の部材であって、体積抵抗値が１０^７Ω程度の部材を使用している。そのため、フィルム４の基層４ａとフランジ７Ｌ・７Ｒの導通をとることができる。フランジ７Ｌ・７Ｒは、装置フレーム３１に支持され、加圧板金４３Ｌ・４３Ｒを介して加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒによる片側６８．６Ｎ（７ｋｇｆ）程度の加圧力（定着圧）を受けている。フランジ７Ｌ・７Ｒと加圧板金４３Ｌ・４３Ｒの導通に関しては、両者を加圧バネ４２Ｌ・４２Ｒによる加圧力で確実に接触させているため、確実な電気的導通を安定して保持できる。

フィルム４とフランジ７Ｌ・７Ｒについてより確実な導通を確保するには、フィルム４の基層４ａとフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面との間に、導電性の粘性物質（導電物質）３３を介在させても良い。本実施例では、導電性の粘性物質３３として、導電性グリースを介在させている。つまり、導電性を有する支持部材（フランジ）と可撓性部材（フィルム）の導電層（基層）との間に導電物質を介在させることにより、可撓性部材の導電層は支持部材と導電物質を介して導通経路を形成するようにしている。

（５）評価
表１は、本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の端部強度と、フィルム４の電気的な接地状態を、比較例の定着装置と比較したものである。図１５は比較例の定着装置におけるフィルムの端部の構成と、そのフィルムの電気的な導通経路の構成を表わす説明図である。図１５において、本実施例の定着装置１８を構成する部材と同じ部材には同じ符号を付している。図１５においても、説明の都合上、ヒータ３を固定保持しているホルダー２は図示を省略してある。

比較例の定着装置７１は、以下の３点を除いて、本実施例の定着装置１８と同じ構成としてある。即ち、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒが導電性を有していない点、フィルム４の左右の端部で基層４ａを露出させている点、加圧ローラ５の芯金５ａに設けた導電ゴム輪７２の外周面をフィルム４の基層４ａに接触させた点の３点である。つまり、比較例の定着装置７１は、フィルム４の左右の端部（基層４ａの露出部）が導電ゴム輪７２から加圧ローラ５の芯金５ａを介して、フィルム４の電位を電気的に接地したり、外部から電気的なバイアスを印加するための導電経路になっている。また、比較例の定着装置７１は、フィルム４の左右の端部で基層４ａが露出しているため、基層４ａと離型層４ｂの２層からなる定着領域（トナー像Ｔを定着するための領域）と比較するとフィルム４の膜厚がさらに薄くなっている。

表１中の左側にフィルム４の端部強度の評価結果を示す。評価レベルは、定着装置１８が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまでフィルム４の端部に微小の損傷すらないものを◎、微小なひび割れが少しでもある場合を○とした。ただし、○レベルでも実使用上は全く問題ない。

表１中の右側にフィルム４の電気的な接地状態の評価結果を示す。評価方法は、フランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値を変えながら、フィルム４からフランジ７Ｌ・７Ｒ、装置フレーム３１を介して、アースに接地するまでの導通状態を測定した。完全に接地している状態を○、接地が不安定な場合を×とし、カッコ内の表記は、定着装置１８が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで定着装置１８を使用した後の測定結果である。

測定結果によると、本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の端部強度は、比較例の定着装置７１に比べて、十分な余裕がある。これは、本実施例の定着装置１８に用いられているフィルム４において離型層４ｂを基層４ａに重なるように左右の端部まで被覆しているからである。一方で、フィルム４の接地状態は、フランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値が１０^７Ω程度（１０^６〜１０^７Ω）であれば、定着装置１８が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで使用しても問題ない。さらに、フィルム４とフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲとの間に、導電グリース３３を介在させることで、フランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値が１０^８Ω程度（１０^６〜１０^８Ω）でも、問題なくなる。使用するほどに接地状態が不安定になるのは、フィルム４の内面やフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの摺擦面（外周面）が削れて、互いの接触状態がゆるくなるからである。しかし、導電性グリース３３をフィルム４とフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲとの間に介在させることで、前述の接触状態を補うことができる。

本実施例の定着装置１８は、フィルム４の基層４ａが導電性を有するフランジ７Ｌ・７Ｒと接触して導通経路を形成するので、フィルム４の離型層４ｂを基層４ａと重なるように左右の端部まで被覆することが可能となる。その結果、フィルム４の端部強度を向上できる。また、導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒが金属製の装置フレーム３１に保持されているので、フィルム４の基層４ａを装置フレーム３１と導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒを介して電気的に接地することが可能となる。従って、フィルム４の端部の強度向上とフィルム４の接地とを両立できる。また、フィルム４の基層４ａを装置フレーム３１と導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒを介して電気的に接地できるので、加圧ローラ５の芯金５ａに導電ゴム輪７２、電極板或いは電極ブラシなどの部材を設ける必要がない。そのため、導通経路を形成するための構成を簡略化できる。また、フィルム４とフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲとの間に導電性グリース３３を介在させることで、フィルム４とフランジ７Ｌ・７Ｒについてより確実な導通を確保できる。

従って、本実施例の定着装置１８は、フィルム４の左右の端部を薄くすることなくフィルム４を電気的に接地できる。そのため、更なる消費電力の低減とファーストプリントタイムの短縮を実現できるとともに、定着画像のオフセット、尾引き、ローラ汚れによる画像品質の低下を防ぐことができる。

つまり、本実施例の定着装置の構成は、支持部材は導電性を有し、可撓性部材は支持部材により支持される内面に導電層を有し、可撓性部材の導電層は支持部材と接触して導通経路を形成する。そしてその可撓性部材の導電層を金属製剛性部材と支持部材を介して電気的に接地することを特徴とする。また、導電性を有する支持部材と可撓性部材の導電層との間に導電物質を有し、可撓性部材の導電層は支持部材と導電物質を介して導通経路を形成することを特徴とする。

［実施例２］
定着装置の他の例を説明する。

本実施例では、実施例１の定着装置１８を構成する部材と同じ部材には同じ符号を付して再度の説明を省略する。実施例３、実施例４についても同様とする。

本実施例に示す定着装置１８は、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲにおいてフィルム４の基層４ａと接触する外周面にフィルム４の移動方向に沿って導電性グリース３３を保持するための窪み３４を設けている。そして本実施例の定着装置１８は、その窪み３４を設けた点を除いて、実施例１の定着装置１８と同じ構成としてある。

（１）本実施例の定着装置の構成
図８の（Ａ）は本実施例の定着装置１８に用いられている左側のフランジ７Ｌの平面模型図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。図示していないけれども右側のフランジ７Ｒは左側のフランジ７Ｌと同じ構成となっている。図９はフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬに設けられている窪み７ｂＬ１によって保持される導電性グリース３３が受ける力の向きを表わす図である。図１０の（Ａ）は本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の左側端部の構成と、そのフィルム４の左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図、（Ｂ）は導電性グリース３３を窪み３４に保持できる根拠を表わす説明図である。図１０の（Ａ）においても、説明の都合上、ヒータ３を固定保持しているホルダー２は図示を省略してある。本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の右側端部の構成と、そのフィルム４の右側端部の電気的な導通経路の構成は、それぞれ図１０の（Ａ）に示す構成と同じである。

図８に示すように、導電性を有するフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの外周面には、導電性グリース３３を保持するための窪み３４をフィルム４の回転方向（移動方向）Ｘ（図１０）に沿って複数設けている。その窪み３４は、変形規制部７ｂＬの外周面において、フィルム４の基部４ａの内面が接触しながら移動する領域（摺擦領域）に設けてある。そしてその窪み７ｂＬ１の形状は、フィルム４の回転方向Ｘに対して、への字、若しくはハの字の形状としている。

図９に示すように、窪み３４の形状をへの字、若しくはハの字形状にすると、導電性グリース３３が受ける力の向きＦｇは、フィルム４の回転方向への力Ｆｘと、窪み３４から受ける摩擦方向への力Ｆμの合力の方向に働く。その結果、導電性グリース３３は、フィルム４の端部方向Ｙ１や、フィルム４の内側Ｙ２（図１０の（Ａ））へ移動しにくくなり、導電性グリース３３を、窪み３４の存在する領域に保持させておくことができる。これにより、導電性グリース３３の大半が、フィルム４の左右の端部や、フィルム４の内側へ極端に移動することなく、安定して、フィルム４とフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬとの摺擦領域に集中して保持させることができる。

（２）評価
表２は、本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の端部強度と、そのフィルム４の電気的な接地状態を、実施例１の定着装置１８と比較したものである。評価方法は実施例１と同じであるため説明を省略する。

表２によると、本実施例２の定着装置１８は、特に定着装置１８が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで使用した後の電気的な接地状態を、実施例１の定着装置１８と比べて、さらに向上することができる。また、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値が１０^９Ω程度（１０^６〜１０^９Ω）であれば、安定して導通経路を形成でき、フィルム４の基層４ａを装置フレーム３１と導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒを介して電気的に接地することができる。

本実施例の定着装置１８は、フランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬの外周面に窪み３４を設け、その窪み３４により導電性グリース３３を保持できるので、フィルム４の基層４ａとフランジ７Ｌ・７Ｒとの導通状態をさらに安定させることができる。その結果、フランジ７Ｌ・７Ｒの抵抗使用領域を拡大しても、フィルム４の電気的な接地状態を、定着装置が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで安定して導通経路を保持することができる。さらに、プリントボリュームが増大し、導電性グリース３３のオイル分が揮発して、グリース３３の粘性や体積が減少するような場合においても、安定して、フランジ７Ｌ・７Ｒとフィルム４の基層４ａとの導電性を保持することができる。

つまり、本実施例の定着装置の構成は、導電性を有する支持部材と可撓性部材の導電層との間に導電物質を有し、可撓性部材の導電層は支持部材と導電物質を介して導通経路を形成することを特徴とする。

［実施例３］
定着装置の他の例を説明する。

本実施例に示す定着装置は、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの先端に導電部材として導電性保護部材３５を設けた点を除いて、実施例１の定着装置１８と同じ構成としてある。

（１）本実施例の定着装置の構成
図１１の（Ａ）は本実施例の定着装置１８に用いられている左側のフランジ７Ｌとそのフランジ７Ｌに設けられている導電性保護部材の一例を表わす平面模型図、（Ｂ）は（Ａ）のｃ−ｃ線断面図である。図示していないけれども右側のフランジ７Ｒは左側のフランジ７Ｌと同じ構成となっている。図１２は本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の左側端部の構成と、そのフィルム４の左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図である。図１２においても、説明の都合上、ヒータ３を固定保持しているホルダー２は図示を省略してある。本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の右側端部の構成と、そのフィルム４の右側端部の電気的な導通経路の構成は、それぞれ図１２に示す構成と同じである。図１３は導電性保護部材の取付け位置の他の例を表わす図であって、（Ａ）はフランジ７Ｌの平面模型図、（Ｂ）は（Ａ）のｄ−ｄ線断面図である。

図１１の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、導電性を有するフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの先端には、導電性保護部材３５が設けられている。本実施例では、導電性保護部材３５として導電性ブラシを用いている。この導電性保護部材３５は、導電性を有する基部３５ａと、その基部３５ａに設けられた導電性を有するブラシ部３５ｂと、を有する。そしてその導電性保護部材３５は、ブラシ部３５ｂがフィルム４の基層４ａの内面と接触するように基部３５ａをフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの先端面に固定している。この導電性保護部材３５によって、フランジ７Ｌとフィルム４の基層４ａとの間で、安定して導電経路を形成することができる。導電性保護部材３５として、耐熱性や摺動摩擦に耐えられ、また摺擦するフィルム４の基層４ａの内面を傷つけない材質の部材が好ましい。従って、導電性保護部材３５として、導電性ブラシの他に、導電ポリイミドなどの薄膜シートを用いてもよい。また、導電性保護部材３５は、フランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの先端面に限られず、変形規制部７ｂＬの外周面に設けられた窪み３６の内壁面或いは底面に固定してもよい。

（２）評価
表３は、本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の端部強度と、そのフィルム４の電気的な接地状態を、実施例１、２の定着装置１８と比較したものである。評価方法は実施例１と同じであるため説明を省略する。

表３によると、本実施例３の定着装置１８は、導電性グリース３３を使用しなくとも、実施例１、２の定着装置１８と比べて、さらに電気的な接地状態を向上することができる。また、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値が１０^１０Ω程度（１０^６〜１０^１０Ω）であっても、安定して導通経路を形成でき、フィルム４の基層４ａを装置フレーム３１と導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒを介して電気的に接地することができる。

本実施例の定着装置１８は、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒとフィルム４の基層４ａとの間に導電性保護部材３５を設けることで、実施例２の定着装置１８に比べて、フィルム４の基層４ａとフランジ７Ｌ・７Ｒとの導通状態を更に安定させることができる。その結果、フランジ７Ｌ・７Ｒの抵抗使用領域を拡大しても、フィルム４の電気的な接地状態を、定着装置が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで安定して導通経路を保持することができる。しかも、導電性保護部材３５を装置フレーム３１に対して電気的に接地しているフランジ７Ｌ・７Ｒに取り付けることで、導電性保護部材３５を設けるための特別な配線が不要となり、定着装置１８内のスペースを確保することもできる。

つまり、本実施例の定着装置の構成は、導電性を有する支持部材と可撓性部材の導電層との間に導電部材を有し、可撓性部材の導電層は支持部材と導電部材を介して導通経路を形成することを特徴とする。

［実施例４］
定着装置の他の例を説明する。

本実施例に示す定着装置は、フィルム４の基層４ａにおいて左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面と接触する領域に凹凸面４ａ１を設けた点を除いて、実施例１の定着装置１８と同じ構成としてある。

（１）本実施例の定着装置の構成
図１４は本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の左側端部の構成と、そのフィルム４の左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図である。図１４においても、説明の都合上、ヒータ３を固定保持しているホルダー２は図示を省略してある。本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の右側端部の構成と、そのフィルム４の右側端部の電気的な導通経路の構成は、それぞれ図１４に示す構成と同じである。

図１４に示すように、フィルム４の基層４ａ内面の端部領域に限り、微小な凹凸面４ａ１を設けることで、フィルム４の基層４ａ内面とフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの外周面との摺動摩擦力を高めている。また、その変形規制部７ｂＬの外周面との接触面積を増やすことで、フィルム４の基層４ａ内面とフランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの外周面との導通経路を確実に保持できるようにしている。凹凸面４ａ１は、表面粗さが大きいほど導通状態を確保できるが、凹凸が大きすぎると、返って導通状態が低下する虞もある。これは、凹凸が大きすぎると、変形規制部７ｂＬの外周面が削れてしまい、変形規制部７ｂＬの周長が短くなり、フィルム４の基層４ａ内面との接触状態がゆるくなるからである。更に、フィルム４はテンションフリーで回転しているため、フィルム４に凹凸を設けることはフィルム４の回転トルクの増大につながる。フィルム４の回転トルクが増大すると、ニップ部Ｎで記録材Ｐがフィルム４に対しスリップして定着装置１８内を通過できなくなる虞もある。また、凹凸面４ａ１を設ける位置は、変形規制部７ｂＬの外周面と接触するフィルム４の基層４ａ内面の端部領域のみで、ヒータ３と接触しない領域が好ましい。凹凸面４ａ１がヒータ３と接触すると、ヒータ３のオーバコート層３ｃが削れてしまい、削り粉によるフィルム４の回転トルクの増大や、削り粉の鋭利な面でフィルム４を破損する虞もある。本実施例では、このような理由により、フィルム４の基層４ａ内面において、フィルム４の端部から５ｍｍの領域に限り、表面粗さが約１５０μｍの凹凸面４ａ１を設けている。つまり、フィルム４の基層４ａは、フランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの外周面と接触する領域に、フランジ７Ｌの変形規制部７ｂＬの外周面と接触しない領域に比して、局所的に表面粗さが大きい領域を有する。

（２）評価
表４は、本実施例の定着装置１８におけるフィルム４の端部強度と、そのフィルム４の電気的な接地状態を、実施例１、２、３の定着装置１８と比較したものである。評価方法は実施例１と同じであるため説明を省略する。

表４によると、本実施例４の定着装置１８は、導電性グリース３３を使用しなくとも、実施例１、２の定着装置１８と比べて、さらに電気的な接地状態を向上することができる。また、左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値が１０^１０Ω程度（１０^６〜１０^１０Ω）であっても、安定して導通経路を形成でき、フィルム４の基層４ａを装置フレーム３１と導電性のフランジ７Ｌ・７Ｒを介して電気的に接地することができる。

本実施例の定着装置１８は、フィルム４の基層４ａにおいて左右のフランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面と接触する領域に凹凸面４ａ１を設けたので、フィルム４の基層４ａ内面とフランジ７Ｌ・７Ｒとの導通状態を安定させることができる。その結果、フランジ７Ｌ・７Ｒの抵抗使用領域を拡大しても、フィルム４の電気的な接地状態を、定着装置が正常に機能しなくなる耐久寿命に至るまで安定して保持することができる。また、必要に応じて、フランジ７Ｌ・７Ｒの体積抵抗値を１０^１０Ω以上にしたい場合や、さらに導通性能を安定させたい場合には、本実施例の構成に加えて、実施例１、２、３に示す構成を組み合わせてもよい。即ち、本実施例の構成に加えて、導電性グリース３３や、フランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲの外周面に設けられる窪み３４、又は、フランジ７Ｌ・７Ｒの変形規制部７ｂＬ・７ｂＲに設けられる導電性保護部材３５を適宜組み合わせてもよい。

つまり、本実施例の定着装置の構成は、可撓性部材の導電層は、導電性を有する支持部材と接触する領域に、支持部材と接触しない領域に比して、局所的に表面粗さが大きい領域を有することを特徴とする。

画像形成装置の一例の構成模型図 実施例１に係る定着装置の横断面模型図 実施例１に係る定着装置に用いられているヒータとそのヒータの温調制御系の説明図 実施例１に係る定着装置に用いられているフィルムの横断面拡大模型図 実施例１に係る定着装置の縦断面模型図 実施例１に係る定着装置を記録材導入側から見た図 実施例１に係る定着装置におけるフィルムの左側端部の構成と、そのフィルムの左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図 実施例２に係る定着装置に用いられているフランジの説明図 図８に示すフランジの窪みによって保持される導電性グリースが受ける力の向きを表わす図 （Ａ）は実施例２に係る定着装置におけるフィルムの左側端部の構成と、そのフィルムの左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図、（Ｂ）は導電性グリースを窪みに保持できる根拠を表わす説明図 実施例３に係る定着装置に用いられている左側のフランジとそのフランジに設けられている導電性保護部材の一例を表わす平面模型図、（Ｂ）は（Ａ）のｃ−ｃ線断面図 実施例３に係る定着装置におけるフィルムの左側端部の構成と、そのフィルムの左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図 実施例３に係る定着装置に用いられている導電性保護部材の取付け位置の他の例を表わす図 実施例４に係る定着装置におけるフィルムの左側端部の構成と、そのフィルムの左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図 比較例の定着装置におけるフィルムの左側端部の構成と、そのフィルムの左側端部の電気的な導通経路の構成を表わす説明図

符号の説明

３‥‥ヒータ、４‥‥耐熱性フィルム、４ａ‥‥基層、４ａ１‥‥凹凸面、５‥‥加圧ローラ、７Ｌ・７Ｒ‥‥フランジ、１８‥‥定着装置、３１‥‥装置フレーム、３３‥‥導電性グリース、３４‥‥窪み、３５‥‥導電性保護部材、Ｎ‥‥ニップ部、Ｐ‥‥記録材

Claims (7)

1. 加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動するエンドレスの可撓性部材と、前記可撓性部材の一端部と他端部を移動自在に支持する支持部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、前記支持部材と前記加圧部材を保持する金属製剛性部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
   前記支持部材は導電性を有し、前記可撓性部材は前記支持部材により支持される内面に導電層を有し、前記可撓性部材の導電層は前記支持部材と接触して導通経路を形成し、前記可撓性部材の導電層を前記金属製剛性部材と前記支持部材を介して電気的に接地することを特徴とする像加熱装置。
2. 導電性を有する前記支持部材と前記可撓性部材の導電層との間に導電物質を有し、前記可撓性部材の導電層は前記支持部材と前記導電物質を介して導通経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 導電性を有する前記支持部材は、前記可撓性部材の導電層と接触する領域に前記可撓性部材の移動方向に沿って窪みを有し、前記窪みで前記導電物質を保持することを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 導電性を有する前記支持部材と前記可撓性部材の導電層との間に導電部材を有し、前記可撓性部材の導電層は前記支持部材と前記導電部材を介して導通経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
5. 前記導電部材は前記支持部材に設けられることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
6. 前記可撓性部材の導電層は、導電性を有する前記支持部材と接触する領域に、前記支持部材と接触しない領域に比して、局所的に表面粗さが大きい領域を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
7. 前記ニップ部を形成するために前記加圧部材は前記金属製剛性部材により加圧されることによって、導電性を有する前記支持部材は前記金属製剛性部材と接触して導通経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。