JP4262135B2

JP4262135B2 - 像加熱装置

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Publication number: JP4262135B2
Application number: JP2004154334A
Authority: JP
Inventors: 長瀬俊樹
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Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2024-05-25
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Description

本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に記録材を通紙して挟持搬送させて記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置に関し、特に、複写機やプリンター等の画像形成装置に画像加熱定着装置として搭載するのに好適な像加熱装置に関する。

電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で記録材（用紙）に間接（転写）あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を記録材面に固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。

近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。

ａ）フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は特許文献１〜４に提案されている。すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を挟ませて圧接ニップ（以下、定着ニップ部）を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。

このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に削減できる等の利点がある。

ｂ）金属フィルム（定着ベルト）を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、ＳＵＳやニッケル等の金属フィルムを用いたり、更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材（以下、定着ベルト）を用いた定着装置が提案されている。

従来、定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。

このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については特許文献５や６に開示されている。

また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着フィルム及び画像形成装置は特許文献７や８に開示されている。

これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、ＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート）においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラが画像欠陥として現れる、という問題点があった。

定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層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、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成される。

しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。

ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置
特許文献９には、磁束により定着フィルムの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる誘導過熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。

このような電磁誘導タイプの加熱定着装置は、定着フィルムとして、５０μｍ程度の薄い金属を用いている。更に、カラー画像形成装置に電磁誘導加熱方式の定着装置を適用する場合は、金属層上に弾性層を設けた、定着ベルトを使用している。

ｄ）従来の定着ベルト端部亀裂対策
上記の様に、フィルム状の、金属製薄肉回転体を用いた定着方式においては、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端部に亀裂が生じ、破壊に到る、という問題点があった。これは、定着ベルト自体の剛性は高いものの、定着ベルト製造工程において、定着ベルトを、定着装置に適切な長さに切断するに際し、バリや微小なクラックが生じ、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端面が摺擦した際に、こうしたバリや微小なクラック等を起点とした亀裂が生じていた。

こうした定着ベルト端部の亀裂を防止するために、特許文献１０において、定着ベルト端部を支持するフランジを、定着スリーブ外周面から支持する構造とし、定着スリーブと共に回転する構成とすることで、定着ベルト端部と定着装置の摺擦を防止する構成が開示されている。
特開昭６３−３１３１８２号公報特開平２−１５７８７８号公報特開平４−４４０７５号公報特開平４−２０４９８０号公報特開２００３−４５６１５号公報特開２００３−１５６９５４号公報特開平１０−１０８９３号公報特開平１１−１５３０３号公報実開昭５１−１０９７３９号公報特開２００２−２３１４１９号公報

本発明は、上記特許文献１０の改善発明であり、装置の耐久性と信頼性の更なる向上を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、金属製の基層を有する筒状のベルトと、前記ベルトの内周面に接触し前記ベルトの回転をガイドするガイド部材と、芯金上にゴム層を設けた構成であり軸方向における前記ゴム層の長さが前記ベルトより短く前記ベルト介して前記ガイド部材と共にニップ部を形成する加圧ローラと、前記ベルトの前記軸方向と平行な方向の端部の外周面に接触する面及び前記端部の端面に接触する面を有し前記ベルトが回転すると前記ベルトとの摩擦により前記ベルトと共に連れ回る樹脂製の環状フランジ部材と、前記環状フランジ部材の内周面を回転支持するボス部及び前記環状フランジ部材を介して前記ベルトの前記軸方向と平行な方向への移動を規制するベルト端部規制面を有する樹脂製の端部ホルダーと、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、前記環状フランジ部材との摩擦係数が前記端部ホルダーと前記環状フランジ部材との摩擦係数よりも小さく、前記端部ホルダーの前記ボス部及び前記ベルト端部規制面の両方を覆う形状の板金加工された金属製の摺動部材が前記端部ホルダーに取り付けられており、前記端部ホルダーは前記摺動部材を介して前記環状フランジ部材の前記回転支持及び前記移動の規制を行うことを特徴とする。

本発明によれば、環状フランジ部材と端部ホルダーの摺動部がボス部とベルト端部規制面の二箇所存在するにも拘わらず、環状フランジ部材の円滑で確実な回転を低コストで達成できる。

（１）画像形成装置例
図１は、本発明の像加熱装置を画像加熱定着装置として備えた画像形成装置例の概略構成図である。

本例の画像形成装置は、記録材に未定着画像を形成する作像手段と、未定着画像を記録材に定着させる定着手段とを有する画像形成装置である。より具体的には、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装置あり、プロセススピードは９０ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。また、一枚目プリント(First Page Out)までの時間（ＦＰＯＴ）は約１５秒である。

Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する４つのプロセスカートリッジであり、下から上に順に配列してある。各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、像担持体たる感光体ドラム１、帯電手段たる帯電ローラ２、静電潜像を顕像化するための現像手段３、感光体ドラムのクリーニング手段４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を使用している。

イエローのプロセスカートリッジＹの現像手段３にはイエロートナーを、シアンのプロセスカートリッジＣの現像手段３にはシアントナーを、マゼンタのプロセスカートリッジＭの現像手段３にはマゼンタトナーを、ブラックのプロセスカートリッジＫの現像手段３にはブラックトナーを、それぞれ充填してある。

感光体ドラム１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が上記４色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系５としてはレーザー走査露光光学系を用いている。

各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、光学系５より、画像データに基づいた走査露光が、帯電手段２により一様に負帯電された感光体ドラム１上になされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像手段３の現像ローラ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１上の静電潜像に選択的に付着して反転現像が行われる。

すなわち、イエローのプロセスカートリッジＹの感光体ドラム１にはイエロートナー像が、シアンのプロセスカートリッジＣの感光体ドラム１にはシアントナー像が、マゼンタのプロセスカートリッジＭの感光体ドラム１にはマゼンタトナー像が、ブラックのプロセスカートリッジＫの感光体ドラム１にはブラックトナー像が、それぞれ形成される。

各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上に現像形成された上記の色トナー画像は各感光体ドラム１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写されることで、中間転写体６上にフルカラートナー画像が合成形成される。

本実施例においては、中間転写体６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ６ａ、二次転写ローラ対向ローラ６ｂ、テンションローラ６ｃの３本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ６ａによって駆動される。

各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６上へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ７を用いている。一次転写ローラ７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、各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。

各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて感光体ドラム１上から中間転写ベルト６への一次転写後、感光体ドラム１上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段４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４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。

上記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて行なわせて、中間転写ベルト６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。

一方、記録材供給部となる給紙カセット８にセットされた記録媒体としての記録材（転写材）Ｐは、給送ローラ９により給送され、レジストローラ１０により所定の制御タイミングで、二次転写ローラ対向ローラ６ｂに懸回されている中間転写ベルト６部分と二次転写手段としての二次転写ローラ１１とのニップ部に搬送される。

中間転写ベルト６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１１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。

二次転写後に中間転写ベルト６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１２により除去される。本実施例においては、感光体ドラム１のクリーニング手段４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。

記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Ｆを通過することで、記録材Ｐ上に溶融定着（混色）され、排紙パス１３を通って排紙トレイ１４に送り出されて画像形成装置の出力画像となる。

（２）定着装置Ｆ
定着装置Ｆは本発明に従う像加熱装置である。図２はこの定着装置Ｆの斜視図であり、記録材搬送方向下流側から見た図である。図３の（ａ）は図２において定着フレーム２４を取り外した斜視図、（ｂ）は（ａ）において定着フランジ２１と定着ベルト２０を取り外した斜視図である。図４は定着装置Ｆの途中部分省略・一部切欠き正面図、図５は図４の定着装置Ｆの一端部側の拡大縦断面図、図６は図４の（６）−（６）線に沿う横断面図である。

１５と２２は互いに圧接して記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している加熱部材としての加熱アセンブリと、加圧部材としての加圧ローラである。

加熱アセンブリ１５は、
ａ：耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成したヒーターホルダー１７、
ｂ：このヒーターホルダー１７の下面にホルダー長手に沿って配設した加熱手段としての薄肉・細長のセラミックヒーター１９、
ｃ：ヒーターホルダー１７の内側に配設した横断面下向きＵ字型の定着ステー１６、
ｄ：上記ヒーターホルダー１７・ヒーター１９・定着ステー１６のアセンブリにルーズに外嵌させた、可撓弾性を有するスリーブ状（円筒状）の回転体としての定着ベルト２０、
ｅ：定着ベルト２０の両端部側にそれぞれ配設した、定着ベルト２０の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面（端面）から回転支持する定着ベルト支持部材としての定着フランジ２１、
ｆ：この定着フランジ２１の内周面２１ａを回転支持するボス部２５ｂと、定着フランジ２１を介して定着ベルト２０のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面２５ａを設けた規制部材としての端部ホルダー２５、
ｇ：基部をヒーターホルダー１７に固定したステンレス製の弾性アーム１８ａ（図６）の先端部に保持され、該弾性アーム１８ａにより定着ベルト２０の内面に弾性的に接触させて配設した検温素子としてのサーミスタ１８、
等の組立て体である。

ヒーターホルダー１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒーター１９を保持する支持部材と、定着ベルト２０の内側に配置され定着ベルトの回転をガイドするガイド部材の役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。

定着ベルト２０は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。定着ベルト構成については、後に詳述する。

定着フランジ２１は樹脂材料、本実施例ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂製の環状短筒状の成形部材である。端部ホルダー２５もＰＰＳ樹脂により形成されている。

加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金２２ａに、射出成形により厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層２２ｂを形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（離形層）２２ｃを被覆してなる。この加圧ローラ２２は、図４のように、芯金２２ａの両端部側をそれぞれ装置フレーム２４の手前側と奥側の側板２４ａ・２４ａ間に軸受部材２４ｂ・２４ｂを介して回転自由に軸受させて配設してある。Ｇは芯金２２ａの一方側の端部に固定して配設したドライブギアである。このドライブギアＧに駆動系Ｍから回転力が伝達されることで加圧ローラ２２が図６において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。

加熱アセンブリ１５は、上記加圧ローラ２２の上側に、ヒーター１９側を下向にして加圧ローラ２２に並行に配設される。両端部側の端部ホルダー２５・２５はそれぞれ装置フレーム２４の手前側と奥側の側板２４ａ・２４ａに形成した縦スリット孔部２４ｃから外方に突出させ、かつその縦スリット孔部２４ｃの縦縁に縦ガイド溝部２５ｄを係合させてあり、縦スリット孔部２４ｃの縦縁に沿って上下方向にスライド移動自由である。またこの両端部側の端部ホルダー２５・２５はそれぞれ定着ステー１６の両端部側にそれぞれ図５のように外方に突出させて設けた延長アーム部１６ａに嵌着させてある。

各端部ホルダー２５の上面の押圧部２５ｃがそれぞれ加圧板（加圧レバー）２７・２７により下向の押圧力ｆを受けることで、定着ステー１６により加熱アセンブリ１５が加圧ローラ２２の方向に加圧ローラ２２のシリコーンゴム層２２ｂ弾性に抗して押し下げられる。これによりヒーター１９が定着ベルト２０を挟んで加圧ローラ２２に対して圧接して、加熱アセンブリ１５と加圧ローラ２２との間に所定幅の定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎが形成される。

定着ベルト２０の全長Ｌ２０（図４）は加圧ローラ２２の定着ベルト２０に対する当接部長さ（定着ニップ部Ｎの長手長さ）Ｌ２２よりも大きく設定してある。

加圧板２７・２７はそれぞれ装置フレーム２４の手前側と奥側の側板２４ａ・２４ａの外側に一端側を軸支させて回動自由に設けられ、加圧板途中部の下面を端部ホルダー２５の上面押圧部２５ｃに当接させ、加圧板自由端側の上面と側板２４ａの固定の折り曲げ部２４ｄとの間に加圧バネ２７ａを縮設して各端部ホルダー２５の上面押圧部２５ｃに加圧力ｆを加えている。本実施例では総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）（片側９８Ｎ）の力で加熱アセンブリ１５を加圧ローラ２２方向に加圧している。

なお、上記の加圧機構２７・２７ａは、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材の除去が容易な構成となっている。

ヒーターホルダー１７は、その両端部にそれぞれ装置フレーム２４の手前側と奥側の側板２４ａ・２４ａに形成した縦スリット孔部２４ｃ・２４ｃから外方に突出する延長アーム部１７ａ・１７ａを有する。ヒーター１９はその両端部がこの延長アーム部１７ａ・１７ａまで延長されていて、図７のように、一方側の端部には給電用電気接点Ｓ１・Ｓ１が設けられており、他方側の端部には温調用電気接点Ｓ２・Ｓ２が設けられている。

そして、ヒーターホルダー１７の一方側の延長アーム部１７ａには給電用コネクタ１９ａが嵌着される。これにより、給電用コネクタ１９ａ側の電気接点とヒーター１９側の給電用電気接点Ｓ１・Ｓ１とが導通して、ヒーター１９と画像形成装置本体側の給電回路１２０とが電気的に連絡状態になる。

またヒーターホルダー１７の他方側の延長アーム部１７ａには温調用コネクタ１９ｂが嵌着される。これにより、温調用コネクタ１９ｂ側の電気接点とヒーター１９側の温調用電気接点Ｓ２・Ｓ２が導通してサーミスタ１８（図６）の電気的検温情報が温調用電気接点ｂ・温調用コネクタ１９ｂを介して画像形成装置本体側の制御回路（ＣＰＵ）１００に入力可能な状態になる。サーミスタ１８は、定着ベルト２０内面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。制御回路１００はサーミスタ１８の出力をもとに、ヒーター１９の温調制御内容を決定し、ヒーター１９への通電を制御する。

本実施例の定着装置Ｆにおいては、加圧ローラ２２が回転駆動されることによって、定着ベルト２０が定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力でヒーターホルダー１７・定着ステー１６の外回りを図６の矢印の時計方向に従動回転する。その際、定着ベルト２０内面とヒーター１９及びヒーターホルダー１７は摺動する構成となっている。ヒーター１００の摺動面にはグリスが塗布され、定着ベルト２０が回転することにより、定着ベルト内面全域にグリスが行き渡り、ヒーター１９及びヒーターホルダー１７と定着ベルト２０内面との摺動性を確保している。

通常使用においては、定着装置の回転開始（加圧ローラ２２の回転駆動、これに伴う定着ベルト２０の従動回転）とともに、給電回路１２０からヒーター１９への給電が開始される。ヒーター１９は迅速に昇温し、その発熱により、回転している定着ベルト２０が加熱される。定着ベルト２０の上昇が定着ベルト２０の内面に接触させているサーミスタ１８により検知され、その電気的検温情報が制御回路１００に入力する。制御回路１００はサーミスタ１８から入力する定着ベルト２０の検温情報が所定の定着温度に維持されるように給電回路１２０からヒーター１９への給電電力を制御してヒーター１９、即ち定着ベルト２０の温度を所定に温調する。サーミスタ１８は、ステンレス製のアーム１８ａの先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アーム１８ａが揺動することにより、定着ベルト２０内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト２０内面に常に接する状態に保たれる。

そして、定着装置の回転が開始され、ヒーター１９への給電が開始され、定着ベルト２０が所定の定着温度に温調された状態において、図６のように、画像定着すべき記録材Ｐが入り口ガイド２３に案内されて定着ニップ部Ｎに導入される。入り口ガイド２３は装置フレーム１０７に組みつけられ、二次転写ニップを抜けた記録材材Ｐが定着ニップ部Ｎに正確にガイドされるよう記録材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド２３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。

定着ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを挟持搬送され、その挟持搬送過程で定着ベルト２０の熱で加熱され、また定着ニップ部Ｎの加圧力で加圧されることで記録材Ｐ上の４色のトナー像が記録材Ｐ上に固着画像として定着（溶融混色）される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは定着ベルト２０の面から曲率分離して排出搬送される。

（３）定着ベルト１０３
定着ベルト２０は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。図８に、本実施例で使用した定着ベルト２０の層構成を示す断面模型図を示す。

定着ベルト２０は、ＳＵＳの素管を引き抜き加工により、厚さ５０μｍの厚みのシームレスベルト状に形成したＳＵＳベルト（基層）２０ａ上に、シリコーンゴム層（弾性層）２０ｂを、リングコート法により形成した上に、離型性層２０ｃとして、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。

シリコーンゴム層２０ｂには、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト２０の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が４．２×１０^−１Ｗ／ｍ・Ｋ（約１．０×１０^−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋ）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。

一方、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小なグロスムラ）といった、画質の観点からは、定着ベルト２０のシリコーンゴム層２０ｂを極力厚くすることが望ましい。満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要である。

本実施例におけるシリコーンゴム層２０ｂは、厚み２５０μｍとした。また、本実施例における定着ベルト２０の内径はφ２４ｍｍとした。

この定着ベルト２０の熱容量を測定したところ、１．２×１０^３Ｊ／ｍ^２・Ｋ（２．８×１０^−２ｃａｌ／ｃｍ^２Ｋ：定着ベルト１ｃｍ^２あたりの熱容量）であった。一般に、定着ベルト２０の熱容量が４．２×１０^４Ｊ／ｍ^２・Ｋ（１．０ｃａｌ／ｃｍ^２Ｋ）以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に４．２×１０^２Ｊ／ｍ^２・Ｋ（１．０×１０^−２ｃａｌ／ｃｍ^２Ｋ）以下にしようとすると、定着ベルト２０のゴム層が極端に薄くせざるを得なくなり、ＯＨＴ透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト２０の熱容量は、４．２×１０^２Ｊ／ｍ^２・Ｋ以上４．２×１０^４Ｊ／ｍ^２・Ｋ以下の範囲に含まれることが分かる。

さらに、定着ベルト２０の表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト２０の表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。

また、定着ベルト２０の表面の離型性層２０ｃを、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。

（４）定着フランジ２１、端部ホルダー２５
定着フランジ２１は、定着ベルト２０の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面（端面）から回転支持する定着ベルト支持部材としての環状短筒状部材である。

端部ホルダー２５はボス部２５ｂにおいて上記の定着フランジ２１の内周面２１ａを回転自由に支持するともに、定着フランジ２１の端面２１ｂを受け止めてスラスト方向の動きを規制している。すなわち、端部ホルダー２５は、定着フランジ２１の内周面２１ａを回転支持するボス部２５ｂと、定着フランジ２１を介して定着ベルト２０のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面２５ａを設けた規制部材として機能している。

図９に示すように、定着フランジ２１は、定着ベルト２０の外径より大きな内径φ２５．５ｍｍの内径面部分２１ｃを持ち、加圧ローラ２２により変形を受けた定着ベルト２０が定着フランジ２１の内径面部分２１ｃに内接することで摩擦力を生じ、定着ベルト２０と定着フランジ２１が共に回転することにより、定着ベルト２０の端面の摺擦を防止する構成をとっている。このとき、定着フランジ２１の内周面２１ａは端部ホルダー２５のボス部２５ｂに回転自由に支持される。

図１０は端部ホルダー２５とこれに支持させた定着フランジ２１の斜視図、図１１はその端部ホルダー２５と定着フランジ２１との分解斜視図、図１２は端部ホルダー２５と摺動部材３０・３１との分解斜視図である。

図１３の端部ホルダー２５において、ａは定着フランジ２１の内周面２１ａが摺動するボス部外周面部分、ｂは定着フランジ２１の端面２１ｂが摺動する定着ベルト端部規制面部分である。そして、図１０・図１１のように定着フランジ２１の内周面２１ａが摺動するボス部外周面部分には摺動部材３０が取り付けられ、定着フランジ２１の端面２１ｂが摺動する部分には摺動部材３１が取り付けられている。

摺動部材３０・３１は、定着フランジ２１または端部ホルダー２５との摩擦係数が、定着フランジ２１と端部ホルダー２５との摩擦係数よりも小さい部材である。

本実施例においては、端部ホルダー２５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂により形成されているとともに、摺動部材３０、３１は金属材料、本実施例ではステンレス鋼のＳＵＳ３０４−ＣＳＰで出来ている。ＳＵＳはさびないので、金属に発生するさびが負荷となり、定着フランジ２１が回りにくくなることが無くなる。

摺動部材３０、３１は定着フランジ２１または端部ホルダー２５との摩擦係数が、定着フランジ２１と端部ホルダー２５との摩擦係数よりも小さいものとする。

摺動部材３０、３１がない状態では耐久が進むと、定着フランジ２１と端部ホルダー２５の摺動部に削れが発生する。摺動部が削れて溝ができると、定着フランジ２１の回転が阻害されて、定着フランジ２１が定着ベルト２０の回転と同期して回転しない場合がある。そのような場合においては、定着フランジ２１と定着ベルト２０の回転速度が異なるため、定着フランジ２１を設けない定着装置と同様のベルト端面の摺擦が発生することとなり、定着ベルト２０の亀裂が発生してしまうことにもなる。また、端部ホルダー２５において、定着フランジ２１の内周面２１ａが摺動するボス部外周面部分ａ（図１３）が削れると、定着ベルト２０の両端に配置されている定着フランジ２１の回転中心が一致しなくなり、加圧ローラ２２に対して、定着ベルト２０が傾いた状態となり、寄り力が発生することにもなる。定着ベルト２０の記録材幅方向への寄り力が大きい場合、寄った側においては、定着フランジ２１の受け部において摩擦力が生じ、定着フランジ２１が定着ベルト２０の回転と同期して回転しないことにもなる。そのような場合においては、定着フランジ２１と定着ベルト２０の回転速度が異なるため、定着フランジ２１を設けない定着装置と同様のベルト端面の摺擦が発生することとなり、定着ベルト２０の亀裂が発生してしまうことにもなる。

本実施例では、定着フランジ２１の内周面２１ａおよび端面２１ｃが端部ホルダー２５と摺動する箇所に金属の摺動部材３０、３１を介在させた。したがって、金属と樹脂の摺動となり、耐久による端部ホルダー２５の削れはほとんど無くなり、定着フランジ２１の回転が悪くなるとともに、定着ベルト２０の両端に配置される定着フランジ２１の回転中心が定着ベルト２０の両端で異なって、定着ベルトが傾いた状態となり、寄り力が発生するということが無くなる。
即ち、環状フランジ部材と端部ホルダーの摺動部がボス部とベルト端部規制面の二箇所存在するにも拘わらず、環状フランジ部材の円滑で確実な回転を低コストで達成できる。

上記の実施例では、図１２のように、摺動部材３０と３１を一連の形態で板金加工し、これを端部ホルダー２５に対して、クリップ部３２を端部ホルダー２５の定着ベルト端部規制面部分２５ａの上縁部に嵌着させることで取り付けたものである。取り付け方はその他任意である。

また、摺動部材３０または／および３１は定着フランジ２１側に具備させた構成にすることもできる。

定着ベルト２０はその長手方向（回転軸線方向）の一方側だけに寄り移動を生じる装置構成し、その寄り移動側の一方側端部だけに定着フランジ２１を具備させる装置構成にすることもできる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例にとらわれるものではなく技術思想内でのあらゆる変形が可能である。

１）本発明の像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置としての使用に限られず、未定着画像を記録材に仮定させる仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等としても使用できる。

２）加熱手段は実施例のセラミックヒーターに限られない。たとえば、ニクロム線等を用いた接触加熱体等や、鉄板片等の電磁誘導発熱性部材等であってもよい。加熱手段は必ずしも定着ニップ部（圧接ニップ部）に位置していなくてもよい。加熱用回転体としての定ベルトを外部加熱する構成にすることもできる。また定着ベルト自体を電磁誘導発熱させる加熱構成にすることもできる。

画像形成装置例の概略構成図定着装置の斜視図（ａ）は加熱アセンブリと加圧ローラの斜視図、（ｂ）は定着ベルトを取り除いた状態の加熱アセンブリと加圧ローラの斜視図定着装置の途中部分省略・一部切欠き正面図図４の定着装置の一端部側の拡大縦断面図図４の（６）−（６）線に沿う横断面図ヒーター温調系の回路図定着ベルトの層構成模型図定着フランジと端部ホルダーの内部図端部ホルダーとこれに支持させた定着フランジの斜視図端部ホルダーと定着フランジとの分解斜視図端部ホルダーと摺動部材との分解斜視図端部ホルダーの定着フランジとの摺動部の説明図

符号の説明

２０：定着ベルト、２１：定着フランジ、１７：ヒーターホルダー、２２：加圧ローラ、２５：端部ホルダー、３０・３１：摺動部材

Claims

金属製の基層を有する筒状のベルトと、前記ベルトの内周面に接触し前記ベルトの回転をガイドするガイド部材と、芯金上にゴム層を設けた構成であり軸方向における前記ゴム層の長さが前記ベルトより短く前記ベルト介して前記ガイド部材と共にニップ部を形成する加圧ローラと、前記ベルトの前記軸方向と平行な方向の端部の外周面に接触する面及び前記端部の端面に接触する面を有し前記ベルトが回転すると前記ベルトとの摩擦により前記ベルトと共に連れ回る樹脂製の環状フランジ部材と、前記環状フランジ部材の内周面を回転支持するボス部及び前記環状フランジ部材を介して前記ベルトの前記軸方向と平行な方向への移動を規制するベルト端部規制面を有する樹脂製の端部ホルダーと、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記環状フランジ部材との摩擦係数が前記端部ホルダーと前記環状フランジ部材との摩擦係数よりも小さく、前記端部ホルダーの前記ボス部及び前記ベルト端部規制面の両方を覆う形状の板金加工された金属製の摺動部材が前記端部ホルダーに取り付けられており、前記端部ホルダーは前記摺動部材を介して前記環状フランジ部材の前記回転支持及び前記移動の規制を行うことを特徴とする像加熱装置。
前記ガイド部材にはヒーターがはめ込まれており、前記ヒーターが前記ベルトを介して前記加圧ローラと共に前記ニップ部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。