像加熱装置
【課題】 定着ローラの表面に加熱部材が接触する接触式の外部加熱定着装置において、定着ローラ表面に発生する傷を抑える。
【解決手段】 定着ローラと定着ローラ表面に接触する加熱部材を、加熱部材が接触した状態で相対的に定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ移動させる。
【解決手段】 定着ローラと定着ローラ表面に接触する加熱部材を、加熱部材が接触した状態で相対的に定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機・レーザービーム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に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に搭載する定着装置として、加熱部材を定着ローラの表面（外周面）側に配置し、定着ローラを外周面側から加熱する方式（以下、外部加熱定着方式と記す）が提案されている（特許文献１）。定着ローラの外周面のみを加熱することで、定着ローラ表面を所望の温度に立ち上げるまでの時間を短縮すると共に、消費電力を低減することが可能である。この外部加熱定着方式の定着装置としては、加熱部材を定着ローラ外周面に接触させる接触式と、熱源としてハロゲンヒータ等を用いて定着ローラの外周面を加熱する非接触式とに大別される。接触式の外部加熱定着装置は、セラミックヒータ等の熱源を直接定着ローラに接触させ熱を伝えるので非接触式に比べ熱の伝搬効率が高いというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接触式の外部加熱定着装置では加熱部材が定着ローラ表面と接触するので、定着ローラ表面に摺擦傷が付くことがある。加熱部材と定着ローラの間に紙紛などの異物が挟まった場合、加熱部材と定着ローラの間に挟まっている異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦するので、定着ローラ表面に回転方向に沿った傷がついてしまう。トナー像を記録材に定着する時に定着ローラの表面形状が記録材上のトナー像に転写されるため、定着ローラの表面に付いた傷による縦筋等の画像不良が定着後のトナー像に現れることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するための本発明は、画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が、前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動可能であることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、前記回転体の表面を部分的に前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転体と加熱部材のうち少なくとも一方が、回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ回転体と加熱部材が接触した状態で移動可能であるので、回転体表面の傷の深さを浅く抑えることができ、回転体表面の傷に起因する画像への影響を抑えることができる。
【０００８】
また、回転体の表面を部分的に回転体の回転方向に対して交差する方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有するので、回転体表面に傷が生じてもそれを修復でき、回転体表面の傷に起因する画像への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の像加熱装置の断面図。
【図２】実施例１の像加熱装置の正面図。
【図３】実施例１の像加熱装置を上方から見た図。
【図４】実施例１の像加熱装置と比較例の像加熱装置の印字耐久試験による定着ローラ表面の傷の発生状況果を示す図。
【図５】実施例１の像加熱装置の変形例であり、加熱部材の一部である摺動層のみをスライドさせる構成の正面図。
【図６】実施例２の像加熱装置の正面図。
【図７】図６の像加熱装置の加熱部材の位置とは異なる位置に加熱部材をスライドさせた状態を示す正面図。
【図８】実施例２の像加熱装置の変形例であり、加熱部材の一部である摺動層のみをスライドさせる構成の正面図。
【図９】実施例２の像加熱装置の変形例であり、定着ローラをスライドさせる構成の正面図。
【図１０】定着ローラがＲ２方向に回転し且つＡ６方向にスライドする場合に定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図１１】（１）は定着装置製造時に定着装置に装着する前の新品の定着ローラの表面の偏光顕微鏡写真、（２）は定着ローラを１０分間往復移動させた後の定着ローラの表面の偏光顕微鏡写真である。
【図１２】新品の定着ローラ表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真とその模式図。
【図１３】発熱している状態の加熱部材に対して定着ローラを往復移動させて摺擦させた後の定着ローラ表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真とその模式図。
【図１４】（１）は定着ローラと加熱部材が両者共に軸方向へスライドしないように固定した比較例の構成で、定着ローラを回転させた後のローラ表面の偏光顕微鏡観察写真及びその模式図、（２）は定着ローラと加熱部材が軸方向へ相対移動する実施例の構成で、定着ローラを回転させた後のローラ表面の偏光顕微鏡観察写真及びその模式図。
【図１５】加熱部材の往復移動方向を定着ローラの回転軸方向に対して角度Ｙずらせた構成で、定着ローラがＲ２方向に回転し且つＡ８方向にスライドする場合に定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図１６】実施例３の像加熱装置の正面図。
【図１７】実施例３の像加熱装置の断面図。
【図１８】実施例４の像加熱装置の断面図。
【図１９】実施例４の像加熱装置で定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図２０】実施例５の像加熱装置の断面図。
【図２１】実施例５の像加熱装置に用いられる定着ベルトの断面構成図。
【図２２】実施例５の像加熱装置を上方から見た図。
【図２３】本発明の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
本発明の実施例１を以下に説明する。まず、本実施例の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置を説明し、次いで、本発明に係わる像加熱装置について詳しく説明する。
【００１１】
［画像形成装置本体構成］
被加熱体である記録材上に未定着トナー像を形成する方法は一般的であり、図２３に示す概略図を用いて説明する。
【００１２】
本実施例における画像形成装置５０は、記録材搬送ベルト９上に担持した一枚の記録材Ｐ上にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次転写することで、一つの画像を形成する方式のフルカラープリンタである。感光ドラム１の周囲には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、画像情報に応じたレーザ光を感光ドラム１に照射する露光装置３、感光ドラム１に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像器５が配置されている。また、記録材搬送ベルト９の感光ドラム１が配置された側とは反対側には感光ドラム１から記録材Ｐへトナー像を転写させる電圧が印加される転写ローラ１０が配置されている。番号１６は感光ドラムクリーナである。
【００１３】
画像形成を実行する場合、感光ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。負極性に帯電された感光ドラム１は、露光手段３から出射するレーザ光Ｌにより走査され表面に静電潜像が形成される（露光された部分は表面電位が上がる）。そして１色目のイエロートナーが入った現像器５によって、感光ドラム上の静電潜像部にトナーを付着させ、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
【００１４】
一方、記録材搬送ベルト９は、二つの支持軸（駆動ローラ１２、テンションローラ１４）に支持されており、図中矢印Ｒ４方向に回転する駆動ローラ１２によって、矢印Ｒ３方向に回転する。記録材Ｐは、給紙ローラ４によって給紙されると、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ６によって帯電され、記録材搬送ベルト９上に静電吸着し搬送される。記録材Ｐが転写ニップＮ１に搬送されると、記録材搬送ベルト９に従動回転する転写ローラ１０に不図示の電源から正極性の転写バイアスが印加され、感光ドラム１上のイエロートナー像は、転写ニップ部Ｎ１において記録材Ｐ上に転写される。転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。
【００１５】
以上の帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、２色目のマゼンタＭ３０、３色目のシアンＣ３０、４色目のブラックｋ３０の各現像カートリッジについても順次行い、記録材搬送ベルト９上の記録材Ｐに４色のトナー像を重ね合わせる。４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着装置１００に搬送されて記録材Ｐ上のトナー像は記録材Ｐに加熱定着され、その後プリンタの外に排出される。
【００１６】
［定着装置（像加熱装置）］
次いで、本発明の特徴である定着装置１００について以下に説明する。本実施例の定着装置１００は、上述のように立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的とした接触式の外部加熱定着装置である。上述のように接触式の外部加熱定着装置では、加熱部材と定着ローラの接触部に紙紛などの異物が挟まった場合、定着ローラの回転により異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦するため、定着ローラの回転方向に沿った傷が定着ローラ表面に付くことがある。本実施例では、定着ローラの回転方向とは異なる方向（交差方向）に加熱部材と定着ローラを相対的に摺動させることで、定着ローラの回転方向の傷を抑えることができる。以下に詳しく説明する。
【００１７】
図１に本実施例における定着装置の概略断面図を示す。定着ローラ（回転体）１１０の表面（外周面）には定着ローラ１１０を加熱する加熱部材１１２が接触しており、接触加熱部Ｎ１を形成している。また、加圧ローラ（バックアップ部材）１１１が定着ローラ１１０に接触しており定着ニップ部Ｎ２を形成している。トナー像Ｔを担持する記録材Ｐは定着ニップ部Ｎ２で挟持搬送されて加熱定着される。
【００１８】
定着ローラ１１０は外径φ２０ｍｍであり、外径φ１２ｍｍの鉄製の芯金１１７の外側にシリコーンゴムを発泡した厚さ４ｍｍの弾性層１１６（発泡ゴム層）が形成されている。定着ローラ１１０は、熱容量が大きく且つ熱伝導率が大きいと、外周面から受ける熱が定着ローラ１１０内部へ吸収され易く、表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、弾性層１１６はできるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着ローラ１１０表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。上記シリコーンゴムを発泡した発泡ゴムの熱伝導率は０．１１〜０．１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、０．２５〜０．２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のソリッドゴムよりも熱伝導率が低い。また、熱容量に関係する比重は、ソリッドゴムが約１．０５〜１．３０であるのに対して、発泡ゴムが約０．７５〜０．８５であり、低熱容量でもある。従って、弾性層として発泡ゴムを用いれば定着ローラ１１０の表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。
【００１９】
定着ローラ１１０の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると接触加熱部Ｎ１の定着ローラ回転方向の幅が狭くなってしまうので適度な大きさが必要である。このことを考慮した本実施例の定着ローラ１１０の外径はφ２０ｍｍである。弾性層１１６の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金１１７に熱が逃げ易いので適度な厚みが必要である。このことを考慮した本実施例の定着ローラの弾性層１１６の厚さは４ｍｍである。
【００２０】
弾性層１１６の上には、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１８が形成されている。離型層１１８は弾性層１１６にチューブを被覆させたもの、弾性層１１６表面に塗料をコートしたもの、いずれであっても良いが、本実施例では耐久性が優れるチューブを使用した。離型層１１８の材質としては、ＰＦＡの他に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。
【００２１】
定着ローラ１１０の表面硬度は、低ければ軽圧でも接触加熱部Ｎ１の幅が得られるが、低すぎると耐久性が悪化するため、本実施例の定着ローラ１１０の表面硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で、４０〜４５°とした。定着ローラ１１０は、不図示の駆動源から動力を受けて図中矢印Ｒ２方向に表面移動速度６０ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。
【００２２】
加圧ローラ１１１は、定着ローラ１１０から熱を奪いにくいように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましい。本実施例の加圧ローラ１１１は定着ローラ１１０と同様の構成のものを用いた。加圧ローラ１１１の外径はφ２０ｍｍであり、φ１２ｍｍの鉄製の芯金１２１の外側に厚さ４ｍｍの発泡ゴム弾性層１２２が形成され、最表層にはＰＦＡからなる離型層１２３が設けられている。加圧ローラ１１１は、加圧ローラ加圧バネ１２４によって軸受け１２５を介して図中矢印Ａ２方向に１４７Ｎの力で加圧されている。これにより定着ローラ１１０との間に幅７ｍｍの定着ニップ部Ｎ２が形成されている。加圧ローラ１１１は定着ローラ１１０から動力を受けて矢印Ｒ３方向へ従動回転する。
【００２３】
定着ローラ１１０の離型層１１８に接触する本実施例の加熱部材１１２は、熱源である加熱ヒータ１１３と、加熱ヒータ１１３を保持する耐熱樹脂製のヒータホルダ１１９と、加熱ヒータ１１３の定着ローラ１１０側の面に設けられており定着ローラ１１０と接触する摺動層１２０を有する。
【００２４】
加熱部材１１２は、加圧バネ１１４によって図中矢印Ａ１方向に９８Ｎの力で加圧されている。これにより、定着ローラ回転方向の幅が５．５ｍｍの接触加熱部Ｎ１が形成されている。加熱ヒータ１１３は、定着ローラ回転方向の幅６ｍｍ、厚さ１ｍｍのセラミック基板（本実施例の基板の材質はアルミナ）と、セラミック基板上にスクリーン印刷した厚み１０μｍのＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の発熱抵抗層と、発熱抵抗層を覆う保護層としての厚み５０μｍのガラス層と、を有する。
【００２５】
加熱ヒータ１１３のガラス面を定着ローラ１１０表面に直接接触させて定着ローラ１１０表面を加熱しても良いが、本実施例では、加熱ヒータ１１３の表面に離型性と摺動性に優れた摺動層１２０を設けた。この摺動層１２０は、定着ローラ１１０の表面にオフセットしたトナーが加熱部材１１２へ付着するのを抑えると共に、定着ローラ１１０との摺動による摩擦力を低減させる。摺動層１２０の材質としては、トナーとの離型性に優れたＰＦＡや、摺動性に優れたＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いると良い。摺動層１２０は、厚すぎると加熱ヒータ１１３の熱が定着ローラ１１０に伝わりにくくなり、薄すぎると耐久性が不足するため、厚さは１〜１００μｍが好ましい。また摺動層１２０は、加熱ヒータ１１３との接触熱抵抗を少なくするため加熱ヒータ１１３のガラス層に直接コートしても良く、あるいは耐久性と表面性が良好なシート状のものを加熱ヒータ１１３と定着ローラ１１０の間に設置する構成でも良い。シート状のものを用いた場合、加熱ヒータ１１３の定着ローラ回転方向上流側エッジ及び下流側エッジ部を覆うように設置できるため、加熱ヒータ１１３のエッジから定着ローラ１１０を保護できる利点がある。本実施形態においては、摺動層１２０として厚さ５０μｍのＰＦＡシートを用い、加熱ヒータ１１３のエッジを覆うように設置した。
【００２６】
加熱ヒータ１１３の背面には、発熱抵抗層の発熱に応じて昇温したセラミック基板の裏の温度を検知する温度検知素子１１５が配置されている。この温度検知素子１１５の信号に応じて、セラミック基板長手方向（定着ローラの回転方向に対して直交する方向）端部にある不図示の電極部から発熱抵抗層に供給する電力を適切に制御することで、加熱ヒータ１１３の温度を調整している。本実施例では、温度検知素子１１５の検知温度が目標温度を維持するように発熱抵抗層への通電を制御している。そして、加熱ヒータ１１３が発する熱は、接触加熱部Ｎ１を介して定着ローラ１１０の表面に伝わる。定着処理中の目標温度は１８０℃である。
【００２７】
なお、本実施例の定着装置の熱源は定着ローラ１１０の離型層１１８に接触する加熱部材１１２だけであり、定着ローラ１１０の内部に熱源はない。また、加熱ヒータ１１３が発する熱を定着ローラ１１０へ効率よく伝えるためヒータホルダ１１９の材質は断熱効果が高いものが好ましい。
【００２８】
未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、不図示の搬送手段により定着ニップ部Ｎ２に搬送されると、定着ローラ１１０の表面の熱は未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに移り、記録材Ｐ表面にトナー像Ｔが加熱定着されるようになっている。
【００２９】
次に、加熱部材１１２と定着ローラ１１０を定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ相対的に摺動させる構成、すなわち回転体と加熱部材のうち少なくとも一方が回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ回転体と加熱部材が接触した状態で移動可能な構成（移動機構）について説明する。
【００３０】
図１中矢印Ａ３方向から見た正面図を図２に示す。加熱部材１１２の長手方向端部には、ラック１２７が設けられており、不図示の駆動手段により（ピニオン）ギア１２６を図中矢印Ｒ４方向に回転させることで、加熱部材１１２は図中矢印Ａ４方向（定着ローラの軸方向）にスライドするようになっている。加熱部材１１２のＡ４方向へのスライドは、定着ローラ１１０の回転、停止にかかわらず、常に行なわれても良いが、定着ローラ１１０の停止時に行なわれると、定着ローラ１１０表面に軸方向と平行な傷がついてしまう可能性がある。本実施例では、定着ローラ１１０が回転している時だけ加熱部材１１２をスライドさせるようにした。本実施例の定着装置は、定着ローラ１１０を軸方向（長手方向）へ動かす構造は有していない。したがって、加熱部材１１２が軸方向へスライドする時、定着ローラ１１０は軸方向には動かず固定されている。
【００３１】
図３に、図２中矢印Ａ１方向からみた図を示す。点線で示した加熱部材１１２は、定着ローラ１１０が矢印Ｒ２方向に回転する時に矢印Ａ５方向にスライドする。そのため、図３のように加熱部材１１２側の固定点から定着ローラ１１０表面を見ると、定着ローラ１１０表面は、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転による移動（ベクトルＶｒ）と加熱部材１１２のＡ５方向へのスライドによる移動（ベクトルＶｈ）との合成方向Ｖｌ（＝Ｖｒ＋Ｖｈ）へ移動することになる。
【００３２】
定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して、定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２と交差する方向である斜め方向Ｖｌへ常に動くため、接触加熱部Ｎ１の中に紙紛などの異物が挟まっても、異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦することがない。そのため、定着ローラ１１０表面の傷が画像上に縦筋として現れてしまう程の深さや太さとなるのを抑えられる。
【００３３】
定着ローラの回転方向と交差する方向に定着ローラと加熱部材が相対的に摺動する構成でない場合、定着ローラと加熱部材の間に異物が挟まると、定着ローラの表面に深い傷が生じてしまうことがある。定着ローラの傷は、定着時に記録材上のトナー像に転写される。文書やハーフトーンなどの低印字率画像では定着ローラの傷がトナー画像に縦筋として現れにくいが、ベタ画像や写真などの高印字率画像では定着ローラの傷がトナー画像に縦筋として現れやすい。また、トナー画像に生じる縦筋は、光沢を必要とする光沢紙などに画像を形成する場合に特に見えやすい。なぜなら、画像の光沢度を上げるには、トナーを充分に溶融させて定着ローラの表面形状をトナー画像の表面に充分転写させる必要があるためである。
【００３４】
定着ローラの傷の深さは、深いほど縦筋として見えやすく、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が３μｍ以上になると、光沢を必要とする光沢紙などにおいて高印字率画像を定着させた場合に縦筋として見えてしまう。更に、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が６μｍ以上になると、光沢紙では縦筋が目立つようになってしまい、光沢を必要としない普通紙においても画像の印字率によっては縦筋が見えてしまう場合がある。そのため、定着ローラの表面粗さとしては、十点平均粗さＲｚで３μｍ以下に抑える必要がある。十点平均粗さＲｚが３μｍ以下の深さの傷では、光沢を必要とする光沢紙などにおいて高印字率画像を定着させても、縦筋として人の目により判別しにくくなる。
【００３５】
定着ローラの回転方向と交差する方向に、定着ローラと加熱部材が相対的に摺動する本実施例の構成と、定着ローラと加熱部材が定着ローラ回転方向と交差する方向へ相対移動しない比較例の構成において、印字耐久試験を行い比較した。印字耐久試験は、印字率５％の画像を複数枚の記録材に連続印字し、連続１万枚までは１０００枚毎に、連続１万枚以降は１万枚毎に、定着ローラの傷の確認を行った。定着ローラの傷の確認は、表面粗さ計による傷の深さの測定と、普通紙と光沢紙によるベタ画像上の縦筋の有無で確認した。
【００３６】
図４に、印字耐久試験による定着ローラの傷の深さの結果を示す。なお、横軸のスケールは、数値１０が１００００枚を示している。比較例の構成では、４０００枚印字の時点で定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）が３μｍ以上になり、光沢紙のベタ画像上に縦筋が発生した。更に３万枚印字の時点で定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）が６μｍ以上になってしまい、普通紙にベタ画像を形成した場合においても画像上に縦筋が発生してしまった。
【００３７】
一方、本実施例の構成では、定着ローラ１１０の回転時に加熱部材１１２が定着ローラ１１０の回転方向と直角方向に両者が接触した状態でスライドするため、本実施例の定着器の寿命である１０万枚まで、定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができた。そのため、縦筋が見えやすい光沢紙に画像形成し定着しても、定着器の寿命までベタ画像上に縦筋状の画像不良が発生することがなかった。
【００３８】
また、小サイズの紙を多量に通紙した場合など、紙コバ（エッジ）で定着ローラ１１０に回転方向の傷が発生してしまうことがあるが、本実施例の構成により、小サイズの紙を多量に通紙した場合などにおいても、小サイズ紙のエッジが要因の縦筋が画像上に現れるのを抑えることができる。
【００３９】
なお、以上説明した構成においては、加熱部材１１２全体をスライドさせる構成であるが、加熱ヒータ１１３やヒータホルダ１１９は固定したまま、摺動層１２０と定着ローラ１１０を定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する方向に相対的に摺動させても良い。例えば、加熱ヒータ１１３及びヒータホルダ１１９を固定し、摺動層１２０のみを軸方向にスライドさせた構成でも良い。
【００４０】
図５に一例として、摺動層１２０のみをスライドさせる構成を示す。シート状の摺動層１２０を巻き取る巻き取りローラ１２８が設けられており、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転時に、巻き取りローラ１２８はＲ５方向に回転し、摺動層１２０を巻き取る構成である。この構成においても、加熱部材１１２の摺動層１２０が矢印Ａ５方向にスライドするため、図２の構成と同様に、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２と交差する斜め方向へ動く。そのため、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラ１１０表面に発生するのを抑えることができる。
【００４１】
また、本実施例の構成では、定着ローラ１１０を固定し、加熱部材１１２をスライドさせた構成であるが、加熱部材１１２を固定し、定着ローラ１１０の回転方向とは交差する交差方向へ定着ローラ１１０をスライドさせても良い。もしくは、加熱部材１１２と定着ローラ１１０の両方を交差方向へ相対的にスライドさせるような構成でも良い。
【００４２】
加熱部材１１２や定着ローラ１１０のスライド方向も軸方向に限らない。定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する方向へ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が摺動すれば、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため同様の作用効果が得られる。
【００４３】
なお、本実施例のように、加熱部材が定着ローラ（回転体）を加熱しつつ定着ローラが回転している時に、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が、定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向へ定着ローラと加熱部材が接触した状態で移動可能な構成にすれば、定着ローラの表面を部分的に回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有し、定着ローラ表面に発生する傷を修復する効果もある。このことに関しては次の実施例２以降で説明する。
【００４４】
（実施例２）
本発明の実施例２を以下に説明する。実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号及び番号で示し、説明を省略する。
【００４５】
本実施例では、加熱部材１１２と定着ローラ１１０の少なくとも一方が、両者が接触した状態で定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する交差方向へ往復移動する。以下に詳しく説明する。
【００４６】
図６は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の正面図である。実施例１同様、定着ローラ１１０は軸方向には固定されており、定着ローラ１１０の矢印Ｒ２方向の回転によって加圧ローラ１１１は矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００４７】
加熱部材１１２は定着ローラの回転軸方向と平行な方向にスライド可能であり、片側から加圧バネ１３０により矢印Ａ７方向へ４９Ｎの力で加圧され矢印Ａ６方向へスライドする。一方、加熱部材１１２の加圧バネ１３０が設置された側とは反対側にはカム１２９が設けられており、カム軸１３３を中心に矢印Ｒ６方向に不図示の回転手段により回転するようになっている。
【００４８】
図６に対してカム１２９が１８０°回転した様子を図７に示す。カム１２９が図６に示す位相から１８０°回転すると、加熱部材１１２はカム１２９に押され矢印Ａ８方向にスライドする。更にカム１２９が矢印Ｒ６方向に１８０°回転すると、加熱部材１１２は加圧バネ１３０により矢印Ａ７方向に加圧されているため図６の位置に戻る。すなわち、カム１２９が矢印Ｒ６方向に回転している間、加熱部材１１２が軸方向（定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する交差方向）へ往復移動する。カム１２９は、定着ローラ１１０の回転時に矢印Ｒ６方向へ回転し加熱部材１１２を往復移動させる。そのため、実施例１同様に、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる斜め方向へ動き、定着ローラ１１０表面に発生する傷の深さを浅く抑える効果がある。
【００４９】
また、実施例１と同様に、定着ローラ１１０表面に発生した傷を修復する効果も得られる。カム１２９による加熱部材１１２のスライド量Ｗ１を１ｍｍ程度とすると定着ローラ表面の傷を浅くしたり、傷を修復する効果が得られるが、スライド量Ｗ１は大きい方がその効果は大きく、本実施例ではスライド量Ｗ１を４ｍｍとした。また、加熱部材１１２の往復の周期は、定着ローラ１１０の回転周期と重なってしまうと接触加熱部Ｎ１において定着ローラ表面の同じ個所を摺擦しまうため、少なくとも加熱部材１１２一往復の周期と定着ローラ１１０の一周期とは同期させないほうが好ましい。本実施例では、定着ローラ１１０の一周期が約１．０５秒であるのに対して、加熱部材１１２のスライドスピードを一往復あたり６秒とした。
【００５０】
本実施例の構成では、加熱部材１１２を軸方向にスライドさせるのに往復移動を利用しているため、スライドさせる部材の長手方向長さによらず半永久的にスライドを行なうことができる。
【００５１】
以上説明した構成により、実施例１と同様の印字耐久試験を行なった。加熱部材１１２の軸方向の往復移動により、実施例１の構成と同様、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動く。そのため、定着ローラ１１０表面の傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができ、実施例１と同様に、紙種及び画像印字率を問わず、定着器の寿命まで縦筋等の画像不良の発生を抑えることができた。
【００５２】
なお、本実施例は加熱部材１１２全体を往復移動させた構成であるが、加熱部材の一部である摺動層１２０のみを軸方向に往復移動させる構成でも良い。図８に、一例として摺動層１２０のみを往復移動させる構成を示す。シート状の摺動層１２０を往復移動させる巻き取りローラ１３１、１３２が加熱部材１１２の両端部に設けられており、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転時に巻き取りローラ１３１、１３２は矢印Ｒ７方向に往復回転し、摺動層１２０を往復移動させる構成である。この構成においても、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため上述と同様の作用効果が得られる。
【００５３】
また、本実施例の構成では、定着ローラ１１０を固定し加熱部材１１２を軸方向へ往復移動させた構成であるが、加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向へ往復移動させる、もしくは加熱部材１１２と定着ローラ１１０の両方を相対的に往復移動させるような構成でも良い。図９に、一例として加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向へ往復移動させる構成の正面図を示す。図６、図７に示す加熱部材１１２を往復移動させる構成と同様に、カム１２９と加圧バネ１３０により定着ローラ１１０を往復移動させる構成である。また、加熱部材１１２や定着ローラ１１０を往復移動させる構成はこれらに限らず、実施例１のようにラックアンドギア（図２）を用いてギア１２６を往復回転させる構成などでも良い。加熱部材１１２や定着ローラ１１０を往復移動させる方向も、定着ローラの軸方向と平行な方向に限らず、定着ローラ１１０の回転方向と異なる方向へ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が相対的に摺動すれば、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して、定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため上述と同様の作用効果が得られる。
【００５４】
次に、定着ローラ１１０が回転し且つ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が接触した状態で交差方向へ相対移動している時に、定着ローラ１１０が加熱部材１１２との摺動によって受ける摩擦力を図１０を用いて説明する。なお、以下の説明では、加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向に往復移動させる構成を前提とする。
【００５５】
定着ローラ１１０は回転しているため、加熱部材１１２との接触加熱部Ｎ１で定着ローラ表面は回転方向とは逆向きの摩擦力Ｆｒを受ける。さらに、定着ローラが軸方向に往復運動しているため、定着ローラ表面はその移動方向とは逆向きの摩擦力を受ける。図１０では定着ローラ１１０がＡ６方向に移動中の場合に受ける摩擦力Ｆｓを示した。この２つの摩擦力の合力として定着ローラ表面は力Ｆ１を受けることになる。このように定着ローラ１１０が往復運動をしているため、力Ｆ１は回転方向以外の成分を持ち、また力の大きさも時間とともに周期的に変化する。
【００５６】
定着ローラと加熱部材が相対的に交差方向へスライドしない構成の場合、接触加熱部Ｎ１に紙粉などの異物が挟まると、異物は接触加熱部Ｎ１内にひっかかり留まりやすい傾向にあった。したがって異物が接触加熱部Ｎ１に留まってしまうと、異物が定着ローラ表面の同じ箇所を削り、定着ローラの回転方向に深い傷が発生してしまうことになる。
【００５７】
これに対し定着ローラと加熱部材が相対的にスライドする構成を用いると、接触加熱部Ｎ１で異物が受ける摩擦力は、前述のように定着ローラの回転方向以外にも発生するため、仮に接触加熱部Ｎ１に異物がはさまっても異物が接触加熱部Ｎ１をすり抜けやすい性質が生じる。
【００５８】
そのため、異物が定着ローラ表面の同じ箇所を傷つけることはなくなり、定着ローラ表面上に深い傷が発生するのを抑えることができる。
【００５９】
また、上述の摩擦力Ｆ１と加熱部材１１２からの加熱により、定着ローラ１１０の表面の離型層１１８が部分的に定着ローラの回転方向に対して交差する方向に引き伸ばされ鱗片状の表面に変形する。図１１（１）は定着装置製造時に定着装置に装着する前の新品の定着ローラの表面の写真、図１１（２）は実施例２の方法で定着ローラ１１０を１０分間往復運動させた後の定着ローラの表面の写真である。それぞれ偏光顕微鏡で観察した結果である。図１１（２）のように、鱗片状に引き伸ばされた離型層１１８が、定着ローラ１１０の表面全体に発生する。
【００６０】
次に、定着ローラ表面に発生する傷が本実施例の構成によって修復できる仕組みを説明する。
【００６１】
上記のように、離型層のうち鱗片状に引き伸ばされ変形した部分が定着ローラ１１０表面の傷を覆うことで、定着後の画像上に縦筋が現れにくくなる。この鱗片状に引き伸ばされ変形した部分が定着ローラ１１０表面の傷全てを覆いつくすことができなくても、傷の上を所々覆うことができていれば、定着ローラの傷による画像不良が定着後の画像上に現れるのを大幅に抑えられることが判明した。
【００６２】
ここで図１２及び図１３は、定着ローラ１１０表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したものである。図１２は新品の定着ローラ１１０表層を、図１３は発熱している状態の加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０を往復運動させて摺擦させた後の表層を、それぞれ観察した写真及び模式図である。
【００６３】
図１２のように新品の定着ローラ表層（離型層）が平滑であるのに対し、図１３のように摺擦後の定着ローラ表層（離型層）には部分的に鱗片状に引き伸ばされ変形した部分があり、この変形した部分が傷の上を覆っている様子がわかる。
【００６４】
上述のように、離型層１１８を部分的に燐片状に引き伸ばし変形させるには、定着ローラ１１０表面（離型層）を軟化させ且つ引き伸ばすための摩擦力と温度が必要である。
【００６５】
まず、定着ローラ１１０表面に掛かる摩擦力は、前述したように定着ローラ１１０と加熱部材１１２の摺動によって発生する摩擦力Ｆ１がある。この摩擦力Ｆ１を得るために、本実施例では接触加熱部Ｎ１の面圧ピーク値を１．２×１０５Ｎ／ｍ２にしている。効果的に離型層１１８を燐片状に引き伸ばす摩擦力Ｆ１を得るために、接触加熱部Ｎ１の面圧ピーク値は９．８×１０４Ｎ／ｍ２以上であることが好ましい。
【００６６】
次に、離型層１１８を燐片状に引き伸ばす効果を得るための温度としては、離型層１１８のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度が必要である。本実施例において用いた離型層の材質であるＰＦＡのガラス転移点が約１１８℃であり、本実施例の定着装置の定着処理中の加熱部材設定温度である１８０℃であれば、定着処理中に離型層１１８を効果的に鱗片状に引き伸ばすことができる。
【００６７】
ところで、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者ともにスライドしないように固定され、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が回転方向のみ摺動する場合においても、上述した摩擦力と温度条件を満たしているため、離型層１１８は部分的に燐片状に引き伸ばされ変形する。しかしながら、本実施例のような傷を修復する効果は得られない。その理由を以下に説明する。
【００６８】
前述したように、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者ともにスライドしないように固定された構成では、定着ローラ１１０表面にかかる摩擦力Ｆｒは回転方向のみである。この場合、離型層１１８は回転方向に燐片状に引き伸ばされるため、鱗片状に引き伸ばされた部分が回転方向に深く発生した傷の上に覆い被さることがほとんどない。したがって傷を修復することができないのである。
【００６９】
図１４（１）及び図１４（２）は、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者共に軸方向へスライドしないように固定した比較例の構成と、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が軸方向へ相対移動する実施例の構成、それぞれの構成における定着ローラ回転後の表面を比較したものである。図中の写真は偏光顕微鏡観察画像であり、その隣に表層の状態をわかりやすく示した模式図を示してある。なお、比較例及び実施例共に、定着ローラ１１０の表面温度（≒加熱部材の目標温度）が１８０℃を維持するように制御された状態で１０分間定着装置を駆動させた後の表面状態を示している。
【００７０】
図１４（１）に示したように、比較例の場合、離型層１１８が傷の方向と同じ方向に沿うように燐片状に伸ばされているため、鱗片状の部分が傷を覆っていない。また、傷自体も大きく深くなっている。
【００７１】
一方、本実施例の場合、定着ローラ１１０が軸方向に往復運動し加熱部材と定着ローラが定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ相対移動するため、定着ローラ１１０の表面（離型層）が受ける摩擦力は回転方向以外の成分を持っている。したがって、図１４（２）に示すように、離型層１１８は回転方向以外のランダムな方向に鱗片状に引き伸ばされるため、鱗片状の部分が回転方向に発生した傷の上を覆い、傷を修復していることがわかる。また、図１４（１）に比べて傷自体も小さく浅いものになっている。
【００７２】
また、定着ローラ１１０表面の離型層１１８が燐片状に変形すると、仮に接触加熱部Ｎ１に異物が留まり定着ローラ表面を削っても、離型層の燐片状に変形した部分によって傷が断続的に途切れるため、傷が記録材上の画像に転写されにくくなるという効果も得ることができる。
【００７３】
本実施例のように定着ローラ１１０を往復移動させる構成においても、定着ローラ１１０上の離型層１１８を回転方向以外のランダムな方向（回転方向に対して交差する交差方向）に鱗片状に引き伸ばす機能を備えているため、上述の傷発生抑制効果と傷修復効果により、定着器の寿命である１０万枚まで定着ローラの表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができる。そのため、定着ローラの回転方向の傷が要因の縦筋が記録材上の画像に現れやすい光沢紙にベタ画像を形成する場合においても、画像不良が発生するのを抑えることができる。
【００７４】
また本実施例の構成により定着ローラ表層に鱗片状の凹凸が形成されても、この鱗片状の部分により定着後の画像の光沢度が低下するなどの弊害は起きにくい。なぜなら、離型層は鱗片状に変形する際に加熱と摩擦力によって十分に引き伸ばされるので、鱗片状の部分が定着後の画像の光沢度低下を招くような極端な段差にならないためである。
【００７５】
なお、定着ローラ１１０や加熱部材１１２を往復運動させる方向は軸方向に限らない。例えば加熱部材１１２の往復移動方向が定着ローラ１１０の回転軸に対して非平行となるようにずらした構成にしても良い。図１５は加熱部材１１２の往復移動方向を定着ローラ１１０の回転軸方向に対して角度Ｙずらせた構成を装置の上面から見た図である。この構成によっても、定着ローラ１１０の回転によって発生する摩擦力Ｆｒと、加熱部材１１２の往復運動による摩擦力Ｆｓが生ずる（図では加熱部材１１２がＡ８方向に移動している場合を示す）。摩擦力ＦｒとＦｓの合力Ｆ１は、定着ローラ１１０の回転方向以外の方向に成分を持つため、前述したように傷の発生を抑制し傷が発生しても修復することができる。
【００７６】
定着ローラ１１０の回転軸と加熱部材１１２の長手方向とのずらし角度Ｙがあまり大きくなると、定着ローラ１１０の表面にその軸方向（母線方向）に亘って均一に加熱部材を当接させるのが難しくなるため、角度Ｙは０°≦Ｙ≦１０°の範囲で設定するのが好ましい。本実施例ではＹ＝５°とした。
【００７７】
本実施例では摺動層１２０にフッ素樹脂であるＰＴＦＥのシートを用いたが、ヒータの熱を効率良く定着ローラ１１０に伝達するために、アルミ（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属シートを用いてもよい。
【００７８】
以上説明したように、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向へ定着ローラと加熱部材が接触した状態で往復移動可能な移動機構を設ければ、接触加熱部内の異物が定着ローラの軸方向の同一個所を傷つけるのを抑えることができる。また、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が、加熱部材が定着ローラを加熱している時に交差方向へ往復移動する構成にすれば、定着ローラ表面の傷を修復する効果が得られる。画像を担持する記録材を加熱処理（定着処理）している時にこのような往復移動を行うようにすれば、傷を修復するための時間を特別に設ける必要もないので特に好ましい。このように、定着装置に、定着ローラの表面を部分的に定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を持たせれば、定着ローラ表面は交差方向に摩擦力を受けるため、鱗片状の離型層が形成され傷修復効果が得られる。
【００７９】
（実施例３）
本発明の実施例３を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても、実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。本実施例では、接触加熱部Ｎ１において、定着ローラ１１０表面が加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向（交差方向）へ動くようにするために、加熱部材１１２を定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向へ回転させている。以下に詳しく説明する。
【００８０】
図１６は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の正面図である。実施例１同様、定着ローラ１１０は、軸方向には動かないように固定されており、定着ローラ１１０の矢印Ｒ２方向の回転により加圧ローラ１１１は矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００８１】
加熱部材１１２は、熱源である加熱ヒータ１１３がヒータホルダ１１９に保持され、定着ローラ１１０と接触する部分にはベルト状の摺動層１３７が設けられた構成となっている。摺動層１３７は駆動ローラ１３５とテンションローラ１３４に架け渡され、テンションバネ１３８により９．８Ｎの力で張られている。
【００８２】
図１６中矢印Ａ１０方向から見た定着装置の側面図を図１７に示す。摺動層１３７の幅Ｗ２は１５ｍｍであり、ヒータホルダ１１９と幅６ｍｍの加熱ヒータ１１３は、摺動層１３７に覆われている。加熱部材１１２の加圧は、支点１３９を支点にして回動する２枚の加圧板１３６が、摺動層１３７のベルト間を通り、加圧バネ１１４の力でヒータホルダ１１９を押圧することで行なわれる。加圧バネ１１４によりヒータホルダ１１９が矢印Ａ１方向に押圧される力は、９８Ｎである。定着ローラ１１０の回転時に駆動ローラ１３５が図１６中矢印Ｒ８方向へ回転し、摺動層１３７は矢印Ａ９方向に回転移動するようになっている。そのため、実施例１同様に、定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向へ動き、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラ１１０表面に発生するのを抑えることができる。また、実施例１と同様に、定着ローラ１１０表面に発生した傷を修復する効果も得られる。本実施例の構成では、加熱部材１１２を軸方向に移動させるのに、回転運動を利用しているため、移動させる部材の長手方向長さによらず、半永久的に、且つ滑らかに加熱部材１１２を移動させることができる。
【００８３】
以上説明した構成により、実施例１と同様の印字耐久試験を行なった。加熱部材１１２の軸方向の回転運動により、実施例１同様、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向へ動くため、定着ローラ１１０表面の傷の深さをＲｚで３μｍ以下に抑えることができ、実施例１と同様に、紙種及び画像印字率を問わず、定着器の寿命まで縦筋等の画像不良の発生を抑えることができた。
【００８４】
（実施例４）
本発明の実施例４を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても、実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。
【００８５】
実施例３で説明した構成においては、加熱部材１１２を定着ローラの軸方向に回転させたが、加熱部材１１２の回転方向は軸方向に限らず、定着ローラ１１０の回転方向と異なる方向に回転させた構成であれば上述と同様の作用効果が得られる。例えば、図１８に示すように、加熱部材１１２としてハロゲンランプを内包した熱ローラなどの回転体を用いた接触式の外部加熱装置において、定着ローラ１１０の回転軸に対して加熱部材１１２の回転軸をずらした構成にしても良い。
【００８６】
図１８中矢印Ａ１方向から見た図を図１９に示す。点線で示した加熱部材１１２の回転軸Ｚ１は、定着ローラ１１０の回転軸Ｚ２に対してずれている。加熱部材１１２から定着ローラ１１０表面を見ると、定着ローラ１１０表面は、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転による動きＶｒと、加熱部材１１２のＲ９方向への回転による動きＶｈとの合成方向Ｖｌ＝Ｖｒ＋Ｖｈへ動くことになる。定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向の斜め方向Ｖｌへ常に動くことになる。加熱部材１１２の回転軸Ｚ１と定着ローラ１１０の回転軸Ｚ２のずらし角度Ｘは、大きいほどＶ１方向への移動量が大きくなり上述の定着ローラ傷抑制と傷修復効果は高くなるが、大きすぎると加熱部材１１２と定着ローラ１１０とが形成する接触加熱部が定着ローラ軸方向で不均一になる。そのため、角度Ｘは１°≦Ｘ≦１５°の範囲内に設定するのが好ましく、本実施例ではＸ＝５°とした。
【００８７】
本実施例の外部加熱装置の場合、加熱部材１１２の表面（加熱ローラの表面）と定着ローラ１１０の表面の移動方向が同じであるため、そもそも定着ローラ１１０に回転方向の傷は発生しにくい。しかしながら、小サイズの紙を多量に通紙した場合など、紙コバで定着ローラ１１０に回転方向の傷が発生してしまうことがある。本実施例の構成では、定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向Ｖｌへ常に動くため、実施例１同様、定着ローラ１１０表面の傷抑制効果と傷修復効果がある。そのため、小サイズの紙を多量に通紙した場合などにおいても、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラに発生するのを抑えることができる。また、万一、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラに発生した場合でも、本実施例の構成によって発生した傷を修復することが可能である。
【００８８】
（実施例５）
本発明の実施例５を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については上記実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。本実施例では、画像を担持する記録材と接触する回転体として定着ベルト１３５を用いた。
【００８９】
図２０は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の概略断面図である。定着ローラ１１０は軸方向に移動しないように固定されており、矢印Ｒ２方向に回転する。記録材と接触する回転体である定着ベルト１３５は定着ローラ１１０とテンションローラ１３３に掛け渡されており、定着ローラ１１０の回転により矢印Ｒ９方向に従動回転する。定着ベルト１３５を介して定着ローラ１１０と定着ニップ部Ｎ２を形成する加圧ローラ１１１は、定着ベルト１３５の回転に伴い矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００９０】
定着ベルト１３５を効率良く温めるために、定着ベルト１３５の表面には加熱部材１１２が接触している。定着ベルト１３５と加熱部材１１２の接触領域は接触加熱部Ｎ１となっている。加圧バネ１３７により加熱部材１１２を矢印Ａ３方向に押圧する力は９８Ｎに設定している。
【００９１】
ここで、図２１を参照して本実施例の定着装置で用いている定着ベルト１３５の層構成について説明する。定着ベルト１３５は、例えばポリイミド樹脂等の樹脂製の基層１５３の外側にプライマ層（接着層）を介して弾性層１５２が設けられており、この弾性層１５２の外側にフッ素樹脂の離型層１５１を設けた構成である。
【００９２】
弾性層１５２にはシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の耐熱性と熱伝導率に優れたものが用いられる。本実施例では熱伝導率が０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．２９Ｗ／ｍ・Ｋ以下のソリッド状のシリコーンゴムを使用した。離型層１５１の材質はパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）である。
【００９３】
未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、不図示の搬送手段により定着ニップ部Ｎ２に搬送されると、定着ベルト１３５の表面の熱は未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに移り、記録材Ｐ表面にトナー像Ｔが加熱定着される。
【００９４】
本実施例のように画像を担持する記録材と接触する回転体としてベルト構造のものを用いた場合にも、その表面に加熱部材を接触させていると定着ベルト表面に傷が発生しやすい。
【００９５】
そこで本実施例においては、定着ベルト表層を部分的に鱗片状に引き伸ばす手段を備えている。表層を鱗片状に引き伸ばす手段として、加熱部材１１２をテンションローラ１３３の軸方向に左右に往復運動させる構成を用いている。図２２に本実施例の定着装置を上面から見た図を示す。加熱部材１１２が左右に往復運動する機構は実施例２と全く同じであるため、詳細な説明は省略する。カム１２９の回転と加圧バネ１３０により加熱部材１１２がテンションローラの軸方向に往復運動し、一方、不図示の制御部により定着ベルトは約１８０℃という高温を維持するように制御されているため、定着ベルト１３５の表層を鱗片状にランダムな方向に引き伸ばすことができる。
【００９６】
上述のように定着ベルト１３５の離型層１１８を、定着ベルトの回転方向以外の方向に鱗片状に引き伸ばす手段により、定着ベルト１３５の表層には傷が入りにくく、傷が発生しても傷を修復可能となる。
【００９７】
なお、本実施例では定着ローラ１１０を駆動源により駆動することで回転させ、テンションローラ１３６や加圧ローラ１１１を従動回転させたが、テンションローラ１３６や加圧ローラ１１１を駆動源で駆動し、その他のローラを従動回転させる構成でも良い。
【００９８】
また本実施例では加熱部材１１２全体を往復運動させた構成であるが、加熱部材１１２のうち摺動層１２０のみテンションローラ回転方向とは異なる方向に摺動成分を持つように移動させる手段を用いてもよい。
【００９９】
以上の実施例は画像形成装置に搭載する定着装置を例にして説明したが、本発明の像加熱装置は画像形成装置に搭載する定着装置に限るものではない。例えば、画像の光沢度を向上させるために定着装置によって定着された画像を再度加熱するため、オプションとして販売されるような光沢付与装置にも本発明の技術思想を適用できる。また、回転体表面に接触する加熱部材と回転体内部に配置する加熱部材（例えばハロゲンヒータ）の両方を有する構成の像加熱装置にも適用できる。本発明は、その用途や装置形態に拘わらず、画像を担持する記録材と接触する回転体と、回転体表面に接触し回転体を加熱する加熱部材と、回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、有する像加熱装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１００ 定着装置（像加熱装置）
１１０ 定着ローラ（回転体）
１１１ 加圧ローラ（バックアップ部材）
１１２ 加熱部材
１１３ 加熱ヒータ
１１５ 温度検知素子
１１８ 離型層
１２０ 摺動層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機・レーザービーム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に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に搭載する定着装置として、加熱部材を定着ローラの表面（外周面）側に配置し、定着ローラを外周面側から加熱する方式（以下、外部加熱定着方式と記す）が提案されている（特許文献１）。定着ローラの外周面のみを加熱することで、定着ローラ表面を所望の温度に立ち上げるまでの時間を短縮すると共に、消費電力を低減することが可能である。この外部加熱定着方式の定着装置としては、加熱部材を定着ローラ外周面に接触させる接触式と、熱源としてハロゲンヒータ等を用いて定着ローラの外周面を加熱する非接触式とに大別される。接触式の外部加熱定着装置は、セラミックヒータ等の熱源を直接定着ローラに接触させ熱を伝えるので非接触式に比べ熱の伝搬効率が高いというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接触式の外部加熱定着装置では加熱部材が定着ローラ表面と接触するので、定着ローラ表面に摺擦傷が付くことがある。加熱部材と定着ローラの間に紙紛などの異物が挟まった場合、加熱部材と定着ローラの間に挟まっている異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦するので、定着ローラ表面に回転方向に沿った傷がついてしまう。トナー像を記録材に定着する時に定着ローラの表面形状が記録材上のトナー像に転写されるため、定着ローラの表面に付いた傷による縦筋等の画像不良が定着後のトナー像に現れることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するための本発明は、画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が、前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動可能であることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、前記回転体の表面を部分的に前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転体と加熱部材のうち少なくとも一方が、回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ回転体と加熱部材が接触した状態で移動可能であるので、回転体表面の傷の深さを浅く抑えることができ、回転体表面の傷に起因する画像への影響を抑えることができる。
【０００８】
また、回転体の表面を部分的に回転体の回転方向に対して交差する方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有するので、回転体表面に傷が生じてもそれを修復でき、回転体表面の傷に起因する画像への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の像加熱装置の断面図。
【図２】実施例１の像加熱装置の正面図。
【図３】実施例１の像加熱装置を上方から見た図。
【図４】実施例１の像加熱装置と比較例の像加熱装置の印字耐久試験による定着ローラ表面の傷の発生状況果を示す図。
【図５】実施例１の像加熱装置の変形例であり、加熱部材の一部である摺動層のみをスライドさせる構成の正面図。
【図６】実施例２の像加熱装置の正面図。
【図７】図６の像加熱装置の加熱部材の位置とは異なる位置に加熱部材をスライドさせた状態を示す正面図。
【図８】実施例２の像加熱装置の変形例であり、加熱部材の一部である摺動層のみをスライドさせる構成の正面図。
【図９】実施例２の像加熱装置の変形例であり、定着ローラをスライドさせる構成の正面図。
【図１０】定着ローラがＲ２方向に回転し且つＡ６方向にスライドする場合に定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図１１】（１）は定着装置製造時に定着装置に装着する前の新品の定着ローラの表面の偏光顕微鏡写真、（２）は定着ローラを１０分間往復移動させた後の定着ローラの表面の偏光顕微鏡写真である。
【図１２】新品の定着ローラ表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真とその模式図。
【図１３】発熱している状態の加熱部材に対して定着ローラを往復移動させて摺擦させた後の定着ローラ表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真とその模式図。
【図１４】（１）は定着ローラと加熱部材が両者共に軸方向へスライドしないように固定した比較例の構成で、定着ローラを回転させた後のローラ表面の偏光顕微鏡観察写真及びその模式図、（２）は定着ローラと加熱部材が軸方向へ相対移動する実施例の構成で、定着ローラを回転させた後のローラ表面の偏光顕微鏡観察写真及びその模式図。
【図１５】加熱部材の往復移動方向を定着ローラの回転軸方向に対して角度Ｙずらせた構成で、定着ローラがＲ２方向に回転し且つＡ８方向にスライドする場合に定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図１６】実施例３の像加熱装置の正面図。
【図１７】実施例３の像加熱装置の断面図。
【図１８】実施例４の像加熱装置の断面図。
【図１９】実施例４の像加熱装置で定着ローラ表面が受ける摩擦力を示した図。
【図２０】実施例５の像加熱装置の断面図。
【図２１】実施例５の像加熱装置に用いられる定着ベルトの断面構成図。
【図２２】実施例５の像加熱装置を上方から見た図。
【図２３】本発明の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
本発明の実施例１を以下に説明する。まず、本実施例の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置を説明し、次いで、本発明に係わる像加熱装置について詳しく説明する。
【００１１】
［画像形成装置本体構成］
被加熱体である記録材上に未定着トナー像を形成する方法は一般的であり、図２３に示す概略図を用いて説明する。
【００１２】
本実施例における画像形成装置５０は、記録材搬送ベルト９上に担持した一枚の記録材Ｐ上にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次転写することで、一つの画像を形成する方式のフルカラープリンタである。感光ドラム１の周囲には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、画像情報に応じたレーザ光を感光ドラム１に照射する露光装置３、感光ドラム１に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像器５が配置されている。また、記録材搬送ベルト９の感光ドラム１が配置された側とは反対側には感光ドラム１から記録材Ｐへトナー像を転写させる電圧が印加される転写ローラ１０が配置されている。番号１６は感光ドラムクリーナである。
【００１３】
画像形成を実行する場合、感光ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。負極性に帯電された感光ドラム１は、露光手段３から出射するレーザ光Ｌにより走査され表面に静電潜像が形成される（露光された部分は表面電位が上がる）。そして１色目のイエロートナーが入った現像器５によって、感光ドラム上の静電潜像部にトナーを付着させ、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
【００１４】
一方、記録材搬送ベルト９は、二つの支持軸（駆動ローラ１２、テンションローラ１４）に支持されており、図中矢印Ｒ４方向に回転する駆動ローラ１２によって、矢印Ｒ３方向に回転する。記録材Ｐは、給紙ローラ４によって給紙されると、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ６によって帯電され、記録材搬送ベルト９上に静電吸着し搬送される。記録材Ｐが転写ニップＮ１に搬送されると、記録材搬送ベルト９に従動回転する転写ローラ１０に不図示の電源から正極性の転写バイアスが印加され、感光ドラム１上のイエロートナー像は、転写ニップ部Ｎ１において記録材Ｐ上に転写される。転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。
【００１５】
以上の帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、２色目のマゼンタＭ３０、３色目のシアンＣ３０、４色目のブラックｋ３０の各現像カートリッジについても順次行い、記録材搬送ベルト９上の記録材Ｐに４色のトナー像を重ね合わせる。４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着装置１００に搬送されて記録材Ｐ上のトナー像は記録材Ｐに加熱定着され、その後プリンタの外に排出される。
【００１６】
［定着装置（像加熱装置）］
次いで、本発明の特徴である定着装置１００について以下に説明する。本実施例の定着装置１００は、上述のように立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的とした接触式の外部加熱定着装置である。上述のように接触式の外部加熱定着装置では、加熱部材と定着ローラの接触部に紙紛などの異物が挟まった場合、定着ローラの回転により異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦するため、定着ローラの回転方向に沿った傷が定着ローラ表面に付くことがある。本実施例では、定着ローラの回転方向とは異なる方向（交差方向）に加熱部材と定着ローラを相対的に摺動させることで、定着ローラの回転方向の傷を抑えることができる。以下に詳しく説明する。
【００１７】
図１に本実施例における定着装置の概略断面図を示す。定着ローラ（回転体）１１０の表面（外周面）には定着ローラ１１０を加熱する加熱部材１１２が接触しており、接触加熱部Ｎ１を形成している。また、加圧ローラ（バックアップ部材）１１１が定着ローラ１１０に接触しており定着ニップ部Ｎ２を形成している。トナー像Ｔを担持する記録材Ｐは定着ニップ部Ｎ２で挟持搬送されて加熱定着される。
【００１８】
定着ローラ１１０は外径φ２０ｍｍであり、外径φ１２ｍｍの鉄製の芯金１１７の外側にシリコーンゴムを発泡した厚さ４ｍｍの弾性層１１６（発泡ゴム層）が形成されている。定着ローラ１１０は、熱容量が大きく且つ熱伝導率が大きいと、外周面から受ける熱が定着ローラ１１０内部へ吸収され易く、表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、弾性層１１６はできるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着ローラ１１０表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。上記シリコーンゴムを発泡した発泡ゴムの熱伝導率は０．１１〜０．１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、０．２５〜０．２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のソリッドゴムよりも熱伝導率が低い。また、熱容量に関係する比重は、ソリッドゴムが約１．０５〜１．３０であるのに対して、発泡ゴムが約０．７５〜０．８５であり、低熱容量でもある。従って、弾性層として発泡ゴムを用いれば定着ローラ１１０の表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。
【００１９】
定着ローラ１１０の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると接触加熱部Ｎ１の定着ローラ回転方向の幅が狭くなってしまうので適度な大きさが必要である。このことを考慮した本実施例の定着ローラ１１０の外径はφ２０ｍｍである。弾性層１１６の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金１１７に熱が逃げ易いので適度な厚みが必要である。このことを考慮した本実施例の定着ローラの弾性層１１６の厚さは４ｍｍである。
【００２０】
弾性層１１６の上には、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１８が形成されている。離型層１１８は弾性層１１６にチューブを被覆させたもの、弾性層１１６表面に塗料をコートしたもの、いずれであっても良いが、本実施例では耐久性が優れるチューブを使用した。離型層１１８の材質としては、ＰＦＡの他に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。
【００２１】
定着ローラ１１０の表面硬度は、低ければ軽圧でも接触加熱部Ｎ１の幅が得られるが、低すぎると耐久性が悪化するため、本実施例の定着ローラ１１０の表面硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で、４０〜４５°とした。定着ローラ１１０は、不図示の駆動源から動力を受けて図中矢印Ｒ２方向に表面移動速度６０ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。
【００２２】
加圧ローラ１１１は、定着ローラ１１０から熱を奪いにくいように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましい。本実施例の加圧ローラ１１１は定着ローラ１１０と同様の構成のものを用いた。加圧ローラ１１１の外径はφ２０ｍｍであり、φ１２ｍｍの鉄製の芯金１２１の外側に厚さ４ｍｍの発泡ゴム弾性層１２２が形成され、最表層にはＰＦＡからなる離型層１２３が設けられている。加圧ローラ１１１は、加圧ローラ加圧バネ１２４によって軸受け１２５を介して図中矢印Ａ２方向に１４７Ｎの力で加圧されている。これにより定着ローラ１１０との間に幅７ｍｍの定着ニップ部Ｎ２が形成されている。加圧ローラ１１１は定着ローラ１１０から動力を受けて矢印Ｒ３方向へ従動回転する。
【００２３】
定着ローラ１１０の離型層１１８に接触する本実施例の加熱部材１１２は、熱源である加熱ヒータ１１３と、加熱ヒータ１１３を保持する耐熱樹脂製のヒータホルダ１１９と、加熱ヒータ１１３の定着ローラ１１０側の面に設けられており定着ローラ１１０と接触する摺動層１２０を有する。
【００２４】
加熱部材１１２は、加圧バネ１１４によって図中矢印Ａ１方向に９８Ｎの力で加圧されている。これにより、定着ローラ回転方向の幅が５．５ｍｍの接触加熱部Ｎ１が形成されている。加熱ヒータ１１３は、定着ローラ回転方向の幅６ｍｍ、厚さ１ｍｍのセラミック基板（本実施例の基板の材質はアルミナ）と、セラミック基板上にスクリーン印刷した厚み１０μｍのＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の発熱抵抗層と、発熱抵抗層を覆う保護層としての厚み５０μｍのガラス層と、を有する。
【００２５】
加熱ヒータ１１３のガラス面を定着ローラ１１０表面に直接接触させて定着ローラ１１０表面を加熱しても良いが、本実施例では、加熱ヒータ１１３の表面に離型性と摺動性に優れた摺動層１２０を設けた。この摺動層１２０は、定着ローラ１１０の表面にオフセットしたトナーが加熱部材１１２へ付着するのを抑えると共に、定着ローラ１１０との摺動による摩擦力を低減させる。摺動層１２０の材質としては、トナーとの離型性に優れたＰＦＡや、摺動性に優れたＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いると良い。摺動層１２０は、厚すぎると加熱ヒータ１１３の熱が定着ローラ１１０に伝わりにくくなり、薄すぎると耐久性が不足するため、厚さは１〜１００μｍが好ましい。また摺動層１２０は、加熱ヒータ１１３との接触熱抵抗を少なくするため加熱ヒータ１１３のガラス層に直接コートしても良く、あるいは耐久性と表面性が良好なシート状のものを加熱ヒータ１１３と定着ローラ１１０の間に設置する構成でも良い。シート状のものを用いた場合、加熱ヒータ１１３の定着ローラ回転方向上流側エッジ及び下流側エッジ部を覆うように設置できるため、加熱ヒータ１１３のエッジから定着ローラ１１０を保護できる利点がある。本実施形態においては、摺動層１２０として厚さ５０μｍのＰＦＡシートを用い、加熱ヒータ１１３のエッジを覆うように設置した。
【００２６】
加熱ヒータ１１３の背面には、発熱抵抗層の発熱に応じて昇温したセラミック基板の裏の温度を検知する温度検知素子１１５が配置されている。この温度検知素子１１５の信号に応じて、セラミック基板長手方向（定着ローラの回転方向に対して直交する方向）端部にある不図示の電極部から発熱抵抗層に供給する電力を適切に制御することで、加熱ヒータ１１３の温度を調整している。本実施例では、温度検知素子１１５の検知温度が目標温度を維持するように発熱抵抗層への通電を制御している。そして、加熱ヒータ１１３が発する熱は、接触加熱部Ｎ１を介して定着ローラ１１０の表面に伝わる。定着処理中の目標温度は１８０℃である。
【００２７】
なお、本実施例の定着装置の熱源は定着ローラ１１０の離型層１１８に接触する加熱部材１１２だけであり、定着ローラ１１０の内部に熱源はない。また、加熱ヒータ１１３が発する熱を定着ローラ１１０へ効率よく伝えるためヒータホルダ１１９の材質は断熱効果が高いものが好ましい。
【００２８】
未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、不図示の搬送手段により定着ニップ部Ｎ２に搬送されると、定着ローラ１１０の表面の熱は未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに移り、記録材Ｐ表面にトナー像Ｔが加熱定着されるようになっている。
【００２９】
次に、加熱部材１１２と定着ローラ１１０を定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ相対的に摺動させる構成、すなわち回転体と加熱部材のうち少なくとも一方が回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ回転体と加熱部材が接触した状態で移動可能な構成（移動機構）について説明する。
【００３０】
図１中矢印Ａ３方向から見た正面図を図２に示す。加熱部材１１２の長手方向端部には、ラック１２７が設けられており、不図示の駆動手段により（ピニオン）ギア１２６を図中矢印Ｒ４方向に回転させることで、加熱部材１１２は図中矢印Ａ４方向（定着ローラの軸方向）にスライドするようになっている。加熱部材１１２のＡ４方向へのスライドは、定着ローラ１１０の回転、停止にかかわらず、常に行なわれても良いが、定着ローラ１１０の停止時に行なわれると、定着ローラ１１０表面に軸方向と平行な傷がついてしまう可能性がある。本実施例では、定着ローラ１１０が回転している時だけ加熱部材１１２をスライドさせるようにした。本実施例の定着装置は、定着ローラ１１０を軸方向（長手方向）へ動かす構造は有していない。したがって、加熱部材１１２が軸方向へスライドする時、定着ローラ１１０は軸方向には動かず固定されている。
【００３１】
図３に、図２中矢印Ａ１方向からみた図を示す。点線で示した加熱部材１１２は、定着ローラ１１０が矢印Ｒ２方向に回転する時に矢印Ａ５方向にスライドする。そのため、図３のように加熱部材１１２側の固定点から定着ローラ１１０表面を見ると、定着ローラ１１０表面は、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転による移動（ベクトルＶｒ）と加熱部材１１２のＡ５方向へのスライドによる移動（ベクトルＶｈ）との合成方向Ｖｌ（＝Ｖｒ＋Ｖｈ）へ移動することになる。
【００３２】
定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して、定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２と交差する方向である斜め方向Ｖｌへ常に動くため、接触加熱部Ｎ１の中に紙紛などの異物が挟まっても、異物が定着ローラ表面の同じ個所を摺擦することがない。そのため、定着ローラ１１０表面の傷が画像上に縦筋として現れてしまう程の深さや太さとなるのを抑えられる。
【００３３】
定着ローラの回転方向と交差する方向に定着ローラと加熱部材が相対的に摺動する構成でない場合、定着ローラと加熱部材の間に異物が挟まると、定着ローラの表面に深い傷が生じてしまうことがある。定着ローラの傷は、定着時に記録材上のトナー像に転写される。文書やハーフトーンなどの低印字率画像では定着ローラの傷がトナー画像に縦筋として現れにくいが、ベタ画像や写真などの高印字率画像では定着ローラの傷がトナー画像に縦筋として現れやすい。また、トナー画像に生じる縦筋は、光沢を必要とする光沢紙などに画像を形成する場合に特に見えやすい。なぜなら、画像の光沢度を上げるには、トナーを充分に溶融させて定着ローラの表面形状をトナー画像の表面に充分転写させる必要があるためである。
【００３４】
定着ローラの傷の深さは、深いほど縦筋として見えやすく、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が３μｍ以上になると、光沢を必要とする光沢紙などにおいて高印字率画像を定着させた場合に縦筋として見えてしまう。更に、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が６μｍ以上になると、光沢紙では縦筋が目立つようになってしまい、光沢を必要としない普通紙においても画像の印字率によっては縦筋が見えてしまう場合がある。そのため、定着ローラの表面粗さとしては、十点平均粗さＲｚで３μｍ以下に抑える必要がある。十点平均粗さＲｚが３μｍ以下の深さの傷では、光沢を必要とする光沢紙などにおいて高印字率画像を定着させても、縦筋として人の目により判別しにくくなる。
【００３５】
定着ローラの回転方向と交差する方向に、定着ローラと加熱部材が相対的に摺動する本実施例の構成と、定着ローラと加熱部材が定着ローラ回転方向と交差する方向へ相対移動しない比較例の構成において、印字耐久試験を行い比較した。印字耐久試験は、印字率５％の画像を複数枚の記録材に連続印字し、連続１万枚までは１０００枚毎に、連続１万枚以降は１万枚毎に、定着ローラの傷の確認を行った。定着ローラの傷の確認は、表面粗さ計による傷の深さの測定と、普通紙と光沢紙によるベタ画像上の縦筋の有無で確認した。
【００３６】
図４に、印字耐久試験による定着ローラの傷の深さの結果を示す。なお、横軸のスケールは、数値１０が１００００枚を示している。比較例の構成では、４０００枚印字の時点で定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）が３μｍ以上になり、光沢紙のベタ画像上に縦筋が発生した。更に３万枚印字の時点で定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）が６μｍ以上になってしまい、普通紙にベタ画像を形成した場合においても画像上に縦筋が発生してしまった。
【００３７】
一方、本実施例の構成では、定着ローラ１１０の回転時に加熱部材１１２が定着ローラ１１０の回転方向と直角方向に両者が接触した状態でスライドするため、本実施例の定着器の寿命である１０万枚まで、定着ローラの傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができた。そのため、縦筋が見えやすい光沢紙に画像形成し定着しても、定着器の寿命までベタ画像上に縦筋状の画像不良が発生することがなかった。
【００３８】
また、小サイズの紙を多量に通紙した場合など、紙コバ（エッジ）で定着ローラ１１０に回転方向の傷が発生してしまうことがあるが、本実施例の構成により、小サイズの紙を多量に通紙した場合などにおいても、小サイズ紙のエッジが要因の縦筋が画像上に現れるのを抑えることができる。
【００３９】
なお、以上説明した構成においては、加熱部材１１２全体をスライドさせる構成であるが、加熱ヒータ１１３やヒータホルダ１１９は固定したまま、摺動層１２０と定着ローラ１１０を定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する方向に相対的に摺動させても良い。例えば、加熱ヒータ１１３及びヒータホルダ１１９を固定し、摺動層１２０のみを軸方向にスライドさせた構成でも良い。
【００４０】
図５に一例として、摺動層１２０のみをスライドさせる構成を示す。シート状の摺動層１２０を巻き取る巻き取りローラ１２８が設けられており、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転時に、巻き取りローラ１２８はＲ５方向に回転し、摺動層１２０を巻き取る構成である。この構成においても、加熱部材１１２の摺動層１２０が矢印Ａ５方向にスライドするため、図２の構成と同様に、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２と交差する斜め方向へ動く。そのため、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラ１１０表面に発生するのを抑えることができる。
【００４１】
また、本実施例の構成では、定着ローラ１１０を固定し、加熱部材１１２をスライドさせた構成であるが、加熱部材１１２を固定し、定着ローラ１１０の回転方向とは交差する交差方向へ定着ローラ１１０をスライドさせても良い。もしくは、加熱部材１１２と定着ローラ１１０の両方を交差方向へ相対的にスライドさせるような構成でも良い。
【００４２】
加熱部材１１２や定着ローラ１１０のスライド方向も軸方向に限らない。定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する方向へ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が摺動すれば、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため同様の作用効果が得られる。
【００４３】
なお、本実施例のように、加熱部材が定着ローラ（回転体）を加熱しつつ定着ローラが回転している時に、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が、定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向へ定着ローラと加熱部材が接触した状態で移動可能な構成にすれば、定着ローラの表面を部分的に回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有し、定着ローラ表面に発生する傷を修復する効果もある。このことに関しては次の実施例２以降で説明する。
【００４４】
（実施例２）
本発明の実施例２を以下に説明する。実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号及び番号で示し、説明を省略する。
【００４５】
本実施例では、加熱部材１１２と定着ローラ１１０の少なくとも一方が、両者が接触した状態で定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する交差方向へ往復移動する。以下に詳しく説明する。
【００４６】
図６は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の正面図である。実施例１同様、定着ローラ１１０は軸方向には固定されており、定着ローラ１１０の矢印Ｒ２方向の回転によって加圧ローラ１１１は矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００４７】
加熱部材１１２は定着ローラの回転軸方向と平行な方向にスライド可能であり、片側から加圧バネ１３０により矢印Ａ７方向へ４９Ｎの力で加圧され矢印Ａ６方向へスライドする。一方、加熱部材１１２の加圧バネ１３０が設置された側とは反対側にはカム１２９が設けられており、カム軸１３３を中心に矢印Ｒ６方向に不図示の回転手段により回転するようになっている。
【００４８】
図６に対してカム１２９が１８０°回転した様子を図７に示す。カム１２９が図６に示す位相から１８０°回転すると、加熱部材１１２はカム１２９に押され矢印Ａ８方向にスライドする。更にカム１２９が矢印Ｒ６方向に１８０°回転すると、加熱部材１１２は加圧バネ１３０により矢印Ａ７方向に加圧されているため図６の位置に戻る。すなわち、カム１２９が矢印Ｒ６方向に回転している間、加熱部材１１２が軸方向（定着ローラ１１０の回転方向に対して交差する交差方向）へ往復移動する。カム１２９は、定着ローラ１１０の回転時に矢印Ｒ６方向へ回転し加熱部材１１２を往復移動させる。そのため、実施例１同様に、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる斜め方向へ動き、定着ローラ１１０表面に発生する傷の深さを浅く抑える効果がある。
【００４９】
また、実施例１と同様に、定着ローラ１１０表面に発生した傷を修復する効果も得られる。カム１２９による加熱部材１１２のスライド量Ｗ１を１ｍｍ程度とすると定着ローラ表面の傷を浅くしたり、傷を修復する効果が得られるが、スライド量Ｗ１は大きい方がその効果は大きく、本実施例ではスライド量Ｗ１を４ｍｍとした。また、加熱部材１１２の往復の周期は、定着ローラ１１０の回転周期と重なってしまうと接触加熱部Ｎ１において定着ローラ表面の同じ個所を摺擦しまうため、少なくとも加熱部材１１２一往復の周期と定着ローラ１１０の一周期とは同期させないほうが好ましい。本実施例では、定着ローラ１１０の一周期が約１．０５秒であるのに対して、加熱部材１１２のスライドスピードを一往復あたり６秒とした。
【００５０】
本実施例の構成では、加熱部材１１２を軸方向にスライドさせるのに往復移動を利用しているため、スライドさせる部材の長手方向長さによらず半永久的にスライドを行なうことができる。
【００５１】
以上説明した構成により、実施例１と同様の印字耐久試験を行なった。加熱部材１１２の軸方向の往復移動により、実施例１の構成と同様、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動く。そのため、定着ローラ１１０表面の傷の深さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができ、実施例１と同様に、紙種及び画像印字率を問わず、定着器の寿命まで縦筋等の画像不良の発生を抑えることができた。
【００５２】
なお、本実施例は加熱部材１１２全体を往復移動させた構成であるが、加熱部材の一部である摺動層１２０のみを軸方向に往復移動させる構成でも良い。図８に、一例として摺動層１２０のみを往復移動させる構成を示す。シート状の摺動層１２０を往復移動させる巻き取りローラ１３１、１３２が加熱部材１１２の両端部に設けられており、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転時に巻き取りローラ１３１、１３２は矢印Ｒ７方向に往復回転し、摺動層１２０を往復移動させる構成である。この構成においても、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため上述と同様の作用効果が得られる。
【００５３】
また、本実施例の構成では、定着ローラ１１０を固定し加熱部材１１２を軸方向へ往復移動させた構成であるが、加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向へ往復移動させる、もしくは加熱部材１１２と定着ローラ１１０の両方を相対的に往復移動させるような構成でも良い。図９に、一例として加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向へ往復移動させる構成の正面図を示す。図６、図７に示す加熱部材１１２を往復移動させる構成と同様に、カム１２９と加圧バネ１３０により定着ローラ１１０を往復移動させる構成である。また、加熱部材１１２や定着ローラ１１０を往復移動させる構成はこれらに限らず、実施例１のようにラックアンドギア（図２）を用いてギア１２６を往復回転させる構成などでも良い。加熱部材１１２や定着ローラ１１０を往復移動させる方向も、定着ローラの軸方向と平行な方向に限らず、定着ローラ１１０の回転方向と異なる方向へ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が相対的に摺動すれば、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して、定着ローラ１１０の回転方向とは異なる斜め方向へ動くため上述と同様の作用効果が得られる。
【００５４】
次に、定着ローラ１１０が回転し且つ加熱部材１１２と定着ローラ１１０が接触した状態で交差方向へ相対移動している時に、定着ローラ１１０が加熱部材１１２との摺動によって受ける摩擦力を図１０を用いて説明する。なお、以下の説明では、加熱部材１１２を固定し定着ローラ１１０を軸方向に往復移動させる構成を前提とする。
【００５５】
定着ローラ１１０は回転しているため、加熱部材１１２との接触加熱部Ｎ１で定着ローラ表面は回転方向とは逆向きの摩擦力Ｆｒを受ける。さらに、定着ローラが軸方向に往復運動しているため、定着ローラ表面はその移動方向とは逆向きの摩擦力を受ける。図１０では定着ローラ１１０がＡ６方向に移動中の場合に受ける摩擦力Ｆｓを示した。この２つの摩擦力の合力として定着ローラ表面は力Ｆ１を受けることになる。このように定着ローラ１１０が往復運動をしているため、力Ｆ１は回転方向以外の成分を持ち、また力の大きさも時間とともに周期的に変化する。
【００５６】
定着ローラと加熱部材が相対的に交差方向へスライドしない構成の場合、接触加熱部Ｎ１に紙粉などの異物が挟まると、異物は接触加熱部Ｎ１内にひっかかり留まりやすい傾向にあった。したがって異物が接触加熱部Ｎ１に留まってしまうと、異物が定着ローラ表面の同じ箇所を削り、定着ローラの回転方向に深い傷が発生してしまうことになる。
【００５７】
これに対し定着ローラと加熱部材が相対的にスライドする構成を用いると、接触加熱部Ｎ１で異物が受ける摩擦力は、前述のように定着ローラの回転方向以外にも発生するため、仮に接触加熱部Ｎ１に異物がはさまっても異物が接触加熱部Ｎ１をすり抜けやすい性質が生じる。
【００５８】
そのため、異物が定着ローラ表面の同じ箇所を傷つけることはなくなり、定着ローラ表面上に深い傷が発生するのを抑えることができる。
【００５９】
また、上述の摩擦力Ｆ１と加熱部材１１２からの加熱により、定着ローラ１１０の表面の離型層１１８が部分的に定着ローラの回転方向に対して交差する方向に引き伸ばされ鱗片状の表面に変形する。図１１（１）は定着装置製造時に定着装置に装着する前の新品の定着ローラの表面の写真、図１１（２）は実施例２の方法で定着ローラ１１０を１０分間往復運動させた後の定着ローラの表面の写真である。それぞれ偏光顕微鏡で観察した結果である。図１１（２）のように、鱗片状に引き伸ばされた離型層１１８が、定着ローラ１１０の表面全体に発生する。
【００６０】
次に、定着ローラ表面に発生する傷が本実施例の構成によって修復できる仕組みを説明する。
【００６１】
上記のように、離型層のうち鱗片状に引き伸ばされ変形した部分が定着ローラ１１０表面の傷を覆うことで、定着後の画像上に縦筋が現れにくくなる。この鱗片状に引き伸ばされ変形した部分が定着ローラ１１０表面の傷全てを覆いつくすことができなくても、傷の上を所々覆うことができていれば、定着ローラの傷による画像不良が定着後の画像上に現れるのを大幅に抑えられることが判明した。
【００６２】
ここで図１２及び図１３は、定着ローラ１１０表面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したものである。図１２は新品の定着ローラ１１０表層を、図１３は発熱している状態の加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０を往復運動させて摺擦させた後の表層を、それぞれ観察した写真及び模式図である。
【００６３】
図１２のように新品の定着ローラ表層（離型層）が平滑であるのに対し、図１３のように摺擦後の定着ローラ表層（離型層）には部分的に鱗片状に引き伸ばされ変形した部分があり、この変形した部分が傷の上を覆っている様子がわかる。
【００６４】
上述のように、離型層１１８を部分的に燐片状に引き伸ばし変形させるには、定着ローラ１１０表面（離型層）を軟化させ且つ引き伸ばすための摩擦力と温度が必要である。
【００６５】
まず、定着ローラ１１０表面に掛かる摩擦力は、前述したように定着ローラ１１０と加熱部材１１２の摺動によって発生する摩擦力Ｆ１がある。この摩擦力Ｆ１を得るために、本実施例では接触加熱部Ｎ１の面圧ピーク値を１．２×１０５Ｎ／ｍ２にしている。効果的に離型層１１８を燐片状に引き伸ばす摩擦力Ｆ１を得るために、接触加熱部Ｎ１の面圧ピーク値は９．８×１０４Ｎ／ｍ２以上であることが好ましい。
【００６６】
次に、離型層１１８を燐片状に引き伸ばす効果を得るための温度としては、離型層１１８のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度が必要である。本実施例において用いた離型層の材質であるＰＦＡのガラス転移点が約１１８℃であり、本実施例の定着装置の定着処理中の加熱部材設定温度である１８０℃であれば、定着処理中に離型層１１８を効果的に鱗片状に引き伸ばすことができる。
【００６７】
ところで、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者ともにスライドしないように固定され、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が回転方向のみ摺動する場合においても、上述した摩擦力と温度条件を満たしているため、離型層１１８は部分的に燐片状に引き伸ばされ変形する。しかしながら、本実施例のような傷を修復する効果は得られない。その理由を以下に説明する。
【００６８】
前述したように、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者ともにスライドしないように固定された構成では、定着ローラ１１０表面にかかる摩擦力Ｆｒは回転方向のみである。この場合、離型層１１８は回転方向に燐片状に引き伸ばされるため、鱗片状に引き伸ばされた部分が回転方向に深く発生した傷の上に覆い被さることがほとんどない。したがって傷を修復することができないのである。
【００６９】
図１４（１）及び図１４（２）は、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が両者共に軸方向へスライドしないように固定した比較例の構成と、定着ローラ１１０と加熱部材１１２が軸方向へ相対移動する実施例の構成、それぞれの構成における定着ローラ回転後の表面を比較したものである。図中の写真は偏光顕微鏡観察画像であり、その隣に表層の状態をわかりやすく示した模式図を示してある。なお、比較例及び実施例共に、定着ローラ１１０の表面温度（≒加熱部材の目標温度）が１８０℃を維持するように制御された状態で１０分間定着装置を駆動させた後の表面状態を示している。
【００７０】
図１４（１）に示したように、比較例の場合、離型層１１８が傷の方向と同じ方向に沿うように燐片状に伸ばされているため、鱗片状の部分が傷を覆っていない。また、傷自体も大きく深くなっている。
【００７１】
一方、本実施例の場合、定着ローラ１１０が軸方向に往復運動し加熱部材と定着ローラが定着ローラ回転方向に対して交差する方向へ相対移動するため、定着ローラ１１０の表面（離型層）が受ける摩擦力は回転方向以外の成分を持っている。したがって、図１４（２）に示すように、離型層１１８は回転方向以外のランダムな方向に鱗片状に引き伸ばされるため、鱗片状の部分が回転方向に発生した傷の上を覆い、傷を修復していることがわかる。また、図１４（１）に比べて傷自体も小さく浅いものになっている。
【００７２】
また、定着ローラ１１０表面の離型層１１８が燐片状に変形すると、仮に接触加熱部Ｎ１に異物が留まり定着ローラ表面を削っても、離型層の燐片状に変形した部分によって傷が断続的に途切れるため、傷が記録材上の画像に転写されにくくなるという効果も得ることができる。
【００７３】
本実施例のように定着ローラ１１０を往復移動させる構成においても、定着ローラ１１０上の離型層１１８を回転方向以外のランダムな方向（回転方向に対して交差する交差方向）に鱗片状に引き伸ばす機能を備えているため、上述の傷発生抑制効果と傷修復効果により、定着器の寿命である１０万枚まで定着ローラの表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）を３μｍ以下に抑えることができる。そのため、定着ローラの回転方向の傷が要因の縦筋が記録材上の画像に現れやすい光沢紙にベタ画像を形成する場合においても、画像不良が発生するのを抑えることができる。
【００７４】
また本実施例の構成により定着ローラ表層に鱗片状の凹凸が形成されても、この鱗片状の部分により定着後の画像の光沢度が低下するなどの弊害は起きにくい。なぜなら、離型層は鱗片状に変形する際に加熱と摩擦力によって十分に引き伸ばされるので、鱗片状の部分が定着後の画像の光沢度低下を招くような極端な段差にならないためである。
【００７５】
なお、定着ローラ１１０や加熱部材１１２を往復運動させる方向は軸方向に限らない。例えば加熱部材１１２の往復移動方向が定着ローラ１１０の回転軸に対して非平行となるようにずらした構成にしても良い。図１５は加熱部材１１２の往復移動方向を定着ローラ１１０の回転軸方向に対して角度Ｙずらせた構成を装置の上面から見た図である。この構成によっても、定着ローラ１１０の回転によって発生する摩擦力Ｆｒと、加熱部材１１２の往復運動による摩擦力Ｆｓが生ずる（図では加熱部材１１２がＡ８方向に移動している場合を示す）。摩擦力ＦｒとＦｓの合力Ｆ１は、定着ローラ１１０の回転方向以外の方向に成分を持つため、前述したように傷の発生を抑制し傷が発生しても修復することができる。
【００７６】
定着ローラ１１０の回転軸と加熱部材１１２の長手方向とのずらし角度Ｙがあまり大きくなると、定着ローラ１１０の表面にその軸方向（母線方向）に亘って均一に加熱部材を当接させるのが難しくなるため、角度Ｙは０°≦Ｙ≦１０°の範囲で設定するのが好ましい。本実施例ではＹ＝５°とした。
【００７７】
本実施例では摺動層１２０にフッ素樹脂であるＰＴＦＥのシートを用いたが、ヒータの熱を効率良く定着ローラ１１０に伝達するために、アルミ（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属シートを用いてもよい。
【００７８】
以上説明したように、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向へ定着ローラと加熱部材が接触した状態で往復移動可能な移動機構を設ければ、接触加熱部内の異物が定着ローラの軸方向の同一個所を傷つけるのを抑えることができる。また、定着ローラと加熱部材のうち少なくとも一方が、加熱部材が定着ローラを加熱している時に交差方向へ往復移動する構成にすれば、定着ローラ表面の傷を修復する効果が得られる。画像を担持する記録材を加熱処理（定着処理）している時にこのような往復移動を行うようにすれば、傷を修復するための時間を特別に設ける必要もないので特に好ましい。このように、定着装置に、定着ローラの表面を部分的に定着ローラの回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を持たせれば、定着ローラ表面は交差方向に摩擦力を受けるため、鱗片状の離型層が形成され傷修復効果が得られる。
【００７９】
（実施例３）
本発明の実施例３を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても、実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。本実施例では、接触加熱部Ｎ１において、定着ローラ１１０表面が加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向（交差方向）へ動くようにするために、加熱部材１１２を定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向へ回転させている。以下に詳しく説明する。
【００８０】
図１６は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の正面図である。実施例１同様、定着ローラ１１０は、軸方向には動かないように固定されており、定着ローラ１１０の矢印Ｒ２方向の回転により加圧ローラ１１１は矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００８１】
加熱部材１１２は、熱源である加熱ヒータ１１３がヒータホルダ１１９に保持され、定着ローラ１１０と接触する部分にはベルト状の摺動層１３７が設けられた構成となっている。摺動層１３７は駆動ローラ１３５とテンションローラ１３４に架け渡され、テンションバネ１３８により９．８Ｎの力で張られている。
【００８２】
図１６中矢印Ａ１０方向から見た定着装置の側面図を図１７に示す。摺動層１３７の幅Ｗ２は１５ｍｍであり、ヒータホルダ１１９と幅６ｍｍの加熱ヒータ１１３は、摺動層１３７に覆われている。加熱部材１１２の加圧は、支点１３９を支点にして回動する２枚の加圧板１３６が、摺動層１３７のベルト間を通り、加圧バネ１１４の力でヒータホルダ１１９を押圧することで行なわれる。加圧バネ１１４によりヒータホルダ１１９が矢印Ａ１方向に押圧される力は、９８Ｎである。定着ローラ１１０の回転時に駆動ローラ１３５が図１６中矢印Ｒ８方向へ回転し、摺動層１３７は矢印Ａ９方向に回転移動するようになっている。そのため、実施例１同様に、定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向へ動き、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラ１１０表面に発生するのを抑えることができる。また、実施例１と同様に、定着ローラ１１０表面に発生した傷を修復する効果も得られる。本実施例の構成では、加熱部材１１２を軸方向に移動させるのに、回転運動を利用しているため、移動させる部材の長手方向長さによらず、半永久的に、且つ滑らかに加熱部材１１２を移動させることができる。
【００８３】
以上説明した構成により、実施例１と同様の印字耐久試験を行なった。加熱部材１１２の軸方向の回転運動により、実施例１同様、定着ローラ１１０表面は加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向とは異なる方向へ動くため、定着ローラ１１０表面の傷の深さをＲｚで３μｍ以下に抑えることができ、実施例１と同様に、紙種及び画像印字率を問わず、定着器の寿命まで縦筋等の画像不良の発生を抑えることができた。
【００８４】
（実施例４）
本発明の実施例４を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても、実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。
【００８５】
実施例３で説明した構成においては、加熱部材１１２を定着ローラの軸方向に回転させたが、加熱部材１１２の回転方向は軸方向に限らず、定着ローラ１１０の回転方向と異なる方向に回転させた構成であれば上述と同様の作用効果が得られる。例えば、図１８に示すように、加熱部材１１２としてハロゲンランプを内包した熱ローラなどの回転体を用いた接触式の外部加熱装置において、定着ローラ１１０の回転軸に対して加熱部材１１２の回転軸をずらした構成にしても良い。
【００８６】
図１８中矢印Ａ１方向から見た図を図１９に示す。点線で示した加熱部材１１２の回転軸Ｚ１は、定着ローラ１１０の回転軸Ｚ２に対してずれている。加熱部材１１２から定着ローラ１１０表面を見ると、定着ローラ１１０表面は、定着ローラ１１０のＲ２方向への回転による動きＶｒと、加熱部材１１２のＲ９方向への回転による動きＶｈとの合成方向Ｖｌ＝Ｖｒ＋Ｖｈへ動くことになる。定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向の斜め方向Ｖｌへ常に動くことになる。加熱部材１１２の回転軸Ｚ１と定着ローラ１１０の回転軸Ｚ２のずらし角度Ｘは、大きいほどＶ１方向への移動量が大きくなり上述の定着ローラ傷抑制と傷修復効果は高くなるが、大きすぎると加熱部材１１２と定着ローラ１１０とが形成する接触加熱部が定着ローラ軸方向で不均一になる。そのため、角度Ｘは１°≦Ｘ≦１５°の範囲内に設定するのが好ましく、本実施例ではＸ＝５°とした。
【００８７】
本実施例の外部加熱装置の場合、加熱部材１１２の表面（加熱ローラの表面）と定着ローラ１１０の表面の移動方向が同じであるため、そもそも定着ローラ１１０に回転方向の傷は発生しにくい。しかしながら、小サイズの紙を多量に通紙した場合など、紙コバで定着ローラ１１０に回転方向の傷が発生してしまうことがある。本実施例の構成では、定着ローラ１１０表面は、加熱部材１１２に対して定着ローラ１１０の回転方向Ｒ２とは異なる方向Ｖｌへ常に動くため、実施例１同様、定着ローラ１１０表面の傷抑制効果と傷修復効果がある。そのため、小サイズの紙を多量に通紙した場合などにおいても、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラに発生するのを抑えることができる。また、万一、画像上に縦筋として現れてしまう深さの傷が定着ローラに発生した場合でも、本実施例の構成によって発生した傷を修復することが可能である。
【００８８】
（実施例５）
本発明の実施例５を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については上記実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触式の外部加熱定着装置についても実施例１と同じ部材は実施例１と同一の符号で示し説明を省略する。本実施例では、画像を担持する記録材と接触する回転体として定着ベルト１３５を用いた。
【００８９】
図２０は、本実施例における接触式の外部加熱定着装置の概略断面図である。定着ローラ１１０は軸方向に移動しないように固定されており、矢印Ｒ２方向に回転する。記録材と接触する回転体である定着ベルト１３５は定着ローラ１１０とテンションローラ１３３に掛け渡されており、定着ローラ１１０の回転により矢印Ｒ９方向に従動回転する。定着ベルト１３５を介して定着ローラ１１０と定着ニップ部Ｎ２を形成する加圧ローラ１１１は、定着ベルト１３５の回転に伴い矢印Ｒ３方向に従動回転する。
【００９０】
定着ベルト１３５を効率良く温めるために、定着ベルト１３５の表面には加熱部材１１２が接触している。定着ベルト１３５と加熱部材１１２の接触領域は接触加熱部Ｎ１となっている。加圧バネ１３７により加熱部材１１２を矢印Ａ３方向に押圧する力は９８Ｎに設定している。
【００９１】
ここで、図２１を参照して本実施例の定着装置で用いている定着ベルト１３５の層構成について説明する。定着ベルト１３５は、例えばポリイミド樹脂等の樹脂製の基層１５３の外側にプライマ層（接着層）を介して弾性層１５２が設けられており、この弾性層１５２の外側にフッ素樹脂の離型層１５１を設けた構成である。
【００９２】
弾性層１５２にはシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の耐熱性と熱伝導率に優れたものが用いられる。本実施例では熱伝導率が０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．２９Ｗ／ｍ・Ｋ以下のソリッド状のシリコーンゴムを使用した。離型層１５１の材質はパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）である。
【００９３】
未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、不図示の搬送手段により定着ニップ部Ｎ２に搬送されると、定着ベルト１３５の表面の熱は未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに移り、記録材Ｐ表面にトナー像Ｔが加熱定着される。
【００９４】
本実施例のように画像を担持する記録材と接触する回転体としてベルト構造のものを用いた場合にも、その表面に加熱部材を接触させていると定着ベルト表面に傷が発生しやすい。
【００９５】
そこで本実施例においては、定着ベルト表層を部分的に鱗片状に引き伸ばす手段を備えている。表層を鱗片状に引き伸ばす手段として、加熱部材１１２をテンションローラ１３３の軸方向に左右に往復運動させる構成を用いている。図２２に本実施例の定着装置を上面から見た図を示す。加熱部材１１２が左右に往復運動する機構は実施例２と全く同じであるため、詳細な説明は省略する。カム１２９の回転と加圧バネ１３０により加熱部材１１２がテンションローラの軸方向に往復運動し、一方、不図示の制御部により定着ベルトは約１８０℃という高温を維持するように制御されているため、定着ベルト１３５の表層を鱗片状にランダムな方向に引き伸ばすことができる。
【００９６】
上述のように定着ベルト１３５の離型層１１８を、定着ベルトの回転方向以外の方向に鱗片状に引き伸ばす手段により、定着ベルト１３５の表層には傷が入りにくく、傷が発生しても傷を修復可能となる。
【００９７】
なお、本実施例では定着ローラ１１０を駆動源により駆動することで回転させ、テンションローラ１３６や加圧ローラ１１１を従動回転させたが、テンションローラ１３６や加圧ローラ１１１を駆動源で駆動し、その他のローラを従動回転させる構成でも良い。
【００９８】
また本実施例では加熱部材１１２全体を往復運動させた構成であるが、加熱部材１１２のうち摺動層１２０のみテンションローラ回転方向とは異なる方向に摺動成分を持つように移動させる手段を用いてもよい。
【００９９】
以上の実施例は画像形成装置に搭載する定着装置を例にして説明したが、本発明の像加熱装置は画像形成装置に搭載する定着装置に限るものではない。例えば、画像の光沢度を向上させるために定着装置によって定着された画像を再度加熱するため、オプションとして販売されるような光沢付与装置にも本発明の技術思想を適用できる。また、回転体表面に接触する加熱部材と回転体内部に配置する加熱部材（例えばハロゲンヒータ）の両方を有する構成の像加熱装置にも適用できる。本発明は、その用途や装置形態に拘わらず、画像を担持する記録材と接触する回転体と、回転体表面に接触し回転体を加熱する加熱部材と、回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、有する像加熱装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１００ 定着装置（像加熱装置）
１１０ 定着ローラ（回転体）
１１１ 加圧ローラ（バックアップ部材）
１１２ 加熱部材
１１３ 加熱ヒータ
１１５ 温度検知素子
１１８ 離型層
１２０ 摺動層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が、前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動可能であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方を前記交差方向へ移動させる移動機構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。
【請求項３】
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が画像を担持する記録材を加熱処理している時に前記交差方向へ移動することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、
前記回転体の表面を部分的に前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項５】
前記加熱部材が前記回転体を加熱しつつ前記回転体が回転している時に、前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が前記交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動することによって前記回転体の表面が前記鱗片状に変形することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記回転体は表面に離型層を有し、前記離型層が前記鱗片状に変形することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項１】
画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が、前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動可能であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方を前記交差方向へ移動させる移動機構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。
【請求項３】
前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が画像を担持する記録材を加熱処理している時に前記交差方向へ移動することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
画像を担持する記録材と接触する回転体と、前記回転体の表面に接触し前記回転体を加熱する加熱部材と、前記回転体と共に画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する像加熱装置において、
前記回転体の表面を部分的に前記回転体の回転方向に対して交差する交差方向に引き伸ばし鱗片状の表面に変形させる機能を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項５】
前記加熱部材が前記回転体を加熱しつつ前記回転体が回転している時に、前記回転体と前記加熱部材のうち少なくとも一方が前記交差方向へ前記回転体と前記加熱部材が接触した状態で移動することによって前記回転体の表面が前記鱗片状に変形することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記回転体は表面に離型層を有し、前記離型層が前記鱗片状に変形することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−５７９７９（Ｐ２０１３−５７９７９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８５８０４（Ｐ２０１２−２８５８０４）
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−２９２１９１（Ｐ２００７−２９２１９１）の分割
【原出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−２９２１９１（Ｐ２００７−２９２１９１）の分割
【原出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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