JP4963646B2 - 像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられる可撓性スリーブ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置として用いれば好適な像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられる可撓性スリーブに関する。

電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する像加熱装置（定着装置）として、フィルム加熱方式のものがある。フィルム加熱方式の像加熱装置は、セラミックス製の基板上に抵抗発熱体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する可撓性の定着フィルムと、定着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。未定着トナー像を担持する記録材は定着装置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トナー像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、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、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：First printout time）を短くできる。またこの定着装置は、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。

上記の定着装置は、上述のようなメリットを有するため、低速の画像形成装置から高速の画像形成装置に搭載されるようになってきている。高速の画像形成装置に搭載する場合には、ニップ部の通過時間の短くなった記録材に十分な熱エネルギーを供給する必要があり、定着フィルムとして熱伝導に優れたＳＵＳなどの金属製スリーブを用いることが提案されている。

定着フィルムには長時間にわたり耐久性を持たせなければならない。近年、省エネ、省スペースの要求が厳しくなり、画像形成装置に用いられる定着フィルムの小径化、薄肉化が進められている。これに伴い、金属製スリーブについては、十分な耐摩耗性を有するとともに、耐屈曲性、耐久性などの特性においても優れたものが要求されている。

また、金属製スリーブの中央部と両端部の外径が同等寸法のストレート形状であると、ニップ部を通過する際の記録材の搬送速度が、金属製スリーブの中央部と両端部で同等となり、これが原因で記録材にシワや光沢ムラが発生してしまう。

この解決策として、金属製スリーブの有する金属製のスリーブ基体を、記録材搬送方向と直交する長手方向において金属製スリーブの中央部から両端部に向かうに連れて外径が大きくなる逆クラウン形状にする。すると、ニップ部での記録材搬送速度が金属製スリーブの中心部よりも両端部の方が速くなり、ニップ部において記録材の金属製スリーブの両端部と対応する両端部が外側に引っ張られる状態になる。これにより、記録材の安定した搬送性を達成でき、記録材にシワや光沢ムラが発生する原因を払拭できる。

金属製スリーブを逆クラウン形状にする方法としては、特許文献１にあるように、しごき加工、もしくはしごき加工後のバルジ加工により金属製スリーブを塑性変形させている。
特開２００３−１５６９５４号公報

本発明は、上記従来技術を更に発展させたものである。そこで、本発明の目的は、金属製ベース層の外周面に表面粗し処理を施し長手方向の形態を逆クラウン形状に作製した可撓性スリーブを有する像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられる可撓性スリーブを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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、前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向中央部から両端部に向かって徐々に強く施されていることによって外径が中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなっていることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係る可撓性スリーブの構成は、金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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用いられる可撓性スリーブにおいて、前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向中央部から両端部に向かって徐々に強く施されていることによって外径が中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなっていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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、前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向両端部のみに施されていることによって両端部に中央部よりも外径が大きな領域を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る可撓性スリーブの構成は、金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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用いられる可撓性スリーブにおいて、前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向両端部のみに施されていることによって両端部に中央部よりも外径が大きな領域を有することを特徴とする。

本発明によれば、金属製ベース層の外周面に表面粗し処理を施し長手方向の形態を逆クラウン形状に作製した可撓性スリーブを有する像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられる可撓性スリーブを提供することができる。

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１４は本発明に係る像加熱装置を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方式のレーザビームプリンタである。

１１は像担持体としての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。例えばアルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面に有機光導電体等の感光層を形成した有機感光ドラムである。

１２は帯電手段としての帯電ローラである。この帯電ローラ１２により感光ドラムの外周面（表面）が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。

１０はレーザー露光装置である。このレーザー露光装置１０は不図示のイメージスキャナやコンピュータ等の外部装置から入力する画像情報に対応して変調したレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光により感光ドラム１１表面の一様帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１１表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。

１３は現像手段としての現像装置である。この現像装置１３は現像ローラ１３ａを有し、このローラ１３ａにより感光ドラム１１表面の静電潜像をトナー（現像剤）によってトナー像（現像像）として可視像化する。

１７は給紙カセットであり、記録材（転写材）Ｐを積載して収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１８が回転されて給紙カセット１７内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給送される。その給送された記録材Ｐは搬送ローラ１９によりシートパス２０を通じてレジストローラ対２１に搬送される。そしてこのレジストローラ対２１により感光ドラム１１と転写ローラ１６との間の当接ニップ部である転写部Ｔに所定の制御タイミングにて導入される。

転写部Ｔに導入された記録材Ｐはこの転写部Ｔで挟持搬送され、その間、転写ローラ１６により感光ドラム１１表面のトナー像が記録材Ｐ面に順次に静電的に転写されていく。

転写部Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１１表面から分離された後に定着装置２２へ搬送導入され、記録材上に像として形成されたトナー像の加熱定着処理を受ける。

一方、記録材分離後（記録材に対するトナー像転写後）の感光ドラム１１表面はクリーニング装置１４のクリーニングブレード１４ａにより転写残トナーや紙粉等の付着物の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

また、定着装置２２を通った記録材Ｐは搬送ローラ２３により排紙ローラ２４に送られる。そしてこの排紙ローラ２４によりプリンタ上面の排紙トレイ２５上に排紙される。

本実施例のプリンタは、感光ドラム１１と、帯電ローラ１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１４の４つのプロセス機器について、これらを一括してプリンタ本体に対して着脱・交換自在のプロセスカートリッジ１５として構成してある。

（２）定着装置２２
図１は本実施例に係る定着装置２２の一例の模式的横断面図である。図２は定着装置２２の斜視模型図である。この定着装置２２はフィルム加熱方式の装置である。

３３は可撓性スリーブとしての可撓性を有する金属製の薄肉フィルム（以下、金属製スリーブと記す）である。この金属製スリーブ３３は、記録材Ｐの面において記録材搬送方向Ｘと交差（直交）する方向を長手とするエンドレスベルト状もしくは円筒状の部材である。そしてその金属製スリーブ３３は、金属製スリーブ３３の長手両端部が端部規制部材としての端部フランジ（不図示）により回転可能に、かつ長手方向に移動しないように保持されている。この端部フランジは装置フレームの側板（不図示）に支持させてある。金属製スリーブ３３については追って詳しく説明する。

３２は加熱体支持部材兼フィルムガイド部材としてのステーである。このステー３２は、記録材Ｐの面において記録材搬送方向Ｘと交差（直交）する方向を長手とする横断面略半円形樋型の耐熱樹脂製の剛性部材である。このステー３２は長手両端部が上記の端部フランジによって保持されている。ステー３２の材料として高耐熱性の液晶ポリマーを用いた。このステー３２に金属製スリーブ３３がルーズに外嵌されている。

２９は加熱体としてのヒータであり、上記ステー３２の下面にステー長手に沿って設けた溝部３２ａ内に嵌入させて固定支持させてある。

４０は加圧部材（バックアップ部材）としての弾性加圧ローラ（弾性ローラ）である。加圧ローラ４０は、鉄、アルミ等の金属製芯金４１上に、弾性層としてのシリコーンソリッドゴム、シリコーンスポンジゴム等の絶縁性、もしくは、導電材を分散した導電性を有する弾性層４２を形成している。そしてこの上に離型層４３としてフッ素樹脂層が形成されている。この加圧ローラ４０は、記録材Ｐの面において記録材搬送方向Ｘと交差（直交）する方向を長手とする部材であり、芯金４１の長手両端部が軸受部材を介して上記の装置フレームの側板に回転可能に保持されている。そしてこの加圧ローラ４０は、不図示の加圧バネによって約１２７Ｎ（１３ｋｇｆ）の加圧力で、金属製スリーブ３３に加圧されている。即ち、ヒータ２９と加圧ローラ４０の間（正確にはヒータ２９を保持するステー３２と加圧ローラ４０の間）には所定の圧力が掛けられている。その圧力によりヒータ２９と加圧ローラ４０の間に金属製スリーブ３３を挟んだ状態に金属製スリーブ３３の外周面（表面）と加圧ローラ４０の外周面（表面）とを接触させて所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。つまり、加圧ローラ４０はヒータ２９と協働してニップ部Ｎを形成している。

図３の（ａ）はヒータ２９の構成と温調制御系の説明図、（ｂ）はヒータ２９の横断面図である。

ヒータ２９としてセラミックヒータを使用した。ヒータ２９は、記録材Ｐの面において記録材搬送方向Ｘと交差（直交）する方向に細長い基板１を有する。この基板１の寸法は厚み１ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ２７０ｍｍである。また、基板１の材料はアルミナである。基板１の片面には、基板１の長手方向に沿って厚み１０μｍ、幅１．５ｍｍ、長さ２２０ｍｍの抵抗発熱体２ａ，２ｂが形成してある。この発熱体２ａ，２ｂはＡｇ、Ｐｄ等の導電材とガラス等の非導電物質が分散されたペースト状の電気抵抗体を基板１面にスクリーン印刷し、焼成工程を経ることによって形成される。基板１の片面において、長手方向の一端部には発熱体２ａ，２ｂそれぞれに接続された導電電極４，５が、他端部には発熱体２ａ，２ｂに接続されたつなぎ電極６が、それぞれ形成してある。導電電極４，５及びつなぎ電極６は、Ａｇ、Ｐｄ等が分散されたペースト状の導電材を基板１にスクリーン印刷し、焼成工程を経ることによって形成される。上記の発熱体２ａ，２ｂは、つなぎ電極６により基板１面の長手方向に折り返して電気的に直列に接続されたパターンとなっている。そしてこの発熱体２ａ，２ｂは、導電電極４−５間の抵抗値が２０Ωになるように調整されている。３は保護層としてのガラスコート層であり、発熱体２ａ，２ｂとつなぎ電極６、および導電電極４，５の一部を覆ってこれらを保護している。導電電極４，５は破線部のコネクタ７との接点となるＡＣ電極であって、商用電源電圧が印加される。基板１の発熱体２ａ，２ｂを形成した面とは反対側の片面には、ニップ部Ｎにおいて最小サイズの記録材Ｐが通過する領域内に温度検知手段としてのサーミスタ５０が配置してある。このヒータ２９は、保護層３側の面が金属製スリーブ３３の内周面（内面）と接触して摺動するヒータ表面側である。そしてその保護層３側の面と反対側の面がヒータ裏面側である。このヒータ２９を表面側を下向きに露呈させてステー３２の溝部３２ａ内に嵌め込んで保持させてある。

（３）定着装置２２の加熱定着動作
加圧ローラ４０の芯金４１端部には駆動ギアＧが設けられており、その駆動ギアＧに回転駆動機構Ｍから回転力が伝達されることによって、加圧ローラ４０は矢印方向に所定の周速度で回転される。加圧ローラ４０の回転により、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ４０表面と金属製スリーブ３３表面との摩擦力で金属製スリーブ３３に回転力が作用する。金属製スリーブ３３は金属製スリーブ３３内面がニップ部Ｎにおいてヒータ２９の保護層３表面に密接して摺動しながらステー３２の周りを矢印方向に加圧ローラ４０の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。ステー３２は従動回転する金属製スリーブ３３のガイド部材の役目もしている。

ヒータ２９はＡＣ電源制御回路（トライアック）５３から発熱体２ａ，２ｂに通電がなされることで発熱体２ａ，２ｂの発熱で迅速に昇温する。即ち、ヒータ２９は、ＡＣ電源５４、導電電極４、発熱体２ａ、つなぎ電極６、発熱体２ｂ、導電電極５の経路で給電されて、発熱体２ａ，２ｂが発熱する。ヒータ２９の温度状態がサーミスタ５０で検知される。そのサーミスタ５０の温度情報をＡ／Ｄコンバータ５１を通じて制御手段としての制御回路（ＣＰＵ）５２に取り込む。制御回路５２はその情報に基づいてＡＣ電源制御回路５３からヒータ２９に供給するＡＣ電圧を位相制御、波数制御等することによりヒータ２９の発熱体２ａ，２ｂに対する通電電力を制御して、ヒータ２９を所定の定着温度（目標温度）に温度制御する。

ヒータ２９の温度が所定の定着温度に立ち上がり、金属製スリーブ３３の回転周速度が定常化した状態で、トナー像を担持する記録材Ｐが定着入口ガイド４５に沿ってニップ部Ｎに導入される。そして、記録材Ｐが金属製スリーブ３３と一緒にニップ部Ｎで挟持搬送されることにより、ヒータ２９の熱が金属製スリーブ３３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ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは金属製スリーブ３３表面から分離されて搬送ローラ２３に搬送される。

（４）金属製スリーブ３３の構成
図４の（ａ）は金属製スリーブ３３の正面図、（ｂ）は金属製スリーブ３３の長手方向端部の横断面拡大模型図である。

金属製スリーブ３３は、可撓性のＳＵＳ製のスリーブ基体３４’と、このスリーブ基体３４’の外周面に設けられた表層３５と、を有する。スリーブ基体３４’は、ニップ部Ｎにおいてヒータ２９からの発熱を効率よく記録材Ｐに伝熱するために、２５〜３５μｍの厚さが適している。このスリーブ基体３４’は、ＳＵＳ３０４Ｓを用いてφ（外径）１８、厚み２７μｍ、長さ２３２ｍｍに形成されている金属素管（金属製ベース層）３４（図６の（ａ））の外周面全域にサンドブラスト処理（噴射加工）を施すことによって作製したものである。

図５は金属素管３４の外周面全域に施すサンドブラスト処理の説明図である。図６の（ａ）は金属素管３４を表わす図、（ｂ）はスリーブ基体３４’を表わす図である。

サンドブラスト処理は所定のサンドブラスト装置を用いて行われる。サンドブラスト装置（不図示）に設けられている中芯５５に金属素管３４（図６（ａ））をセットするとともに金属素管３４の両端部を駒５６ａ，５６ｂにより中芯５５に固定する。そしてその金属素管３４を中芯５５によって矢印方向に回転させながら、金属素管３４の外周面（表面）にガン５７で砥粒５８（＃３２０）を吹き付けて金属素管３４表面を凹凸に荒らしていく。ガン５７は金属素管３４の軸線方向に往復移動可能で、かつ移動速度も調整可能である。本実施例では、金属素管３４の端部ほどガン５７をゆっくり移動させることにより、金属素管３４の端部に長時間ブラスト処理が行われるようにした。即ち、金属素管３４の長手方向（母線方向）において、金属素管３４の端部ほどブラスト処理時間が長く、金属素管３４の中央部（母線方向中央部）ほどブラスト処理時間が短くなるようにした。これによってブラスト処理後のスリーブ基体３４’の外周面の表面粗さは、スリーブ基体３４’の長手方向中央部（母線方向中央部）の外周面よりも長手方向中央部以外の長手方向端部の外周面の方が粗くなる。これは、金属素管３４の長手方向端部に向かうに従って外周面へのブラスト時間を徐々に長くして長手方向中央部よりも長手方向端部の粗面化を図っていることに因る。これにより、スリーブ基体３４’は、長手方向中央部から長手方向両端部に向かうに連れて外周面の外径が徐々に大きくなる領域を有する逆クラウン形状に作製されている（図６（ｂ））。つまり、スリーブ基体３４’外周面は略Ｖ字形状の逆クラウン形状となっている。従って、スリーブ基体３４’は、長手方向中央部の外周面と長手方向中央部以外の長手方向端部の外周面に外径差を生じる。

スリーブ基体３４’の作製法として、例えば、金属素管３４の回転数を２０ｒｐｍ、長手方向中央部のブラスト時間を５ｓｅｃ、長手方向端部に向かうに従ってブラスト時間を長くして極端部では３０ｓｅｃとした。その場合、ブラスト処理前は、金属素管３４の長手方向中央部の外径がφ１８．０、長手方向端部から１０ｍｍ内側の位置の外径がφ１８．０であった。これに対して、ブラスト処理後のスリーブ基体３４’の長手方向中央部の外径がφ１８．０１、長手方向端部から１０ｍｍ内側の位置の外径がφ１８．０４となっていた。従って、ブラスト処理により、金属素管３４の長手方向中央部の外周面が０．００５ｍｍ伸び、長手方向端部から１０ｍｍ内側の位置の外周面が０．０２ｍｍ伸びたことになる。

ブラスト処理の後に、トナーがスリーブ基体３４’の外周面（表面）にオフセットすることを防止する目的で、スリーブ基体３４’表面に表層３５として離型性に優れるフッ素樹脂層を熱溶着させた。即ち、フッ素樹脂層として、厚み１５μｍの熱収縮タイプのＰＦＡチューブをスリーブ基体３４’表面に被覆して、３５０℃で数時間加熱することにより、ＰＦＡチューブ３５をスリーブ基体３４’表面に熱溶着させた。一般的にブラスト処理は、金属界面の表面積を大きくして、スリーブ基体３４’表面に設けられる弾性層やフッ素樹脂層の接着強度を高めるために用いられている。本実施例では、ブラスト処理を施すことによって、スリーブ基体３４’と表層たるＰＦＡチューブ３５との接着強度を高める効果も併せ持つようにした。

図７は金属製スリーブ３３の逆クラウン量の説明図である。

金属素管３４にブラスト処理を施して作製したスリーブ基体３４’表面にＰＦＡチューブ３５を被覆した金属製スリーブ３３において、金属製スリーブ３３の長手方向端部から１０ｍｍ内側の位置（Ｌ１、Ｌ３）と中央部（Ｌ２）の外径を測定した。そして、位置（Ｌ１）と（Ｌ２）の差（Ｌ１−Ｌ２）、及び位置（Ｌ２）と（Ｌ３）の差（Ｌ３−Ｌ２）の平均値を逆クラウン量（μｍ）と定義する。表層であるＰＦＡチューブ３５は厚み１５μｍでスリーブ基体３４’の長手方向にわたって略均一であるので、スリーブ基体３４’の端部と中央部の外径差が、逆クラウン量として算出されることになる。

次に、紙シワの評価方法について説明する。坪量６０ｇ／ｍ^２のＬＴＲサイズの紙を、湿度８０％の高湿環境下に長時間放置して紙シワが発生しやすい記録材を準備する。この記録材を用いて、上記の金属製スリーブ３３を有する定着装置２２を搭載したプリンタにより３％の印字率で５０枚連続プリントして、紙シワが発生した枚数をカウントした。金属製スリーブ３３の逆クラウン量は、０μｍ（ストレート形状）、１５μｍ、３０μｍ、４５μｍ、６０μｍの５水準で確認した。結果を表１に示す。

金属製スリーブ３３の逆クラウン量が大きいほど、ニップ部Ｎにおいて記録材搬送方向と直交する記録材Ｐの端部が外側に引っ張られることで、記録材Ｐの搬送が安定する。３０μｍ以上の逆クラウン量であれば、完全に紙シワの発生を防止することができた。一方で、スリーブ基体３４’の外周面を伸ばすことで外径を変化させているため、付与できる逆クラウン量には限界がある。本実施例のブラスト処理方法で、スリーブ基体３４’の端部は十分長時間ブラスト処理を施し、中央部は瞬時に終了するような設定にしたところ、付与できる逆クラウン量は６０μｍが限界であることがわかった。ブラスト時間が長過ぎると、スリーブ基体３４’の外周面の粗度が大きくなり内面側にも凹凸が現れるため、好ましくない。従って、本実施例の金属製スリーブ３３の逆クラウン量は、３０μｍとなるようにした。

本実施例の金属製スリーブ３３は、外周面にブラスト処理が施された逆クラウン形状のスリーブ基体３４’を有するので、金属製スリーブ３３の長手方向の内径はほとんど変わらず、スリーブ基体３４’の外周面の伸びにより外径差が生じている。従って、しごき加工、若しくはバルジ加工のように金属製スリーブの両端部を外側に押し広げてラッパ状に塑性変形させることにより逆クラウン形状を得る場合と比較して、スリーブ基体３４’の端面がラッパ状に広がりにくい。

従って、本実施例の金属製スリーブ３３は、金属素管３４の外周面にブラスト処理を施して逆クラウン形状に作製したスリーブ基体３４’を用いるので、安定した記録材の搬送性を得ることが可能となる。

また、金属製スリーブ３３の従動回転中の金属製スリーブ３３端部と端部フランジとの摺擦による金属製スリーブ３３端部からの破損の発生を低減することができる。

また、金属製スリーブ３３を製造工程において、逆クラウン形状を付与するためのしごき加工やバルジ加工工程を省くことができ、タクトタイムの短縮、歩留まりの向上、工程の簡略化、コストダウン等のメリットがある。

更に、スリーブ基体３４’の外周面に表層としてＰＦＡチューブ３５を被覆するために、スリーブ基体３４’の外周面の表面積を増大させているため、ＰＦＡチューブ３５のスリーブ基体３４’の外周面に対する接着強度をアップさせることが可能である。

［実施例２］
金属製スリーブの他の例、及びその金属製スリーブを有する定着装置を説明する。

本実施例では、金属製スリーブ及び定着装置について実施例１と共通する部材・部分に同じ符号を付して再度の説明を省略する。

図８の（ａ）は本実施例に係る金属製スリーブ３３の正面図、（ｂ）は金属製スリーブ３３の長手方向端部の横断面拡大模型図である。

本実施例に示す金属製スリーブ３３は、ＳＵＳ３０４Ｌを用いてφ（外径）１８、厚み２７μｍ、長さ２３２ｍｍに形成されている金属素管３４の両端部の外周面にサンドブラスト処理を施すことによってスリーブ基体３４’を作製した。

図９は金属素管３４の両端部の外周面に施すサンドブラスト処理の説明図である。図１０の（ａ）は金属素管３４を表わす図、（ｂ）はスリーブ基体３４’を表わす図である。

サンドブラスト処理は所定のサンドブラスト装置を用いて行なわれる。サンドブラスト装置（不図示）に設けられている中芯５５に金属素管３４（図１０（ａ））をセットするとともに金属素管３４の両端部を駒５６ａ，５６ｂにより中芯５５に固定する。そしてその金属素管３４を中芯５５によって矢印方向に回転させながら、金属素管３４の外周面（表面）にガン５７で砥粒５８（＃２００）を吹き付けて金属素管３４表面を凹凸に荒らしていく。実施例１では、サンドブラストの砥粒の番手として＃３２０を選択したが、本実施例では、より粗い＃２００番手を用いて表面粗しの程度を強くした。ガン５７は金属素管３４の両端部位置と対応する位置の２箇所に設置されている。そして金属素管３４の長手方向中央部１３２ｍｍの領域はマスキング部材５９で覆われている。これにより、図１０（ａ）に示したように、金属素管３４の長手方向（母線方向）において、両端部から５０ｍｍの領域（母線方向両端部）のみブラスト処理が施される。これによってブラスト処理後のスリーブ基体３４’の外周面の表面粗さは、スリーブ基体３４’の長手方向中央部の外周面よりも長手方向中央部以外の長手方向端部（母線方向両端部）の外周面の方が粗くなる。これは、金属素管３４の長手方向端部（母線方向両端部）のみにブラスト処理を施して長手方向中央部よりも長手方向端部の粗面化を図っていることに因る。これにより、スリーブ基体３４’は、ブラスト処理領域と対応する長手方向両端部に長手方向中央部よりも外径が大きい領域を有する逆クラウン形状に作製されている（図１０（ｂ））。つまり、スリーブ基体３４’外周面はダンベル型の逆クラウン形状となっている。従って、スリーブ基体３４’は、長手方向中央部の外周面と長手方向中央部以外の長手方向端部の外周面に外径差を生じる。

実施例１では、ガン５７を金属素管３４の軸線方向に移動させて金属素管３４の外周面にブラスト処理を行なっている。これに対して、本実施例では、２つのガン５７を用いて同時に金属素管３４の長手方向端部の外周面にブラスト処理を行なっているため、迅速に逆クラウン形状のスリーブ基体３４’を得ることができる。

スリーブ基体３４’の製作法として、例えば、金属素管３４の回転数を２５ｒｐｍ、長手方向端部のブラスト時間を１０ｓｅｃとした場合、ブラスト処理前は、金属素管３４の端部から１０ｍｍ内側の位置の外径がφ１８．０であった。これに対して、ブラスト処理後の金属素管３４の端部から１０ｍｍ内側の位置の外径はφ１８．０４となっていた。従って、ブラスト処理により、金属素管３４の長手方向端部の外周面が０．０２ｍｍ伸びたことになる。

ブラスト処理の後に、トナーがスリーブ基体３４’の外周面（表面）にオフセットすることを防止する目的で、スリーブ基体３４’表面に表層３６として離型性に優れるフッ素樹脂層を１０μｍ程度スプレー塗布した。フッ素樹脂層として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）とポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を配合したコート剤を用いた。本実施例においても、ブラスト処理を施すことによって、スリーブ基体３４’と表層たるフッ素樹脂層との接着強度を高める効果も併せ持つようにした。

図１１は金属製スリーブ３３の逆クラウン量の説明図である。

金属素管３４にブラスト処理を施して作製したスリーブ基体３４’表面にフッ素樹脂層３６をコーティングした金属製スリーブ３３において、金属製スリーブ３３の長手方向端部から１０ｍｍ内側の位置（Ｌ１、Ｌ３）と中央部（Ｌ２）の外径を測定した。そして、位置（Ｌ１）と（Ｌ２）の差（Ｌ１−Ｌ２）、及び位置（Ｌ２）と（Ｌ３）の差（Ｌ３−Ｌ２）の平均値を逆クラウン量（μｍ）と定義する。表層であるフッ素樹脂層３６は厚み１０μｍでスリーブ基体３４’の長手方向にわたって略均一であるので、スリーブ基体３４’の端部と中央部の外径差が、逆クラウン量として算出されることになる。

実施例１と同様、紙シワの評価を行った結果を表２に示す。紙シワの評価に用いた記録材及びプリンタは実施例１と同じである。金属製スルーブ３３の逆クラウン量は、０μｍ（ストレート形状）、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍの４水準で確認した。

実施例１と同じく、金属製スルーブ３３の逆クラウン量が大きいほど、ニップ部Ｎにおいて記録材搬送方向と直交する記録材Ｐの端部が外側に引っ張られることで、記録材Ｐの搬送が安定する。４０μｍの逆クラウン量であれば、完全に紙シワの発生を防止することができた。従って、本実施例の金属製スルーブ３３の逆クラウン量は、４０μｍとなるようにした。

本実施例の金属製スリーブ３３を具備させた定着装置２２は、加圧ローラ４０の加圧力が約１５２Ｎ（１５．５ｋｇｆ）と大きく、金属製スリーブ３３をより楕円状につぶして回転させる構成をとっている。

図１２は金属製スリーブ３３を楕円状につぶしたときの金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａを表わす図である。図１３は楕円状につぶしたときの金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａと端部フランジ３０の関係を表わす図である。

スリーブ基体３４’の長手方向両端部の外周面にブラスト処理を施した場合には、図１２に示すように、金属製スリーブ３３を楕円状につぶしたときに、金属製スリーブ３３の長手方向両側の長手方向端部３３ａが内側に折れ曲がるという現象が発生する。

本実施例では、図１３に示したように、端部フランジ３０に溝部３１を設けることで、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａが端部フランジ３０と摺擦して受けるダメージを軽減するとともに、長手方向端部３３ａが庇を形成する構成とした。即ち、長手方向端部３３ａは、端部フランジ３０の溝部３１内で内面側に折れ曲がっており、外部からの異物を溝部３１内に導く役目を果たしている。これにより、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａから砂などの異物が金属製スリーブ３３内部に侵入しにくくなるため、異物による金属製スリーブ３３端部の凹み、穴あき、削れ、破壊等の発生を低減することができる。

本実施例では、金属製スリーブ３３において、スリーブ基体３４’の長手方向端部は同一のブラスト条件でブラスト処理を行なったが、実施例１で説明したように、端部に向かうに連れてブラスト処理を強めても良い。また、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａが内側に折れ曲がり過ぎると、その長手方向端部３３ａが端部フランジ部材３０に突き当たることがある。長手方向端部３３ａが端部フランジ部材３０に突き当たると、スリーブクラックの発生源になりやすいだけでなく、ニップ部Ｎにおいてヒータ２９の保護層３を傷付けてしまうことがある。そのため、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａ付近は逆にブラスト処理を弱めることで、折れ曲がり度合いを少なくしても良い。また、スリーブ基体３４’の長手方向端部のみブラスト処理を施してＰＦＡチューブを被覆する場合には、中央部の接着強度が弱いという問題が発生する。この問題に対しては、プライマを用いれば問題ないが、中央部に弱いブラスト処理を施しておいても良い。

本実施例の金属製スリーブ３３は、実施例１の金属製スリーブ３３と同様、外周面にブラスト処理が施された逆クラウン形状のスリーブ基体３４’を有するので、実施例１の金属製スリーブ３３と同様な作用効果を奏し得る。

また、本実施例の金属製スリーブ３３は、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａが内面側に折れ曲がって庇を形成する。そのため、金属製スリーブ３３の長手方向端部３３ａから金属製スリーブ３３内部への異物の侵入を防止することができる。

定着装置の一例の模式的横断面図 定着装置の斜視模型図 （ａ）ヒータ構成と温調制御系の説明図、（ｂ）ヒータの横断面図 （ａ）は金属製スリーブの一例の正面図、（ｂ）はその金属製スリーブの長手方向端部の横断面拡大模型図 サンドブラスト処理の説明図 （ａ）は金属素管を表わす図、（ｂ）はスリーブ基体を表わす図 金属製スリーブの逆クラウン量の説明図 （ａ）は金属製スリーブの他の例の正面図、（ｂ）はその金属製スリーブの長手方向端部の横断面拡大模型図 サンドブラスト処理の説明図 （ａ）は金属素管を表わす図、（ｂ）はスリーブ基体を表わす図 金属製スリーブの逆クラウン量の説明図 金属製スリーブを楕円状につぶしたときの金属製スリーブの長手方向端部を表わす図 楕円状につぶしたときの金属製スリーブの長手方向端部と端部フランジの関係を表わす図 画像形成装置の一例の構成模型図

符号の説明

２２：定着装置、３３：金属製スリーブ、３３ａ：金属製スリーブの長手方向端部、３４：金属素管、３４’：スリーブ基体、３５，３６：表層、４０：加圧ローラ、Ｎ：ニップ部、Ｐ：記録材

Claims (4)

1. 金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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、
   前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向中央部から両端部に向かって徐々に強く施されていることによって外径が中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなっていることを特徴とする像加熱装置。
2. 金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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用いられる可撓性スリーブにおいて、
   前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向中央部から両端部に向かって徐々に強く施されていることによって外径が中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなっていることを特徴とする可撓性スリーブ。
3. 金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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、
   前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向両端部のみに施されていることによって両端部に中央部よりも外径が大きな領域を有することを特徴とする像加熱装置。
4. 金属製ベース層を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブの外周面に接触しており前記ヒータと協働してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で画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用いられる可撓性スリーブにおいて、
   前記金属製ベース層は、その外周面が噴射加工されており、前記噴射加工が前記可撓性スリーブの母線方向両端部のみに施されていることによって両端部に中央部よりも外径が大きな領域を有することを特徴とする可撓性スリーブ。