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公開番号2024094076
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022210817
出願日2022-12-27
発明の名称定着装置及び画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類G03G 15/20 20060101AFI20240702BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】長期間に亘って安定した性能を発揮することが可能なフィルムを備えた定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、発熱層を有する筒状のフィルムと、フィルムの内面と摺動する摺動面を有するニップ形成部材と、フィルムを発熱させる発熱手段と、ニップ形成部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備える。フィルムは、発熱層と、発熱層の内周側に形成された内層と、発熱層の外周側に絶縁体で形成された外層と、を有する。フィルムの母線方向を第1方向とし、ニップ部における記録材搬送方向を第2方向とし、第1方向及び第2方向の双方と直交する方向を第3方向とした場合、ニップ形成部材の摺動面は、第3方向において加圧部材の側に突出した突出部を有し、第1方向に見たときのフィルムの曲率が突出部との接触部において最大となるように形成される。フィルムの厚み方向におけるフィルムの中立軸は、外層内に位置する。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
発熱層を有する筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面と摺動する摺動面を有するニップ形成部材と、
前記フィルムを発熱させる発熱手段と、
前記フィルムを挟んで前記ニップ形成部材と当接され、前記ニップ形成部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、
を備え、前記ニップ部において前記フィルム及び前記加圧部材によって記録材を挟持して搬送しながら前記フィルムによって前記記録材の画像を加熱する定着装置であって、
前記フィルムは、前記発熱手段により前記フィルムの周方向に電流を流されることで発熱する発熱層と、前記発熱層の内周側に形成された内層と、前記発熱層の外周側に絶縁体で形成された外層と、を有し、
前記フィルムの母線方向を第１方向とし、前記ニップ部における記録材搬送方向を第２方向とし、前記第１方向及び前記第２方向の双方と直交する方向を第３方向とした場合、
前記ニップ形成部材の前記摺動面は、前記第３方向において前記加圧部材の側に突出した突出部を有し、前記第１方向に見たときの前記フィルムの曲率が前記突出部との接触部において最大となるように形成され、
前記フィルムの厚み方向における前記フィルムの中立軸は、前記外層内に位置する、
ことを特徴とする定着装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記突出部は、前記第２方向における前記ニップ部の中央位置よりも前記第２方向の下流側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ニップ形成部材の前記摺動面は、前記第３方向において前記加圧部材から遠ざかる側に凹んだ凹部と、前記第３方向において前記加圧部材の側に突出した第２の突出部とを有し、
前記凹部は、前記第２方向において前記第２の突出部の下流側且つ前記突出部の上流側に設けられ、
前記第１方向に見たときの前記突出部の曲率半径の最小値は、前記第１方向に見たときの前記凹部の曲率半径の最小値及び前記突出部の曲率半径の最小値よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記外層の厚さは、前記内層の厚さよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記外層のヤング率は、前記内層のヤング率よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記フィルムは、前記フィルムの最も外周側に形成された表層を更に有し、
前記表層を除いて算出した場合の前記フィルムの中立軸は、前記外層内に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記フィルムは、前記外層の外周側に隣接し、前記フィルムの最も外周側に形成された表層を更に有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】
前記フィルムは、前記フィルムの最も外周側に形成された表層と、前記外層と前記表層との間に形成された弾性層と、を更に有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項９】
前記発熱手段は、交流電流を流されることで交番磁界を発生させる磁界発生手段を含み、前記交番磁界によって前記発熱層に前記周方向の電流を誘導する、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記磁界発生手段は、
前記フィルムの内部空間に挿通され、前記第１方向に延伸する磁性体と、
前記磁性体に巻回され、前記第１方向に沿って螺旋状に形成され、前記フィルムの内部空間に挿通されたコイルと、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に画像を定着させる定着装置、及び、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において記録材に画像を定着させる定着装置として、発熱層を有するフィルムを使用し、発熱層に電流を流してジュール熱を発生させることフィルムを発熱させる構成が知られている。特許文献１には、フィルム（定着ベルト）の端部に接触させた給電ブラシを介して発熱層に電流を流すことが記載されている。特許文献２には、フィルムの内部空間に挿通されたコイルに交流電流を流すことで交番磁界を発生させ、電磁誘導の原理により発熱層に周回電流が流れることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－２５３０８５号公報
特開２０１４－０２６２６７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、フィルムの回転軌道の中にフィルムが大きな曲率で曲げられる箇所がある場合、曲げ変形による発熱層の屈曲疲労が生じる。そして、長期間に亘って使用する間に、屈曲疲労により発熱層の亀裂や永久変形等が生じることで、発熱層の電気抵抗が上昇し、発熱量の低下やこれに伴う画像の定着不良等の原因となる可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、長期間に亘って安定した性能を発揮することが可能なフィルムを備えた定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、発熱層を有する筒状のフィルムと、前記フィルムの内面と摺動する摺動面を有するニップ形成部材と、前記フィルムを発熱させる発熱手段と、前記フィルムを挟んで前記ニップ形成部材と当接され、前記ニップ形成部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部において前記フィルム及び前記加圧部材によって記録材を挟持して搬送しながら前記フィルムによって前記記録材の画像を加熱する定着装置であって、前記フィルムは、前記発熱手段により前記フィルムの周方向に電流を流されることで発熱する発熱層と、前記発熱層の内周側に形成された内層と、前記発熱層の外周側に絶縁体で形成された外層と、を有し、前記フィルムの母線方向を第１方向とし、前記ニップ部における記録材搬送方向を第２方向とし、前記第１方向及び前記第２方向の双方と直交する方向を第３方向とした場合、前記ニップ形成部材の前記摺動面は、前記第３方向において前記加圧部材の側に突出した突出部を有し、前記第１方向に見たときの前記フィルムの曲率が前記突出部との接触部において最大となるように形成され、前記フィルムの厚み方向における前記フィルムの中立軸は、前記外層内に位置する、ことを特徴とする定着装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、長期間に亘って安定した性能を発揮することが可能なフィルムを備えた定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例に係る画像形成装置の概略図。
実施例に係る定着装置の断面図。
実施例に係る定着装置の斜視図。
実施例に係る励磁コイル及び磁性コアの斜視図。
実施例に係る定着装置の加熱原理を説明するための図。
実施例に係る摺動部材の形状を示す図。
フィルム状部材における中立軸を説明するための図。
中立軸が発熱層内に位置する定着フィルムの例を示す図。
中立軸が基層内に位置する定着フィルムの例を示す図。
中立軸が保護層内に位置する定着フィルムの例を示す図。
図８～図１０の各例における定着フィルムの抵抗上昇度合いを比較した図。
摺動部材の突出部における定着フィルムの変形及び応力を説明するための図。
実施例に係る定着フィルムのサンプル（＃１）の層構成を示す図。
実施例に係る定着フィルムのサンプル（＃２）の層構成を示す図。
実施例に係る定着フィルムのサンプル（＃３）の層構成を示す図。
比較例に係る定着フィルムのサンプル（＃４）の層構成を示す図。
比較例に係る定着フィルムのサンプル（＃５）の層構成を示す図。
比較例に係る定着フィルムのサンプル（＃６）の層構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
本開示において、「画像形成装置」は、印刷機能のみを備えた単機能プリンタに限らず、複写機能を備えた複写機や、複数の機能を備えた複合機、商業用の大型印刷機等、記録材に画像を形成する装置を広く含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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