(57)【要約】  【課題】ウォームアップ時間の短縮と、定着スリーブの長寿命化を両立する定着装置及び画像形成装置を提供する。  【解決手段】定着スリーブ２０１は、励磁コイル２１３が発生させる交流磁束を受け、ジュール熱を発生させる。定着ローラ２０２は温度に応じて膨張、収縮する発泡ゴム層を備え、常温においては定着スリーブ２０１と定着ローラ２０２との間に断熱空気層が生じて、ウォームアップ時間を短縮する。定着時には発泡ゴム層の膨張圧によって定着スリーブ２０１が定着ローラ２０２に密嵌し、定着スリーブ２０１の蛇行が低減、抑制される。  【選択図】図２
2010139537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルト状の定着スリーブを昇温して、トナー像を溶融し、記録シートに融着する定着装置であって、
定着スリーブへ内挿され、定着スリーブの温度が高いほど拡径する定着ローラと、
定着スリーブの外周面に接し、定着ローラとの間に定着スリーブを挟み込む加圧ローラと、
定着スリーブを昇温させる昇温手段と、を備え、
常温のときには、定着ローラに対し定着スリーブが遊嵌された状態となる一方、
定着スリーブが定着温度のときには、定着スリーブが定着ローラに密嵌する状態に遷移している
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着ローラは、芯金の外周面が熱膨張性部材で被覆されてなり、
当該熱膨張性部材は、定着スリーブからの熱によって膨張する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱膨張性部材は、内部に気体が密封された多孔性弾性部材である
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記熱膨張性部材は、発泡ゴムである
ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記芯金は、外周面がほぼ円筒面になっており、
前記発泡ゴムは前記外周面を厚さ１２．５ｍｍ以上となるように被覆している
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
定着スリーブを外した状態で、定着ローラを定着温度に昇温すると、外径が定着スリーブの内径よりも大きくなるような定着ローラが選択されている
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
常温における定着ローラの外径が、常温における定着スリーブの内径よりも１．４ｍｍ以上小さく、
定着温度における定着ローラの外径が、定着スリーブから抜き出した状態で、定着温度における定着スリーブの内径よりも０．８ｍｍ以上大きい、関係を有している定着ローラと定着スリーブとを用いている
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置
【請求項８】
定着ローラの回転軸方向両端部に配設され、当該回転軸方向への定着スリーブの所定以上の変位を規制する規制部材を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項９】
定着ローラの回転軸方向両端部に配設され、
定着ローラが常温であるときは、当該回転軸方向への定着スリーブの所定以上の変位を規制し、
定着時には、当該規制を解除する規制部材を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項１０】
前記規制部材は、可逆的に熱変形することによって前記規制とその解除を行う
ことを特徴とする請求項９記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れかに記載の定着装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、定着ローラに遊嵌する定着スリーブの蛇行を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を溶融して記録シートに圧着する熱定着方式の画像形成装置においては、ユーザからプリント指示を受け付けてからより早く画像形成を開始するために、定着装置のウォームアップ時間の短縮が求められている。
このため、例えば、電磁誘導にて定着スリーブを昇温する誘導加熱方式が採用されるようになってきた。誘導加熱方式では、定着スリーブを単一の定着ローラに巻き掛けて定着スリーブ径を最小化し、その熱容量を小さくすることによって、ウォームアップ時間の大幅な短縮を達成している。
【０００３】
そのような誘導加熱方式の定着装置においてウォームアップ時間を更に短縮するために、定着スリーブと定着ローラとの間に空気層を設ける技術が開発されている（特許文献１を参照）。
このようにすれば、定着スリーブと定着ローラとの間の空気層の断熱効果によって、電磁誘導加熱された定着スリーブから定着ローラへ熱が逃げるのを防止されるので、更に速く定着スリーブを昇温することができる。
【特許文献１】特開平１０−０７４００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、定着スリーブと定着ローラとの間に空気層を設けると、定着スリーブと定着ローラとの間の摩擦力が低下するために、定着スリーブが定着ローラの回転軸方向に滑る蛇行が顕著になる。
従来、定着ローラの回転軸方向の両端には、定着スリーブの蛇行を規制する蛇行規制カラーが設けられており、定着スリーブが蛇行規制カラーに当接すると、定着スリーブはそれ以上蛇行することができない。
【０００５】
とはいえ、蛇行が顕著になって、定着スリーブが蛇行規制カラーに当たり続けると、蛇行規制カラーとの間の摩擦によって、定着スリーブが磨耗したり、破損したりするという問題が生じる。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、ウォームアップ時間の短縮と、定着スリーブの長寿命化を両立する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】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、無端ベルト状の定着スリーブを昇温して、トナー像を溶融し、記録シートに融着する定着装置であって、定着スリーブへ内挿され、定着スリーブの温度が高いほど拡径する定着ローラと、定着スリーブの外周面に接し、定着ローラとの間に定着スリーブを挟み込む加圧ローラと、定着スリーブを昇温させる昇温手段と、を備え、常温のときには、定着ローラに対し定着スリーブが遊嵌された状態となる一方、定着スリーブが定着温度のときには、定着スリーブが定着ローラに密嵌する状態に遷移していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、定着スリーブが常温のときには定着スリーブが定着ローラに遊嵌するのでウォーミングアップ時間を短縮することができると共に、定着スリーブが定着温度のときには定着スリーブが定着ローラに密嵌するので定着スリーブの蛇行を抑えることができる。
この場合において、定着ローラは、芯金の外周面が熱膨張性部材で被覆されてなり、当該熱膨張性部材は、定着スリーブからの熱によって膨張するとするのが望ましく、前記熱膨張性部材は、内部に気体が密封された多孔性弾性部材であるとすれば更に好適である。
【０００８】
この場合において、具体的には、前記熱膨張性部材は、発泡ゴムであるとすれば良い。特に、前記芯金は、外周面がほぼ円筒面になっており、前記発泡ゴムは前記外周面を厚さ１２．５ｍｍ以上となるように被覆しているとするのが望ましい。
また、定着スリーブを外した状態で、定着ローラを定着温度に昇温すると、外径が定着スリーブの内径よりも大きくなるような定着ローラを選択すれば蛇行を防止するのに好適であり、常温における定着ローラの外径が、常温における定着スリーブの内径よりも１．４ｍｍ以上小さく、定着温度における定着ローラの外径が、定着スリーブから抜き出した状態で、定着温度における定着スリーブの内径よりも０．８ｍｍ以上大きい、関係を有している定着ローラと定着スリーブとを用いれば更にウォーミングアップ時間の短縮を図ることができる。
【０００９】
また、定着ローラの回転軸方向両端部に配設され、当該回転軸方向への定着スリーブの所定以上の変位を規制する規制部材を備えれば、ウォーミングアップの際の蛇行を効果的に防止することができる。
この場合において、定着ローラの回転軸方向両端部に配設され、定着ローラが常温であるときは、当該回転軸方向への定着スリーブの所定以上の変位を規制し、定着時には、当該規制を解除する規制部材を備え、特に、前記規制部材が可逆的に熱変形することによって前記規制とその解除を行えば、定着時における定着スリーブの損耗を抑えて、その長寿命化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を特徴とする。このようにすれば、ウォーミングアップ時間の短縮と定着スリーブの蛇行防止とを共に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、誘導加熱方式の画像形成装置を例にとり、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、イメージングユニット１００Ｙ〜１００Ｋ、露光器１０１、中間転写ベルト１０２、２次転写ローラ１０３、クリーナ１０４、給紙カセット１０５、ピックアップローラ１０６、定着装置１０７、排紙ローラ１０８及び排紙トレイ１０９を備え、トナーボトル１１０Ｙ〜１１０Ｋが装着されている。
【００１２】
イメージングユニット１００Ｙ〜１００Ｋは、露光器１０１が形成した静電潜像を現像してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成し、中間転写ベルト１０２上へ一次転写する。中間転写ベルト１０２上の残留トナーはクリーナ１０４にて除去される。
給紙カセット１０５は内部に記録シートＰを格納する。記録シートＰはピックアップローラ１０６によって１枚ずつ取り出され、搬送路へと送り出される。２次転写ローラ１０３は中間転写ベルト１０２上のトナー像を記録シート上へ静電転写する。
【００１３】
定着装置１０７はトナー像を溶融し、記録シートに圧着する。その後、記録シートは排紙ローラ１０７にて排紙トレイ１０８上に排出される。トナーボトル１１０Ｙ〜１１０Ｋは着脱可能に装着されており、それぞれイメージングユニット１００Ｙ〜１００Ｋへ各色のトナーを供給する。
［２］定着装置１０７の構成
次に、定着装置１０７の構成について説明する。
【００１４】
図２に示されるように、定着装置１０７は、いわゆる誘導加熱方式の定着装置であって、定着スリーブ２０１、定着ローラ２０２、加圧ローラ２０３、コイルボビン２１０、裾コア２１１、メインコア２１２、励磁コイル２１３及び端部コア２１４を備えている。
コイルボビン２１０に巻回された励磁コイル２１３が発生させる交流磁束は、裾コア２１１、メインコア２１２及び端部コア２１４にて定着スリーブ２０１に導かれる。
【００１５】
定着スリーブ２０１は、内径４６．４ｍｍで厚さ４０μｍのニッケル基材外周面上に厚さ２００μｍのシリコンゴム製弾性層、厚さ２０μｍのＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）製の離型層が順次積層されてなる。定着スリーブ２０１はニッケル基材にて交流磁束を受け、ジュール熱を発生させる。
定着ローラ２０２はφ２０ｍｍの芯金の周面上にシリコン製の発泡ゴム層が形成されてなり、常温（１５℃）における外径が４５．０ｍｍとなっている。このため、常温においては定着スリーブ２０１と定着ローラ２０２との間に隙間（断熱空気層）が生じる（図２（ａ））。断熱空気層の最大層厚は１．４ｍｍである。このため、ウォームアップ時には、定着スリーブ２０１から定着ローラ２０２へ熱が逃げるのが防止されるので、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００１６】
また、定着ローラ２０２は温度上昇に伴って膨張し、定着スリーブ２０１外に取り出された状態では、２００℃で外径が４７．２ｍｍまで拡径する。このため、定着時にはこの膨張圧によって定着スリーブ２０１が定着ローラ２０２に密嵌する（図２（ｂ））。従って、定着ローラ２０２と定着スリーブ２０１との間の摩擦力が大きくなるので、定着スリーブ２０１の蛇行が低減され、抑制される。
【００１７】
なお、図２（ｂ）において破線２０２ａは常温における定着ローラ２０２の外径を膨張時の外径と比較するために示すものである。定着ローラ２０２が膨張するに従って、加圧ローラ２０３との接触箇所であるＮＩＰ幅が大きくなるのが分かる。逆に、定着ローラ２０２の温度が低い場合にはＮＩＰ幅が小さくなり、従って、定着スリーブ２０１と定着ローラ２０２の接触面積も小さくなるので、ウォームアップ時間が短縮される。
【００１８】
図３は、定着ローラ２０２の端部を示す斜視図である。定着ローラ２０２の温度が低い場合には、定着ローラ２０２と定着スリーブ２０１との間の接触面積が小さく、摩擦力が小さくなるので、定着スリーブ２０１が蛇行するおそれがある。このため、定着ローラ２０２の端部においては発泡ゴム層２０２ｂから突出する芯金２０２ａに蛇行規制カラー３０１が嵌装されている。
【００１９】
蛇行規制カラー３０１は、ＰＰＳ（polyphenylene sulfide）等の耐熱性樹脂材料からなり、止め輪３０２にて芯金２０２ａに固定されている。これにより、ウォーミングアップ時など、定着ローラ２０２に定着スリーブ２０１に嵌着していない場合でも、定着スリーブ２０１が蛇行規制カラー３０１を越えて蛇行するのが防止される。
［３］実験
本発明の有効性を確認するために幾つかの実験を行ったので、その結果について説明する。
【００２０】
（１）断熱空気層とウォームアップ時間
まず、定着スリーブと定着ローラとの間の隙間（断熱空気層）の大きさとウォームアップ時間の長さとの関係について説明する。
図４は、定着スリーブを２０℃から定着温度（目標温度１７０℃）まで昇温するためのウォームアップ時間と断熱空気層の大きさとの関係を示すグラフである。
【００２１】
図４において、グラフ４０１は定着スリーブ２０１のウォームアップ時の温度変化を示す。一方、グラフ４０２は定着スリーブと定着ローラとを密着させた場合におけるウォームアップ時の温度変化を示す。
図４に示されるように、断熱空気層を設けた場合には、定着スリーブが１７０℃に達するのに約３１．５秒で済むのに対して、断熱空気層を設けない場合には約４８．２秒かかる。したがって、断熱空気層を設けることによってウォームアップ時間を約３５％短縮することができる。
【００２２】
ウォームアップ時間が短縮されると、次のように省エネルギー化を図ることができる。図５は、定着温度の推移を示すグラフである。従来は昇温速度があまり速くないので、例えば、待機中には予備加熱温度を１２０℃とし、スリープ中の予備加熱温度を５０℃とすることによって、ウォームアップ時間の短縮を図っている（図５（ａ））。
これに対して、本発明の場合には、昇温速度を速めることができるので、待機中やスリープ中に予備加熱を行わなくても、ウォームアップ時間を十分短縮することができる（図５（ｂ））。
【００２３】
すなわち、本発明によれば、常温時に定着ローラを収縮させて断熱空気層を設けることによってウォームアップ時間を十分短縮することができるので、予備加熱が不要になり、省エネルギー化を図ることができる。
（２）定着ローラの寸法
次に、定着ローラの寸法について説明する。
【００２４】
（ａ）定着時の外径
本発明に係る定着ローラは、定着時に膨張、拡径して定着スリーブに嵌着することによって、定着スリーブの蛇行を防止する。そこで、本発明に係る定着ローラを定着スリーブから取り出された状態で定着温度まで昇温して、その外径（以下、「自由膨張外径」という。）がどの程度まで大きくなれば定着スリーブの蛇行を防止することができるかについて実験を行った。
【００２５】
本実験に用いた定着スリーブの内径は常温時でも定着時でもほぼ４０ｍｍである。また、定着ローラは常温時における外径が３９．８ｍｍのものを用い、温度を調節することによって自由膨張外径を変化させた。後述のように、定着ローラの自由膨張外径は温度に比例する（図８）。
また、システム速度を３００ｍ／秒とした。従って、定着スリーブも当該速度で送られる。ニップ荷重は４７５Ｎである。ニップ幅は温調温度によって異なるが、１８０℃で１０．５ｍｍとなるようにした。
【００２６】
また、定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とをねじれの位置関係とした。このねじれの位置関係は、すべての部品の公差が最悪の状態で組み付けられた場合に得られる位置関係である。これによって、定着スリーブに加わる軸方向の力（以下、「蛇行力」という。）が公差の範囲内で最も大きい場合を実験した。
このような条件の下、蛇行の程度を目視によって判定した。すなわち、目視により定着スリーブの移動が確認できる場合を「蛇行あり」と判定した。また、「蛇行あり」と判定されない場合でも定着スリーブ、定着ローラ及び加圧ローラを３０分回し続けた後に目視により蛇行が確認できる場合には「わずかに蛇行あり」と判定した。さもなければ、「蛇行なし」と判定した。
【００２７】
図６は、当該実験結果を示す表である。図６に示されるように、定着ローラの自由膨張外径と定着スリーブの内径の差（以下、「径差」という。）が０．２ｍｍ以下の場合には定着スリーブが蛇行し、また、０．４ｍｍの場合もわずかに蛇行するのに対して、０．８ｍｍ以上ならば蛇行しないことが分かった。
（ｂ）ウォーミングアップ時の外径
本発明に係る定着ローラは、常温時には収縮し、定着スリーブとの間に断熱空気層をもつことによってウォーミングアップ時間を短縮する。そこで、常温時における外径が相異なる定着ローラを用いて、２５℃から１００℃まで昇オンするのに要した時間から平均昇温速度を求め、ウォーミングアップ時間を短縮するのに適する定着ローラの外径を調べた。
【００２８】
実験に用いた定着スリーブの内径は常温時で４０ｍｍであり、温調温度に依らずほぼ一定の内径が保たれる。定着ローラは外径が３７ｍｍから４０ｍｍまで０．２ｍｍずつ異なるものを用いた。
なお、誘導加熱（IH: induction heating）装置の投入電力は１０５０Ｗ、システム速度は３００ｍｍ／秒、ニップ荷重は４７５Ｎとした。ニップ幅は、定着ローラの外径によって異なるが、定着ローラの外径が４０ｍｍならば１０．５ｍｍである。
【００２９】
図７は、常温における定着スリーブと定着ローラの径差と昇温速度との関係を示すグラフである。図７に示されるように、径差が１．４ｍｍを越えると昇温速度が高くなるのに対して、径差が１．４ｍｍに満たない場合には昇温速度が低くなる。
（ｃ）定着ローラの膨張量
上述のように、定着ローラの外径は、常温では定着スリーブの内径よりも１．４ｍｍ以上小さく、定着時には当該内径よりも０．８ｍｍ以上大きくなければならない。すなわち、室温における外径から定着時における外径まで、定着ローラの外径を２．２ｍｍ以上膨張させなければならない。
【００３０】
図８は、芯金径が２０ｍｍで発泡ゴム層の層厚が相異なる定着ローラについて温調温度と外径との関係を示すグラフである。図８において、グラフ８０１〜８０５はそれぞれ常温時の外径が４６．０ｍｍ、４５．０ｍｍ、４４．０ｍｍ、３９．８ｍｍ及び３６．０ｍｍの定着ローラの膨張の程度を常温時からの外径の増加量Δφによって示す。
図８に示されるように、定着ローラの外径は温調温度に正比例し、発泡ゴム層の層厚が大きいほどΔφが大きくなる。また、図８を用いれば、定着ローラの必要な寸法を見積もることができる。
【００３１】
例えば、定着時の温調温度を２００℃とする場合には、図８より、常温時の外径が４５ｍｍ以上でなければならないことが分かる。芯金径を２０ｍｍとしたので、発泡ゴム層の層厚を１２．５ｍｍ以上にすれば良いことになる。
（ｄ）まとめ
以上、考察から、本実施の形態においては、定着ローラの芯金径２０ｍｍ、外径φ４５ｍｍ、定着スリーブ内径４６．４ｍｍとし、ウォームアップ中は断熱空気層を設けて昇温速度を高くし、定着時には定着スリーブに定着ローラを嵌着して定着スリーブの蛇行を抑えている。
【００３２】
［４］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態においては、ウォーミングアップ時など、定着スリーブ２０１に定着ローラ２０２が嵌着していない状態における蛇行を防止するために蛇行防止カラー３０１を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、蛇行防止カラー３０１に代えて以下のようにしても良い。
【００３３】
図９は、本変形例に係る定着ローラ２０２の端部を示す斜視図である。定着ローラ２０２の端部において発泡ゴム層２０２ｂから突出する芯金２０２ａには、蛇行規制カラー９０１が嵌装されている。蛇行規制カラー９０１は止め輪９０２にて芯金２０２ａに固定されており、定着スリーブ２０１が蛇行規制カラー９０１を越えて蛇行するのが防止される（図９（ａ））。
【００３４】
蛇行規制カラー９０１は、熱膨張性の材料、例えば、シリコンゴムからなる環状の部材であって、その周縁部９０１ａに沿って溝部９０１ｂを有する（図９（ｂ））。常温時やウォーミングアップ時など、定着ローラ２０２が定着スリーブ２０１に嵌着していない場合には、蛇行する定着スリーブ２０１を周縁部９０１ａに当接させて、更なる蛇行を防止する。
【００３５】
また、定着時など、定着ローラ２０２が定着スリーブ２０１に嵌着することによって、定着スリーブ２０１の蛇行が抑制されている場合には、蛇行防止カラー９０１も膨張して、定着スリーブ２０１の位置に溝部９０１ｂを配する。これによって、定着スリーブ２０１と蛇行防止カラー９０１とが必要以上に擦れ合うことが無くなるので、定着スリーブ２０１の消耗を抑えることができ、長寿命化を図ることができる。
【００３６】
なお、蛇行規制カラー９０１の材料は熱膨張性のものに限られず、形状記憶合金など他の材料を用いても良い。
（２）上記実施の形態においては、定着ローラ２０２の発泡ゴム層を熱膨張させることによって、定着ローラ２０２の外径を変動させる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、形状記憶合金など他の材料を用いても良い。
【００３７】
発泡ゴムは内部に含む多数の気泡を熱膨張させることによって、ゴム部分を弾性伸張させて膨張するが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、内部に大きな空気室を備えた構成の弾性体など、内部に密封された気体を熱膨張させることによって、当該気体を密封する弾性部材を伸張させる部材を芯金の外周面上に周設しても良い。
また、定着スリーブの温度を温度センサにて検出し、定着温度になり、或いは、定着温度に近づいたら、定着ローラを機械的手段にて拡径しても良い。機械的手段とは、例えば、定着ローラの芯金の外周面上に周設された弾性部材の内部に気体や液体を流し込んで膨張させる等である。
【００３８】
定着後、常温まで降温した定着スリーブを再度、昇温する際には、予め当該気体や液体を当該弾性部材内部から排出すれば、定着ローラを縮径してウォーミングアップ時間を短縮することができる。
［５］その他
（１）上記実施の形態においては、特に言及しなかったが、定着ローラの外径が定着スリーブの内径に達しない場合には、定着ローラが膨張するほど、定着ローラと加圧ローラとが形成するニップ幅が大きくなる。
【００３９】
定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とがねじれの位置関係にある場合、ニップ幅が大きくなるほど定着スリーブに加わる回転軸方向の力が大きくなる。これは蛇行を助長する要因となる。
一方、定着ローラが膨張するほど、定着ローラと定着スリーブとの接触面積も大きくなるので、定着ローラと定着スリーブとの間の摩擦力が大きくなる。これは蛇行を抑制する要因となる。
【００４０】
定着ローラの外径が定着スリーブの内径に達して、定着ローラが定着スリーブに嵌着すると、ニップ幅はそれ以上大きくならないが、温度が上昇するほど、定着ローラによる定着スリーブへの押圧力が大きくなる。このため、ニップ圧が高まるので、定着スリーブと加圧ローラとの摩擦力が大きくなる。これは蛇行を助長する要因となる。
一方、定着ローラによる定着スリーブへの押圧力が大きくなれば、定着ローラと定着スリーブとの間の摩擦力も大きくなる。これは蛇行を抑制する要因である。
【００４１】
（２）蛇行に影響する要因には温度のほかに、定着スリーブの内径がある。
一般的に、ニップ幅は定着ローラの半径の１／３に比例する。従って、蛇行力は定着ローラの外径の１／３に比例する。また、定着ローラと定着スリーブとの接触箇所の周長は定着スリーブの周長に比例するので、蛇行を抑制する力は定着スリーブの内径に比例する。したがって、定着スリーブの内径が大きいほど蛇行が抑制される。
【００４２】
（３）定着ローラの外径が定着スリーブの内径よりも小さい場合、定着スリーブが加圧ローラに当接する領域であるニップ領域には、定着スリーブが定着ローラに接しない擬似ニップ領域が含まれる。
すなわち、図１０に示されるように、定着スリーブ１００１が定着ローラ１００２と加圧ローラ１００３に挟まれた構成において、定着スリーブ１００１が加圧ローラ１００３に当接する領域であるニップ領域には、定着スリーブ１００１が定着ローラ１００２に接しない擬似ニップ領域１０１０が含まれる。
【００４３】
擬似ニップ領域１０１０においては、定着スリーブ１００１が定着ローラ１００２に接しないので、定着スリーブ１００１から定着ローラ１００２への熱移動が少ないと考えられる。特に、定着ローラ１００２の外径が小さいほど、定着スリーブ１００１から定着ローラ１００２への熱移動が少なくなるので、ウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、定着ローラに遊嵌する定着スリーブの蛇行を防止する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１０７の主要な構成を示す断面図であって、（ａ）は常温時における状態、（ｂ）は定着時における状態を示す。
【図３】定着ローラ２０２の端部の構造を示す組立図であって、定着スリーブ２０１が一部切り欠かれた外観が示されている。
【図４】定着スリーブを２０℃から１７０℃まで昇温するためのウォームアップ時間と断熱空気層の大きさとの関係を示すグラフである。
【図５】温調温度の推移を例示するグラフであって、（ａ）は従来技術に係るグラフであり、（ｂ）は本発明に係るグラフである。
【図６】常温時における定着スリーブの内径と定着ローラの外径との差と、定着スリーブの蛇行状況との関係を示す表である。
【図７】常温における定着スリーブと定着ローラの径差と昇温速度との関係を示すグラフである。
【図８】芯金径が２０ｍｍで発泡ゴム層の層厚が相異なる定着ローラのそれぞれについて温調温度と外径との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の変形例に係る定着ローラ２０２の端部の構成を示す組立図であって、（ａ）は定着スリーブ２０１が一部切り欠かれた外観斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１０】ニップ領域における定着スリーブの形状を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１……………………画像形成装置
１０７………………定着装置
２０１、１００１…定着スリーブ
２０２、１００２…定着ローラ
２０３、１００３…加圧ローラ
２１０………………コイルボビン
２１１………………裾コア
２１２………………メインコア
２１３………………励磁コイル
２１４………………端部コア
２０２ｂ……………発泡ゴム層
２０２ａ……………芯金
３０１、９０１……蛇行規制カラー
３０２、９０２……止め輪
９０１ａ……………周縁部
９０１ｂ……………溝部
１０１０……………擬似ニップ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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