JP2010145751A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体、駆動回路、電極等の構成部材を増やすことなく、非通紙部昇温を抑えて記録材端部の定着性を満足させる。
【解決手段】補強部材１６は、記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域で、定着フィルム１４に接触し、かつ、定着フィルム１４に対して摺動可能に設けられた接触部１６ａを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に適用される像加熱装置に関するものである。

従来、例えば電子写真方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に具備させる像加熱装置としての加熱定着装置としては、次のような方式のものが採用されている。それは、例えば、熱効率、安全性が良好な接触加熱型の熱ローラ方式の加熱定着装置である。また、クイックスタート性（オンデマンド性）を有し、スタンバイ時に装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた、省エネルギータイプのフィルム加熱方式の加熱定着装置等である。

熱ローラ方式の加熱定着装置は、加熱部材としての定着ローラと、この定着ローラに所定に圧接された加圧部材としての回転加圧ローラとを有し、両ローラのニップ部に記録材を導入して挟持搬送させることで未定着画像を記録材に加熱定着させるものである。ここで、定着ローラは、ハロゲンヒータ等の内装熱源で加熱されて所定の温度に温調されるものである。

フィルム加熱方式の加熱定着装置は特許文献１，２等に提案されている。

フィルム加熱方式では、次のようにして加熱定着が行われる。まず、加熱体に移動部材としての耐熱フィルムを加圧部材で押圧密着させて走行させ、耐熱フィルムを挟んで加熱体と加圧部材とで形成されるニップ部の耐熱フィルムと加圧部材との間に記録材を導入する。そして、その記録材をニップ部で耐熱フィルムに密着させ、耐熱フィルムと一緒にニップ部を通過させる。このようにして、加熱体の熱を耐熱フィルムを介して記録材に与えて未定着画像を記録材に加熱定着させる。

図１８は、フィルム加熱方式の加熱定着装置の一例を示す概略断面図である。

加熱部材としての定着フィルムアセンブリ５０は、ステイホルダ５１と、セラミックヒータ等の加熱ヒータ５２と、補強部材５４と、可撓性の移動部材としての円筒状の定着フィルム５５等からなる。ここで、加熱ヒータ５２は、ステイホルダ５１の下面に固定保持されている。また、補強部材５４は、ステイホルダ５１を加圧ローラ５３側に加圧するためのものである。また、定着フィルム５５は、加熱ヒータ５２を取り付けたステイホルダ５１にルーズに外嵌されている。また、定着フィルム５５は表面から離型層−導電層−基材層からなる。

加圧部材としての加圧ローラ５３は芯金５６と、弾性層５７と、表面の離型層５８等からなる。

上記の定着フィルムアセンブリ５０を上方から加圧して、加圧ローラ５３に圧接することにより定着ニップ部Ｎを形成させている。この時、補強部材５４によりステイホルダ５１の長手全体を均一に加圧するようにして局所的な圧抜けを防止している。

加圧ローラ５３は、矢印の反時計方向に回転駆動される。定着フィルム５５は、この加圧ローラ５３の回転に従動して矢印の時計方向に回転状態になる。この時、定着フィルム
５５内面と加熱ヒータ５２表面は摺動するが、定着フィルム５５内面と接触する加熱ヒータ５２表面には潤滑剤が塗布されており摩擦力を軽減している。

そして、加熱ヒータ５２によって加熱された定着ニップ部Ｎに、表面に未定着トナー画像を形成担持させた記録材が導入されて挟持搬送される。この挟持搬送過程において、記録材上の未定着トナー画像に加熱ヒータ５２の熱が定着フィルム５５を介して供給され、定着ニップＮの圧力を受けながら定着される。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平１−２６３６７９号公報

しかしながら、上記定着構成において記録材を連続してプリントした場合、記録材が通過しない領域（非通紙部）は記録材に熱が奪われないため、定着フィルムや加圧ローラ、加熱ヒータ等の温度が高くなってしまう現象、いわゆる非通紙部昇温が発生する。

幅の狭い記録材をプリントして非通紙部昇温が大きくなった時に、幅の広い記録材をプリントすると、非通紙部昇温している部分で過定着となってしまいホットオフセットとなってしまうことがある。

また、非通紙部昇温により温度が高くなった部分において記録材端部とフィルム表面が摺擦する。このため、記録材の通紙を重ねていくにつれてフィルム表層が磨耗していき、定着装置の寿命近くになるとフィルム表層がなくなってしまい、導電層や基材層が露出してしまうことがあった。

導電層や基材層が露出してしまうと、その露出部にトナーが付着、蓄積してしまい記録材上にその汚れが吐き出されてしまうという問題が発生してしまうことが懸念される。

非通紙部昇温を抑えるために、加熱ヒータの発熱体長さを短くすればフィルム表面の磨耗を防止することができる。しかし、最大通紙幅の記録材をプリントする場合に記録材端部に熱を十分に供給することができず、定着不良が発生してしまう。

また、非通紙部昇温と記録材端部の定着性を両立させるために特開２００２−３４１６８２号公報で開示されているような方法がとられている。すなわち、発熱分布の異なる複数の発熱体を設け、通紙枚数や記録材のサイズによりそれぞれの発熱体への通電比率を変更できるような構成となっている。しかし、この構成では通電比率を変更するために、発熱体や駆動回路、及び発熱体へ通電するための電極が多く必要となっていた。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、発熱体、駆動回路、電極等の構成部材を増やすことなく、非通紙部昇温を抑えて記録材端部の定着性を満足させることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータを支持する支持部材を補強するための補強部材と、
を備え、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと加圧部材との間に形成されるニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記補強部材は、
前記ニップ部で搬送可能な記録材のうち記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して前記直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域で、前記可撓性スリーブに接触し、かつ、前記可撓性スリーブに対して摺動可能に設けられた接触部を備えることを特徴とする。

また、ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータを支持する支持部材を補強するための補強部材と、
を備え、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと加圧部材との間に形成されるニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記ニップ部で搬送可能な記録材のうち記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して前記直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域で、前記補強部材及び前記可撓性スリーブに接触し、かつ、前記可撓性スリーブに対して摺動可能に設けられた接触部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発熱体、駆動回路、電極等の構成部材を増やすことなく、非通紙部昇温を抑えて記録材端部の定着性を満足させることが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本発明は、電子写真方式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・静電記録紙など）に形成担持された画像を固着像として加熱処理する像加熱装置に関するものである。

以下に、実施例１について説明する。

（１）画像形成装置の説明
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。

像担持体としての感光ドラム１９は、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ることで構成されている。

感光ドラム１９は、図１に示す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２０によって一様帯電される。

次に、感光ドラム１９のうち帯電ローラ２０によって一様に帯電された面に対してレーザスキャナユニット２１によりレーザビーム走査露光Ｌが施されて画像情報の静電潜像が形成される。感光ドラム１９に対するレーザビーム走査露光Ｌは画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームがレーザスキャナユニット２１内で回転するポリゴンミラーにより反射されてなされる。

この静電潜像は現像装置２２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。

可視化されたトナー像（現像剤像）は、転写手段としての転写ローラ２３により、不図示の給送機構部から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１９上より転写される。ここで、感光ドラム１９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２４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１９と転写ローラ２３との間に形成されたニップ部で一定の加圧力で挟持されて搬送される。

このトナー像が転写された記録材Ｐは、像加熱装置としての加熱定着装置２５へと搬送され、永久画像として定着される。

一方、感光ドラム１９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２６により感光ドラム１９表面より除去される。

（２）加熱定着装置２５
図２は、加熱定着装置２５の概略構成を示す断面図である。

本実施例の加熱定着装置２５は、可撓性スリーブとして円筒状（エンドレスベルト状、無端状、回転体）の定着フィルム１４を用いた、フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。

（ａ）加熱定着装置２５の全体構成
２７は加熱部材としての定着フィルムアッセンブリ、１８は加圧部材としての加圧ローラであり、定着フィルムアッセンブリ２７と加圧ローラ１８との圧接により定着ニップ部Ｎが形成されている。

定着フィルムアッセンブリ２７は、図２に示す断面に対し垂直方向（記録材搬送方向に直交する方向）を長手方向とする部材であり、支持部材としてのステイホルダ１７と、セラミックヒータ（加熱体）１５と、定着フィルム１４と、補強部材１６等からなる。ここで、ステイホルダ１７は、耐熱性を有する部材で、横断面略半円弧状樋型に形成されている。また、セラミックヒータ（以下、加熱ヒータという）１５は、ステイホルダ１７の下面に、ステイホルダ１７の長手方向に沿って設けられた凹溝部に嵌め入れて固定（支持）されている。また、定着フィルム１４は、可撓性・耐熱性を有する、熱容量の小さな円筒状の部材であり、加熱ヒータ１５を取り付けたステイホルダ１７にルーズに外嵌されている。また、補強部材１６は、ステイホルダ１７を上面からバックアップして補強するためのものである。

加圧ローラ１８は、芯金２９と、該芯金上に同心一体に形成具備させた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３０とから成る回転体である。弾性層３０上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂などから成る耐熱離型性層３１を形成してあってもよい。ここで、ＰＦＡは、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であり、ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンであり、ＦＥＰは、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である。

この場合、加圧ローラ１８は、より具体的には次のように形成される。すなわち、芯金２９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状の弾性層）３０、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層
３１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。

本実施例では、芯金２９の外部にシリコンゴムを発泡したスポンジ弾性層３０を形成し、外層にチューブ状のＰＦＡ離型性層３１を被覆した加圧ローラ１８を用いた。

加圧ローラ１８は、不図示の駆動手段により図２において矢印のように反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

この加圧ローラ１８の回転駆動によって、加圧ローラ１８の外面と定着フィルム１４との間の定着ニップ部Ｎに圧接摩擦力が生じることにより、円筒状の定着フィルム１４に回転力が作用する。これにより、定着フィルム１４は、その内面側が加熱ヒータ１５の下向き面に密着して摺動しながらステイホルダ１７、補強部材１６の外回りを矢印の時計方向に従動回転することになる。

加圧ローラ１８が回転駆動されると、それに伴って円筒状の定着フィルム１４が従動回転状態になる。また、加熱ヒータ１５に通電がなされると、加熱ヒータ１５が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態になる。

このような状態で、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１４と加圧ローラ１８との間に未定着トナー像が担持された記録材Ｐが導入される。すると、記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されていく。このとき、記録材Ｐにおいては、記録材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム１４の外面に密着した状態で定着フィルム１４と一緒に移動することとなる。

この挟持搬送過程において、加熱ヒータ１５の熱が定着フィルム１４を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像が記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。

定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは不図示の排出トレイ上に排出される。

（ｂ）定着フィルム１４
定着フィルム１４は基層、弾性層、離型性層の３層構成または基層、離型性層の２層構成で構成されており、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。

基層はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の樹脂または熱伝導の良いＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の純金属または合金であり、可撓性のある厚み１５〜８０μｍ程度で形成されている。また、基層により定着フィルム１４全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。ここで、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトンである。

弾性層は厚み１００〜５００μｍのシリコンゴム層を形成することで得られる。この弾性層により記録材搬送中に記録材表面の凹凸やトナー層による凹凸に沿って変形することで定着の均一性を得られ、定着ムラのない画像を得ることができる。

離型性層は定着フィルム１４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５〜１５μｍ程度に被覆して形成してある。

本実施例における定着フィルム１４は基層と離型性層の２層構成であり、厚さ３５μｍのＳＵＳを基層とし、ＰＦＡとＰＴＦＥを厚さ１２μｍで塗布したものを用いている。

（ｃ）ステイホルダ１７
ステイホルダ１７は加熱ヒータ１５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る。ステイホルダ１７は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されており、定着フィルム１４が余裕をもってルーズに外嵌され図２に示す矢印の方向に回転自在に配置されている。ここで、ＰＰＳは、ポリフェニレンスルフィドである。

定着フィルム１４は内部の加熱ヒータ１５およびステイホルダ１７に摺擦しながら回転するため、加熱ヒータ１５およびステイホルダ１７と定着フィルム１４の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、加熱ヒータ１５およびステイホルダ１７の表面に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させてある。これにより定着フィルム１４はスムーズに回転することが可能となる。

（ｄ）加熱ヒータ１５
図３は、本実施例の加熱ヒータ１５の構造を説明するための概略断面図である。

図３に示すように、通電発熱抵抗層３４が、高熱伝導性基板３３の定着ニップ部Ｎと反対側に、長手方向に沿って、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程度の線状に塗工して形成される。ここで、高熱伝導性基板３３は、アルミナ・窒化アルミ等のセラミック材料より形成される。また、通電発熱抵抗層３４は、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３４の長手方向の長さは、通電発熱抵抗層３４の外側方向へ熱が逃げることにより端部温度が低くなるのを考慮して画像形成装置の最大通紙幅よりも大きくしている。本実施例の画像形成装置の最大通紙幅はＬＴＲ（幅２１６ｍｍ）であるため、通電発熱抵抗層３４の長手方向の長さは２２０ｍｍとなっている。

また、通電発熱抵抗層３４の上には耐熱性ガラスなどの絶縁性保護層３５が形成されている。

また、定着ニップ部Ｎ側の定着フィルム１４内面と摺擦する部分には、ポリイミド、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂層またはガラス層が摺動層３６として設けられている。

これにより、定着フィルム１４と加熱ヒータ１５は低摩擦係数で滑らかに摺動することが可能になる。

（ｅ）補強部材１６
図４は、加熱定着装置２５の内部を説明するための図であって、加熱定着装置２５を長手方向（記録材搬送方向に直交する方向）に沿って切断した概略断面図である。なお、図４に示す補強部材１６の接触部１６ａ部分を、記録材搬送方向に沿って切断した場合の加熱定着装置２５の概略断面図が図２である。

補強部材１６は、定着フィルムアッセンブリ２７を加圧ローラ１８に押圧して定着ニップ部Ｎを形成する際のステイホルダ１７のバックアップ部材としての役割を持っている。すなわち、剛性の低いステイホルダ１７を加圧ローラ１８に押圧する際に長手全域に於いて適正な圧力が加わるようにステイホルダ１７を支持している。また、補強部材１６には、図４に示すように、画像形成装置の最大通紙幅の端部相当位置付近において、定着フィルム１４に内部から接触し、かつ、定着フィルム１４に対して摺動可能な接触部１６ａが設けられている。

本実施例における補強部材１６（接触部１６ａ）と定着フィルム１４の接触領域は、加熱ヒータ１５の通電発熱抵抗層３４の端部から５ｍｍ内側までである。ここで、接触部１６ａは、定着ニップ部Ｎで搬送可能な記録材のうち記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して前記直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域に設けられるものであればよい。定着ニップ部Ｎで搬送可能な記録材は、画像形成装置で通紙（使用）可能な記録材である。

図５は、定着フィルム１４の補強部材１６との接触領域、通電発熱抵抗層３４、及び記録材サイズの関係を示す図である。

本実施例における通紙基準は、記録材搬送路のうち、記録材搬送方向に直交する方向（長手方向）に対して中央であり、通電発熱抵抗層３４の長手方向の中心と記録材の中心が一致するように記録材が搬送される。図５中の通電発熱抵抗層３４がある領域において記録材が通過しない領域（記録材非通過領域）が非通紙部昇温発生領域となる。また、図５において斜線で示した部分が、補強部材１６が定着フィルム１４内面と接触する領域である。

本実施例における片側の非通紙部昇温領域はＡ５サイズの記録材をプリントした場合が３６ｍｍ、Ａ４サイズの場合が５ｍｍ、ＬＴＲサイズの場合が２ｍｍとなる。また、補強部材１６が定着フィルム１４内面と接触する領域がＡ４サイズプリント時の非通紙部昇温領域と同じである。

プリント中、定着フィルム１４は加熱ヒータ１５の発熱により高温になるが、補強部材１６と定着フィルム１４の接触部において、定着フィルム１４内面の熱が補強部材１６に移動し、非通紙部昇温を抑えている。そのため、補強部材１６にはバックアップ部材としての高い剛性と、非通紙部昇温防止のための高い熱伝導性が求められる。

本実施例では、補強部材１６の材質として熱伝導率が約８３Ｗ／ｍ・ｋの鉄を使用している。

（３）比較実験
以上の構成においてホットオフセット、耐久性、端部定着性の確認を行った。

実験では、画像形成装置の記録材搬送スピードがＡ４、ＬＴＲサイズの記録材で２６６ｍｍ／ｓ、Ａ５サイズの記録材では１３３ｍｍ／ｓとなるように設定した。また、加熱ヒータ１５の温調温度はＡ４、ＬＴＲサイズの記録材では２１０℃、Ａ５サイズの記録材では１７０℃とした。

図６は、比較実験において、比較例として用いた加熱定着装置の内部を示す図であって、加熱定着装置を長手方向に沿って切断した概略断面図である。なお、図６において、本実施例と同様の構成部材においては、説明の便宜上、同一の符号を付している。

比較例１として図６のように補強部材１６が定着フィルム１４と接触しない構成についても同様の確認を行った。

（ａ）ホットオフセット
本評価ではＡ５サイズの記録材を２０枚連続プリントした直後にＬＴＲサイズの記録材のプリントを行った時の定着フィルム１４の表面温度及びホットオフセットを比較した。Ａ５サイズの記録材２０枚目プリント中の非通紙域及び通紙域のフィルム温度、ＬＴＲサイズの記録材１枚目プリント中のＡ５サイズの非通紙域及び通紙域のフィルム温度の測定
及び、ＬＴＲサイズ記録材１枚目のホットオフセットを確認した。結果を表１に示す。

図７は、Ａ５サイズの記録材を２０枚連続プリントした直後の定着フィルム１４の表面温度プロファイルである（定着フィルム表面の温度分布を表す図である）。

本実施例、比較例の構成ともにＡ５サイズ通紙部では温調温度の１７０℃に保たれている。Ａ５サイズの非通紙部については、本実施例では定着フィルム１４と補強部材１６の接触部において定着フィルム１４の熱が熱容量の大きい補強部材１６に移動しているため非通紙部昇温を小さくしている。そのため、Ａ５サイズ記録材プリント直後にＬＴＲサイズ記録材をプリントした時のＡ５サイズにおける非通紙部のフィルム温度を２３０℃に抑えることができており、ホットオフセットの発生しない良好な画像を得ることができている。

一方、比較例の構成では定着フィルム１４の熱が補強部材１６に移動することがないため、Ａ５サイズの記録材を２０枚連続プリントした時の定着フィルム１４の非通紙部温度は本実施例と比較して２０℃高い。また、Ａ５サイズ記録材プリント直後にＬＴＲサイズ記録材をプリントした時のＡ５サイズにおける非通紙部のフィルム温度も２５０℃になっている。そのため、ＬＴＲサイズ記録材のプリント画像において、Ａ５サイズ非通紙部に相当する位置でホットオフセットが発生してしまった。

（ｂ）耐久性比較
表２は、Ａ４サイズの記録材を１００枚連続プリントした時の非通紙部のフィルム表面温度および耐久試験結果を示している。

本実施例の構成ではＡ４サイズの記録材を連続で３０００００枚プリントした後の定着フィルム１４のＡ４端部相当位置においても離型層が残存しており、良好な状態であった。これは、Ａ４サイズの非通紙部に補強部材１６が定着フィルム１４内面から接触していることにより非通紙部温度が低く抑えられているためである。

一方、比較例の構成で耐久した定着フィルム１４は、Ａ４サイズ記録材の２０００００枚プリント後では定着フィルム１４のＡ４端部位置は良好な状態であったが、３０００００枚プリント後では離型層が磨耗によりなくなっている部分があった。離型層がなくなってしまった部分にはトナーや紙粉などの汚れが蓄積し、その汚れが記録材上に吐き出されて画像不良となってしまうことがある。

（ｃ）端部定着性
本実施例の構成と比較例の構成において記録材端部の定着性を比較した。定着性は表面の粗いＦｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ｂｏｎｄ ９０ｇ紙のＬＴＲサイズを加熱定着装置の温度が室温と同程度の状態（コールド状態）から連続１０枚プリントした後、プリントした画像を一定の圧力をかけながら擦った時の画像の剥がれ具合を比較した。結果を表３に示す。ここで、Ｆｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ｂｏｎｄ ９０ｇ紙は、Ｆｏｘ Ｒｉｖｅｒ社製である。

比較例の構成では、定着フィルムの熱を補強部材により奪われないため、記録材端部において良好な定着性を得ることができている。

一方、本実施例の構成では、補強部材１６が定着フィルム１４に接触し、熱を奪っているが、それに比べて記録材が奪う熱の方がはるかに多いため補強部材１６の定着フィルム１４への接触が定着性に与える影響は非常に少ない。このため、比較例と同様に良好な端部定着性を得ることができた。

以上説明したように、本実施例によれば、定着フィルム内面に熱伝導率の高い部材を接触させることにより、端部の定着性を悪化させずに非通紙部の昇温を抑えることができる。その結果、小サイズの記録材をプリントした後に大サイズの記録材をプリントする時に発生するホットオフセットを防止することができる。また、Ａ４サイズの記録材で耐久したときの記録材端部相当位置の離型性磨耗を防止することができる。このように、定着フィルムの熱によるストレスを軽減できるので、定着フィルム及び加熱定着装置の耐久性を向上させることができる。

図８は、通紙基準を長手方向の端部にした構成において、定着フィルムの補強部材との接触領域、通電発熱抵抗層、及び記録材サイズの関係を示す図である。図９は、通紙基準を長手方向の端部にした構成において、加熱定着装置の内部を説明するための図であって、加熱定着装置を長手方向に沿って切断した概略断面図である。

本実施例の画像形成装置は、図５に示すように通紙基準を中央としており、記録材の中心が一致するように通紙するため、両側に補強部材１６と定着フィルム１４の接触領域を設ける構成としている（図４）。これに対して、画像形成装置が図８に示すように端部を通紙基準としている場合においては、補強部材１６と定着フィルム１４の接触領域は通紙
基準の反対側のみに設ける構成とすればよい（図９）。

以下に、実施例２について説明する。

図１０は、本実施例の加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。なお、装置全体の基本構成は、図１を用いて説明した実施例１と同様であり、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。本実施例では画像形成装置がより高速になり非通紙部昇温が高くなる場合に対応する。

画像形成装置の記録材搬送スピードが速くなると、定着性を満足するために単位時間に与える熱量を大きくする必要がある。その場合、記録材の無い部分の昇温速度も大きくなり非通紙部昇温が高くなってしまう。したがって、実施例１のように熱伝導率が８３Ｗ／ｍ・ｋ程度の鉄を定着フィルム１４内面に接触させた構成では、非通紙部昇温を抑える効果が不十分となってしまい、ホットオフセットや耐久による定着フィルム離型層の磨耗を防止できなくなる場合がある。

本実施例では、図１０に示すように熱伝導率の大きい接触部材３７を有し、接触部材３７が定着フィルム１４内面と補強部材１６の両方に接触することで定着フィルム１４の熱を補強部材１６に移動させ、非通紙部昇温を抑えることを特徴とする。接触部材３７は、定着フィルム１４に対して摺動可能に設けられている。

本実施例では、熱伝導率が約３９０Ｗ／ｍ・ｋである厚さ０．１ｍｍの銅板を接触部材３７としている。熱伝導率の高い接触部材３７により定着フィルム１４内面の熱がより補強部材１６側に移動しやすくなり、非通紙部昇温を抑えることができる。

表４に図６に示す比較例の構成、図２および図４に示す実施例１の構成、図１０に示す本実施例の構成において、Ａ４サイズの記録材を３１０ｍｍ／ｓの速度で５００枚連続プリントした時の非通紙部の定着フィルム温度を測定した結果を示す。また、比較例の構成においては、実施例１と同様のプリント速度である２６６ｍｍ／ｓのフィルム表面温度についても記載した。また、定着温度は２６６ｍｍ／ｓで２１０℃であったのに対して、定着性を満足させるため３１０ｍｍ／ｓでは２２０℃に設定している。

表４に示されるように、２６６ｍｍ／ｓでプリントする時よりも、３１０ｍｍ／ｓでプリントした場合の方が非通紙部温度は１０℃高くなっている。その結果、耐久後の定着フィルム表面は著しく磨耗してしまった。また、実施例１の構成でも非通紙部の定着フィルム温度が２４５℃まで上昇してしまい、耐久後の定着フィルム表面が磨耗してしまった。

一方、本実施例の構成では、熱伝導率の高い接触部材３７により定着フィルム１４の熱を補強部材１６に効率よく伝えることができるため、定着フィルム１４の非通紙部昇温を抑えることができた。その結果、耐久後の定着フィルム１４は磨耗せず良好な状態であった。

以上のように、熱伝導率の高い接触部材３７を介して定着フィルムの熱を補強部材１６に移動させることにより、非通紙部昇温を抑える効果がより大きくなる。また、接触部材３７に弾性のある部材を用いることにより、定着フィルム１４の回転軌跡が不安定な場合でも接触部材３７と定着フィルム１４を安定して接触させることが出来る。本実施例では接触部材３７に銅を用いたが、これに限るものではなく、アルミニウムやリン青銅等、補強部材１６よりも熱伝導率が高い部材であれば同様の効果が得られる。

以下に、実施例３について説明する。

図１１は、本実施例の加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。なお、装置全体の基本構成は、図１を用いて説明した実施例１と同様であり、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。本実施例では高画質、高耐久性が要求される高級機に対応する。

本実施例では接触部材４３と定着フィルム１４の接離が可能であり、非通紙部昇温具合に応じて接触部材４３と定着フィルム１４の接離を可変とすることにより非通紙部昇温を抑えることを特徴とする。

接触部材４３は補強部材１６の内部に配設してあり、接触部材４３の先端が補強部材１６の上部に空けられた穴を通して定着フィルム１４側に飛び出しているとともに、常に接触部材４３は補強部材１６と接触している。また、接触部材４３が上下することにより、接触部材４３の先端と定着フィルム１４内部の離接を可能にしている。

次に、図１２〜図１４を用いて、接触部材４３の上下への移動について説明する。

ここでは、接触部材が、長手方向で複数設けられた場合について説明する。第１接触部材４３は、Ａ４サイズ（中間サイズ）の記録材の通過領域の外側で定着フィルム１４に接触可能に設けられている。また、第２接触部材４２は、Ａ５サイズ（最小サイズ）の記録材の通過領域の外側であって、かつ、Ａ４サイズの記録材の通過領域内で、定着フィルム１４に接触可能に設けられている。

図１２〜図１４は、定着フィルム１４内部を説明するための図であって、定着フィルム１４を長手方向に沿って切断した概略断面図である。図１２は、本実施例において、第１接触部材４３および第２接触部材４２が定着フィルム１４と離間した状態を示す図である。図１３は、本実施例において、第１接触部材４３が定着フィルム１４と接触した状態を示す図である。図１４は、本実施例において、第１接触部材４３および第２接触部材４２が定着フィルムと接触した状態を示す図である。

図１２に示す離間状態から、接離手段としての押し上げ棒４１を右側にスライドさせることにより、第１接触部材４３を上方に押し上げることで、第１接触部材４３の先端が定着フィルム内面に接触する（図１３）。図１３に示す状態（第１接触部材４３は接触状態
、第２接触部材４２は離間状態）から、さらに押し上げ棒を右側にスライドさせることにより、第１接触部材４３及び第２接触部材４２が押し上げられ、定着フィルム内面に接触する（図１４）。ここで、押し上げ棒４１は、制御手段により制御されるアクチュエータ等によりスライド自在に構成されている。

図１５は、本実施例における、定着フィルム１４の第１接触部材４３および第２接触部材４２との接触領域、通電発熱抵抗層３４、及び、記録材サイズの関係を示す図である。

以下、記録材サイズに基づいて制御手段により実行される、第１接触部材４３及び第２接触部材４２の接離制御について説明する。

本実施例では、記録材の幅がＬＴＲサイズ（最大サイズ）の場合は、第１接触部材４３、第２接触部材４２ともに定着フィルム１４に接触させない離間状態で、プリントを行う。

ここで、記録材の幅は、記録材サイズ取得手段により取得された記録材の幅に関する情報に基づき決定（判断）される。記録材サイズ取得手段としては、記録材の幅を検出する手段であってもよいし、プリント時にユーザにより設定される記録材のサイズに基づくものであってもよい。

記録材サイズがＡ４サイズの場合、連続プリント枚数の情報から非通紙部昇温の状態を予測し、非通紙部昇温が大きいと判断した場合は、図１２に示す状態から図１３に示す状態のように第１接触部材４３のみを定着フィルム１４内面に接触させる。

ここで、本実施例では、連続プリント枚数の情報は、画像形成手段による一連の画像形成動作により、連続して画像形成が行われる（定着ニップ部Ｎを連続して通過する）記録材の枚数を検知する検知手段の検知結果に基づく。そして、検知手段により検知された連続プリント枚数が所定枚数以上であると判断した場合に、非通紙部昇温が大きい（最小サイズ記録材非通過領域の温度が所定温度以上である）と判断することとしている。

また、記録材サイズがＡ５サイズの場合は、図１４のように第１接触部材４３及び第２接触部材４２の両方を定着フィルム１４に接触させる。

上述したように、本実施例では、接触部材を定着フィルムに対して接離可能に設けている。さらに、接触部材を長手方向で複数設けている。

このことにより、非通紙部の昇温している領域の広さに応じて、定着フィルムと接触部材の接触領域を変化させることが可能となる。

すなわち、非通紙部昇温の具合により接触部材の定着フィルムへの接離を変更することにより、記録材サイズに対応して非通紙部昇温を小さくすることができるため、確実にホットオフセットを防止し、定着フィルム１４の耐久性を向上することができる。

図１６は、他の実施形態における、定着フィルムと接触部材の接離方法を説明するための図である。

定着フィルム１４と接触部材４３の接離方法は、図１６のように熱により膨張する膨張部材（膨張収縮部材）４５をステイホルダ１７と接触部材４３の間に配設し、膨張部材４５の膨張により接触部材４３が定着フィルム１４に接触する構成であっても良い。膨張部材４５はスポンジゴムやＰＥＥＫ、ＰＰＳ等のように耐熱温度が１５０℃以上で熱膨張率
の大きい材料を用いるのが望ましい。

図１７は、他の実施形態における、膨張部材と接触部材の長手方向の配設位置について説明するための図である。

膨張部材４５及び接触部材４３は、図１７のように長手方向で複数設ける構成にするとよい。このことにより、非通紙部の昇温している領域の広さに応じて、定着フィルム１４と接触部材４３の接触領域を変化させることが可能となる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１の加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１の加熱ヒータの構造を説明するための概略断面図である。 実施例１の加熱定着装置の内部を説明するための図であって、加熱定着装置を長手方向に沿って切断した概略断面図である。 本実施例１における、定着フィルムの補強部材との接触領域、通電発熱抵抗層、及び記録材サイズの関係を示す図である。 実施例１の比較実験において、比較例として用いた加熱定着装置の内部を示す図であって、加熱定着装置を長手方向に沿って切断した概略断面図である。 本実施例１と比較例の構成において、Ａ５サイズの記録材を２０枚連続プリントした直後の定着フィルム表面の温度分布を表す図である。 通紙基準を長手方向の端部にした構成における、定着フィルムの補強部材との接触領域、通電発熱抵抗層、及び記録材サイズの関係を示す図である。 通紙基準を端部にした構成における加熱定着装置の長手を表す図 実施例２の加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。 実施例３の加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。 実施例３において、第１接触部材および第２接触部材が定着フィルムと離間した状態を示す図である。 実施例３において、第１接触部材が定着フィルムと接触した状態を示す図である。 実施例３において、第１接触部材および第２接触部材が定着フィルムと接触した状態を示す図である。 実施例３において、定着フィルムの第１接触部材および第２接触部材との接触領域、通電発熱抵抗層、及び、記録材サイズの関係を示す図である。 他の実施形態における、定着フィルムと接触部材の接離方法を説明するための図である。 他の実施形態における、膨張部材と接触部材の長手方向の配設位置について説明するための図である。 従来の加熱定着装置を示す概略断面図である。

符号の説明

１４ 定着フィルム
１５ 加熱ヒータ
１６ 補強部材
１６ａ 接触部
１７ ステイホルダ
１８ 加圧ローラ
２５ 加熱定着装置
３７ 接触部材
Ｎ 定着ニップ部

Claims (9)

1. ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
   前記ヒータを支持する支持部材を補強するための補強部材と、
   を備え、
   前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと加圧部材との間に形成されるニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
   前記補強部材は、
   前記ニップ部で搬送可能な記録材のうち記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して前記直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域で、前記可撓性スリーブに接触し、かつ、前記可撓性スリーブに対して摺動可能に設けられた接触部を備えることを特徴とする像加熱装置。
2. ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
   前記ヒータを支持する支持部材を補強するための補強部材と、
   を備え、
   前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと加圧部材との間に形成されるニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
   前記ニップ部で搬送可能な記録材のうち記録材搬送方向に対して直交方向の幅が最小サイズとなる記録材が搬送される記録材通過領域に対して前記直交方向の外側となる最小サイズ記録材非通過領域で、前記補強部材及び前記可撓性スリーブに接触し、かつ、前記可撓性スリーブに対して摺動可能に設けられた接触部材を備えることを特徴とする像加熱装置。
3. 前記接触部材の熱伝導率は、前記補強部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 前記可撓性スリーブに対して前記接触部材を接離させる接離手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の像加熱装置。
5. 前記接触部材は、前記可撓性スリーブに対して前記直交方向でそれぞれ異なる領域に接触するように複数設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
6. 記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像加熱装置と、
   を備え、
   前記画像形成手段により現像剤像が形成された記録材を前記像加熱装置により加熱することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記ニップ部で搬送される記録材のうち前記直交方向の幅のサイズに関する情報を取得する記録材サイズ取得手段と、
   前記記録材サイズ取得手段により取得された記録材のサイズが前記最小サイズの場合、前記可撓性スリーブに対して前記接触部材を接触状態とし、前記記録材サイズ取得手段により取得された記録材のサイズが前記最小サイズより大きいサイズの場合、前記可撓性スリーブに対して前記接触部材を離間状態とする制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記ニップ部で搬送される記録材のうち前記直交方向の幅のサイズに関する情報を取得する記録材サイズ取得手段と、
   前記記録材サイズ取得手段により取得された記録材のサイズが前記最小サイズの場合、前記可撓性スリーブに対して前記接触部材を接触状態とし、
   前記記録材サイズ取得手段により取得された記録材のサイズが、前記ニップ部で搬送可能な記録材のうち前記直交方向の幅が最大サイズの場合、前記可撓性スリーブに対して前記接触部材を離間状態とし、
   前記記録材サイズ取得手段により取得された記録材のサイズが、前記最小サイズと前記最大サイズとの間の中間サイズの場合、前記最小サイズ記録材非通過領域の温度を予測して、前記最小サイズ記録材非通過領域の温度が所定温度以上であると判断した場合に、複数の前記接触部材のうち、前記中間サイズの記録材の外側に設けられた接触部材を前記可撓性スリーブに対して接触状態とする
   制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成手段による一連の画像形成動作により、前記ニップ部を連続して通過する記録材の枚数を検知する検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記検知手段により検知された連続プリント枚数が所定枚数以上であると判断した場合に、前記最小サイズ記録材非通過領域の温度が所定温度以上であると判断することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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