(57)【要約】【課題】トナー画像に含まれる離型ワックスの気化した小径粒子の画像形成装置外への放出数を低減できるようにする。【解決手段】未定着トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するニップ部形成部材と、軸部と前記軸部の外側に形成された弾性層とを有し前記フィルムを介して前記ニップ部形成部材と共にニップ部を形成するローラと、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持した記録材を搬送しながら加熱し前記トナー画像を記録材に定着する定着部と、を備える画像形成装置において、前記弾性層３０Ｂは前記フィルムの母線方向において前記フィルムの外面と前記フィルムの端部領域を除いて接触し、前記端部領域において前記軸部３０Ａと前記フィルムの外面とが前記軸部のラジアル方向において空間領域を隔てて対向し、前記装置は、前記空間領域の少なくとも一部を占めるスペーサ４５を有することを特徴とする。【選択図】図４
2014232308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するニップ部形成部材と、軸部と前記軸部の外側に形成された弾性層とを有し前記フィルムを介して前記ニップ部形成部材と共にニップ部を形成するローラと、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持した記録材を搬送しながら加熱し前記トナー画像を記録材に定着する定着部と、
を備える画像形成装置において、
前記弾性層は前記フィルムの母線方向において前記フィルムの外面と前記フィルムの端部領域を除いて接触し、前記端部領域において前記軸部と前記フィルムの外面とが前記軸部のラジアル方向において空間領域を隔てて対向し、前記装置は、前記空間領域の少なくとも一部を占めるスペーサを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部は、前記軸部の長手方向の端部に前記軸部を回転可能に支持する軸受と、前記軸受を支持するフレームと、を有し、前記スペーサは前記軸受に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記スペーサは前記軸部と接触しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記スペーサは前記軸受の外周面に亘って対向する対向面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
更に記録材を前記ニップ部の入口でガイドするガイド部材を有し、前記スペーサは前記ガイド部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材を前記ニップ部の出口でガイドするガイド部材を有し、前記スペーサは前記ガイド部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着部は前記ローラを加熱する加熱ユニットを有し、前記ローラは前記未定着トナー画像と接触することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ニップ部形成部材はヒータであり、前記フィルムは前記未定着トナー画像と接触することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記端部領域は前記フィルムの母線方向において両端部にあり、その双方の前記端部領域において前記スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンターなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンターに搭載される定着器として、フィルム加熱方式のものが知られている。このフィルム加熱方式の定着器は、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ移動する筒状のフィルムと、ヒータと共にフィルムを挟んでニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着トナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。
【０００３】
このタイプの定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着器を搭載するプリンターは、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  Ｐｒｉｎｔ−Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）を短くできる。またこのタイプの定着器は、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。
【０００４】
ところで、近年の電子写真用トナーの構成材料としては、離型ワックスが含まれているものが多いとされる。これは、印字画像の光沢度の調整、顔料の分散性などの効果を付与するためであり、その他、定着オフセットの防止のために添加されている。定着オフセットの現象としては、以下に示すようにいくつかの種類がある。
【０００５】
記録材への定着過程において、フィルムの加熱が不十分（低温）である場合に、トナーが充分溶融せず、記録材への固着力が小さくなるため、トナーの一部が定着フィルム表面に付着してしまう。この現象はコールドオフセットと呼ばれ、フィルム表面にトナーが付着した部分は、記録材上において画像の欠損として現れる。また、定着したトナーもその固着力は弱いため、摩擦などによって記録材上から剥がれてしまう可能性がある。
【０００６】
反対に、フィルムの温度が高すぎる場合、トナーの溶融は充分であるが、粘度が低下し、一部溶融トナーが記録材上から剥がれて、フィルム表面を汚染してしまう。この現象はホットオフセットと呼ばれ、コールドオフセットと同様に記録材上における画像欠損となる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、定着オフセットを防止する場合において、離型剤としてワックス成分をトナーへ添加することが提案されている。離型ワックスをトナーに内包させることにより、加熱定着時に溶融トナーと定着部材の界面に離型ワックスが移行し、耐オフセット性能の向上を図っている。さらに、特許文献２には、耐オフセット性能を向上させるため、２種類以上の離型ワックスをトナーに添加する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８４９９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、加圧ローラは、芯金と、芯金上に形成された弾性層と、弾性層上に形成された離型層と、を有し、フィルムの端面から外側へはみ出さないように弾性層と離型層の長さがフィルムの全長より短い。そのため、加圧ローラの弾性層と離型層とから外側へはみ出した芯金とフィルムとの間に、弾性層及び離型層の厚み分の空隙ができる。
【００１０】
また、トナー画像に含まれる離型ワックスは、ニップ部で記録材がフィルムと加圧ローラによって挟持搬送され、加熱と同時に加圧されることにより液化する。離型ワックスの多くは溶融したトナー画像と共に記録材に転写された後に固着するが、その一部は気化して気体状態となる。気化した離型ワックスの成分は、周囲の温度によって液相または固相の直径０．１マイクロメートル以下の小径粒子になって定着器内を浮遊する。
【００１１】
ところが、上記空隙の存在により、記録材を搬送する際に定着器内に気流が発生して定着器内の空気を記録材とともにプリンターの外へと押出す作用が強くなり、小径粒子が定着器（装置）外へと排出されることがある。
【００１２】
本発明の目的は、トナー画像に含まれる離型ワックスの気化した小径粒子の画像形成装置外への放出数を低減できるようにした画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、
未定着トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するニップ部形成部材と、軸部と前記軸部の外側に形成された弾性層とを有し前記フィルムを介して前記ニップ部形成部材と共にニップ部を形成するローラと、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持した記録材を搬送しながら加熱し前記トナー画像を記録材に定着する定着部と、
を備える画像形成装置において、
前記弾性層は前記フィルムの母線方向において前記フィルムの外面と前記フィルムの端部領域を除いて接触し、前記端部領域において前記軸部と前記フィルムの外面とが前記軸部のラジアル方向において空間領域を隔てて対向し、前記装置は、前記空間領域の少なくとも一部を占めるスペーサを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー画像に含まれる離型ワックスの気化した小径粒子の画像形成装置外への放出数を低減できるようにした画像形成装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の断面図
【図２】（ａ）は実施例１に係る定着装置の断面図、（ｂ）は実施例１に係る定着装置の正面図
【図３】（ａ）は比較例に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は比較例に係る定着装置の断面図
【図４】（ａ）は実施例１に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例１に係る定着装置の断面図
【図５】（ａ）は実施例２に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例２に係る定着装置の断面図
【図６】（ａ）は実施例３に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例３に係る定着装置の断面図
【図７】（ａ）は実施例４に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例４に係る定着装置の断面図
【図８】（ａ）は実施例５に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例５に係る定着装置の断面図
【図９】（ａ）は実施例６に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例６に係る定着装置の断面図
【図１０】（ａ）は実施例７に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例７に係る定着装置の断面図
【図１１】（ａ）は実施例８に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例８に係る定着装置の断面図
【図１２】（ａ）は実施例９に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例９に係る定着装置の断面図
【図１３】（ａ）は実施例１０に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例９に係る定着装置の断面図
【図１４】（ａ）は実施例１１に係る定着装置のフィルムと加圧ローラの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例１１に係る定着装置の断面図
【図１５】（ａ）は実施例１２に係る定着装置のフィルムと加圧ローラと第２のフィルムの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図、（ｂ）は実施例１２に係る定着装置の断面図
【図１６】（ａ）は実施例１３に係る定着装置の横断面図、（ｂ）は実施例１３に係る定着装置を記録材の搬送方向から見た図
【図１７】実施例１３に係る定着装置のヒータの構成を示した図
【図１８】フィルムのラジアル方向の振れ量を示した図
【図１９】（ａ）は実施例１３に係る定着装置の横断面図、（ｂ）は実施例１３に係るフィルム、フランジ、カバーの長手方向の構成を示した図、（ｃ）は比較例３と比較例４と実施例１３とにおけるカバーとフィルムとのラジアル方向の距離を示した図
【図２０】定着処理時の記録材、フィルム、加圧ローラの温度を示した図
【図２１】（ａ）はフィルムとカバーとの間の気流を示した図（フィルムとカバーとの距離が長い時）、（ｂ）はフィルムとカバーとの間の気流を示した図（フィルムとカバーとの距離が短い時）
【図２２】（ａ）は実施例１３の変形例に係る定着装置の横断面図、（ｂ）は実施例１３の変形例に係るフィルム、フランジ、カバーの長手方向の構成を示した図、（ｃ）は比較例４と実施例１３の変形例とにおけるカバーとフィルムとのラジアル方向の距離を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。
【００１７】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る定着装置を搭載できる画像形成装置の概略構成を表わす断面図である。この画像形成装置は電子写真記録技術を用いたフルカラープリンターである。
【００１８】
記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部は４つの画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有する。各画像形成ステーションは、感光体１１７、帯電部材１１９、レーザスキャナ１１８、現像器１２０、転写部材１２４、感光体をクリーニングするクリーナ１２２を有する。更に画像形成部は、トナー画像を担持しつつ搬送するベルト１２３、ベルトから記録材Ｐへトナー画像を転写する二次転写ローラ１２１を有する。以上の画像形成部の動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００１９】
カセット１０２からローラ１０５の回転によって記録材Ｐが１枚ずつ繰り出され、この記録材はローラ１０６の回転によってベルト１２３と二次転写ローラ１２１とで形成された二次転写ニップ部に搬送される。二次転写ニップ部で未定着トナー画像が転写された記録材Ｐは定着部１０９に送られ、トナー画像は定着部で記録材に加熱定着される。
【００２０】
定着部１０９を出た記録材Ｐはローラ１１１の回転によってトレイ１１２上に排出される。
【００２１】
（２）定着部（定着装置）１０９
定着部１０９を構成する定着装置について説明する。図２（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９の概略構成を表す断面図である。図２（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９を記録材搬送方向上流側から観た正面図である。図２（ｃ）は本実施例に係る定着装置１０９のセラミックヒータ１５の概略構成を表わす図である。
【００２２】
定着装置１０９は、加熱ユニット１０と、加圧部材としての加圧ローラ３０を有している。加熱ユニット１０は、筒状のフィルム（エンドレスフィルム）１６と、支持部材としてのフィルムガイド１９と、ニップ部形成部材としてのセラミックヒータ（熱源）１５などを有している。フィルム１６と、フィルムガイド１９と、セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１５と、加圧ローラ３０は、何れも記録材搬送方向（図２（ａ）参照）と直交する方向（以下、長手方向と記す）に長い部材である。
【００２３】
フィルムガイド１９にはヒータ１５が支持され、このフィルムガイドにフィルム１６がルーズに外嵌させてある。このフィルム１６をヒータ１５と加圧ローラ３０とで挟むことによってフィルムと加圧ローラとでニップ部Ｎを形成している。
【００２４】
以下、各部材について更に詳しく説明する。加圧ローラ３０は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなる丸軸状の芯金（軸部）３０Ａを有する。この芯金３０Ａの長手方向両端部の支軸部３０Ａ１（図２（ｂ）参照）間の外周面上にシリコーンゴムなどを主成分とする弾性層３０Ｂがローラ状に形成されている。更にこの弾性層３０Ｂの外周面上にＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰなどを主成分とする離型層３０Ｃが形成されている。
【００２５】
芯金３０Ａの長手方向両端部の支軸部３０Ａ１は定着装置１０９の金属製のフレーム３９の一部を構成する左右の側板４０に軸受４１を介して回転可能に支持されている。
【００２６】
フィルムガイド１９は、所定の耐熱性材料を用いて横断面略凹字形状に形成されている。フィルムガイド１９の加圧ローラ３０側の平坦面には長手方向に沿って溝１９Ａが形成され、この溝でヒータ１５を支持している。
【００２７】
ヒータ１５は、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックを主成分とする薄板状の基板１５Ａを有する。この基板１５Ａのフィルム１６側のフィルム摺動面には、銀、パラジウム等を主成分とした発熱抵抗体１５Ｂが基板の長手方向に沿ってパターン印刷されている。またフィルム摺動面には、発熱抵抗体１５Ｂに通電するための導電部１５Ｃと、この導電部を介して発熱抵抗体に給電するための電極部１５Ｄがパターン印刷されている。更にフィルム摺動面には、ガラス又はフッ素樹脂、ポリイミド等の耐熱樹脂を主成分とする保護層１５Ｅが発熱抵抗体１５Ｂを覆うように設けられている。
【００２８】
フィルム１６は、フィルムの内周長がフィルムガイド１９の外周長より長くなるように筒状に形成され、フィルムガイドに無張力にてルーズに外嵌されている。フィルム１６の層構成として、ポリイミドを主成分とする無端帯状の基層の外周面を、ＰＦＡを主成分とする無端帯状の表面層により被覆するという二層構造が採用されている。
【００２９】
フィルムガイド１９に外嵌されたフィルム１６は加圧ローラ３０と並列に配設され、フィルムガイドの長手方向両端部が加圧バネ４２で加圧ローラの母線方向と直交する水平方向へ付勢されている。フィルムガイド１９に支持されたヒータ１５は加圧バネ４２の加圧力によってフィルム１６を加圧ローラ３０の外周面（表面）に加圧状態に接触させる。これにより加圧ローラ３０の弾性層３０Ｂが潰れて弾性変形し、加圧ローラ表面とフィルム１６の外周面（表面）とで所定幅のニップ部Ｎ（図２（ａ）参照）が形成される。
【００３０】
図２（ａ）において、符号４３はニップ部Ｎに記録材Ｐを案内するガイドである。符号４４はニップ部Ｎから排出される記録材Ｐを案内するガイドである。
【００３１】
図２（ａ）、（ｃ）を参照して、定着装置１０９の加熱定着処理動作を説明する。画像形成装置に備えるモータ（不図示）の駆動力が加圧ローラ３０の芯金３０Ａの長手方向端部に設けられたギア（不図示）に伝達され、これにより加圧ローラは矢印方向へ回転する。フィルム１６は、フィルムの内周面（内面）がヒータ１５の保護層１５Ｅと摺動しながら加圧ローラの回転に追従して矢印方向へ回転する。
【００３２】
ヒータ１５の発熱抵抗体１５Ｂには商用電源２０３よりトライアック２０２を介して通電され、これにより発熱抵抗体が発熱してヒータは昇温する。基板１５Ａのフィルム非摺動面（裏面）の温度をモニタする温度検知素子２０１の検知温度が定着温度（目標温度）を維持するように、トライアック２０２はＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御部２００によって制御される。
【００３３】
未定着トナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはガイド４３によってニップ部Ｎに案内される。そしてこの記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送されながら未定着トナー画像にヒータ１５の熱とニップ部の圧力が印加され、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはガイド４４によって案内されローラ１１１へと送られる。
【００３４】
（３）トナーに含まれる離型ワックスによる小径粒子の説明
記録材Ｐが担持する未定着トナー画像Ｔのトナーには離型ワックスが内包してある。前述したように、離型ワックスの多くは溶融したトナー画像Ｔと共に記録材Ｐに転写された後に固着するが、その一部は気化して気体状態となる。気化した離型ワックスの成分は、周囲の温度によって液相または固相の直径０．１マイクロメートル以下の小径粒子になって定着装置１０９内を浮遊する。このとき、小径粒子を長く定着装置１０９内に浮遊させることで、小径粒子は互いに凝集したり、周囲の部材に補足され、排出される小径粒子の個数を減少させることができる。
【００３５】
（４）比較例の定着装置におけるフィルムと加圧ローラの芯金との間の空隙の説明
図３（ａ）は比較例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図３（ｂ）は比較例に係る定着装置１０９の図３（ａ）の一点鎖線Ｓ０における断面図である。図３（ｃ）は比較例に係る定着装置１０９の図３（ａ）の一点鎖線Ｓ１における断面図である。
【００３６】
加圧ローラ３０の離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂは柔らかく、周囲の部材と摺擦した場合に加圧ローラ３０に傷が付いたり、破損してしまう恐れがある。よって、離型層３０Ｃとヒータ１５が摺擦しないように、長手方向において、加圧ローラ及びフィルムの熱膨張や寸法公差、またはガタツキを考慮しても、離型層がフィルムの端面１６Ａから外側へはみ出さないように加圧ローラの長手方向の長さを決めている。
【００３７】
このように、離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂの長手方向の長さが短く制限されることで、図３（ａ）に示すように、フィルム１６の一部は長手方向において離型層及び弾性層とは接触せずに外側へとはみ出した状態とすることが一般的である。そのため、離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂから外側へとはみ出した芯金２０Ａとフィルム１６との間に、離型層及び弾性層の厚み分の空隙Ｖができる。従って、加圧ローラ３０の長手方向両側には、芯金２０Ａとフィルム１６との間に空隙Ｖができる。
【００３８】
ここで、空隙Ｖは、図３（ａ）で破線Ｓ１にて示すニップ部Ｎ形成域における断面において、次のように定義される。即ち、芯金３０Ａの外周面とフィルム１６の外周面とを結ぶ２つの接線ｂ１，ｂ２の内側における弾性層３０Ｂと離型層３０Ｃからなる面（図３（ｃ）でＭにて示す斜線部）をフィルムの端面１６Ａまで延長したときに占有される空間領域を隙間領域Ｖと定義する。
【００３９】
続いて、図３（ｂ）を参照して、隙間領域Ｖと気流の関係について説明する。記録材Ｐを搬送する際には、記録材Ｐの周囲の空気は空気の粘性によって連れ動く。その結果、定着装置１０９内の空気は定着装置の記録材導入口Ｉから記録材排出口Ｏへと流れようとする。つまり、定着装置１０９内の空気は記録材搬送方向で隙間領域Ｖの上流側の記録材導入口Ｉから下流側の記録材排出口Ｏへと流れようとする。また、加圧ローラ３０及びフィルム１６周囲の空気も加圧ローラ及びフィルムの回転に伴って連れ動く。
【００４０】
本比較例の定着装置１０９においては、例えばフィルム１６表面や、加圧ローラ３０の芯金３０Ａの外周面（表面）の周囲の空気が連れ動く。
【００４１】
上記の隙間領域Ｖでは、フィルム１６表面や、芯金３０Ａ表面の周囲の空気が集められ、徐々に向きを変えながら気流ａ３を発生させる。具体的に述べると、隙間領域Ｖにおいて、フィルム１６表面の移動方向ａ１や、芯金３０Ａ表面の移動方向ａ２が一致し、記録材導入口Ｉから記録材排出口Ｏ方向への気流ａ３が発生する。つまり、記録材Ｐの搬送に伴う気流は、隙間領域Ｖの気流ａ３の方向と一致し、記録材導入口Ｉから記録材排出口Ｏ方向へと向かう空気の流れが大きくなる。
【００４２】
また、ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３０の表面とフィルム１６の表面とで鉛直方向に形成されるニップ面の記録材搬送方向の下流側の出口が鉛直上向きに近づくほど、熱による鉛直上向きの上昇気流の方向とも一致する。そのため、記録材導入口Ｉから記録材排出口Ｏ方向へと向かう空気の流れはより大きくなる。
【００４３】
このように加圧ローラ３０の長手方向両側の隙間領域Ｖの存在により、定着装置１０９内の空気を記録材Ｐとともに画像形成装置外へと押出す作用が強くなる。結果として定着装置１０９内で発生した小径粒子は短時間で定着装置外に排出されるため、小径粒子同士の凝集や、小径粒子の周囲の部材への補足が十分に起こらず、数多くの小径粒子が定着装置外へと排出されることがある。
【００４４】
（５）気流抑制部材の説明
図４（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図４（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図４（ａ）の一点鎖線Ｓ２における断面図である。
【００４５】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、定着装置１０９は、上述の隙間領域Ｖに、ニップ部Ｎでトナー画像を担持する記録材Ｐを搬送する際に気流の発生を抑制する気流抑制部材４５を有する。具体的には隙間領域Ｖに軸受４１の部材の一部がせり出し、その軸受４１の一部が気流抑制部材４５として機能している。言い換えれば、気流抑制部材４５は軸受４１を兼ねている。
【００４６】
気流抑制部材４５の形状について説明する。気流抑制部材４５はフィルム１６と強く摺擦すると、フィルムが破損してしまう恐れがある。フィルム１６が破損しないようにするため、気流抑制部材４５はヒータ１５からフィルムの厚み以上の距離をおいた位置に固定する必要がある。つまり、気流抑制部材４５は、気流抑制部材とヒータ１５との間の距離がフィルム１６の厚みよりも大きくなる位置に固定されていることが望ましい。これによりフィルム１６は気流抑制部材４５とヒータ１５の双方から同時に力を受けることがないため、フィルムが破損するようなことはない。
【００４７】
また、フィルム１６において加圧ローラ３０の弾性層３０Ｂと離型層３０Ｃからなる面より長手方向外側へとはみ出した部分が、フィルムの回転動作中にフィルム自身の剛性によってヒータ１５から浮き上がり、気流抑制部材４５と接触する可能性がある。しかし、気流抑制部材４５とヒータ１５との間の距離はフィルム１６の厚みよりも大きいため、上記部分が気流抑制部材４５と接触してもヒータ１５側へと逃げることができ、フィルム１６の破損を抑制することができる。
【００４８】
また、気流抑制部材４５が加圧ローラ３０の離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂと強く摺擦すると、離型層及び弾性層が破損してしまう恐れがある。離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂの破損を抑制するため、気流抑制部材４５は離型層及び弾性層と接触しないようにする必要がある。
【００４９】
本実施例では気流抑制部材４５の形状は直方体とした。そして図４（ａ）において、気流抑制部材４５とフィルム１６との間の距離を０．５ｍｍ、気流抑制部材４５と弾性体３０Ｂの最近接時の距離を０．５ｍｍとした。また加圧ローラ３０の長手方向において気流抑制部材４５の全面を芯金３０Ａ表面に接触させた。
【００５０】
本実施例の定着装置１０９について排出される小径粒子数の実験を行った。比較例の定着装置１０９についても排出される小径粒子数の実験を行った。また、本実施例の定着装置１０９では、気流抑制部材４５を加圧ローラ３０の長手方向左側のみに設けた場合と、加圧ローラ３０の長手方向両側に設けた場合についても排出される小径粒子数の実験を行った。また、本実施例と比較例のそれぞれの定着装置１０９において、定着装置の角度を変えた場合についても排出される小径粒子数の実験を行った。
【００５１】
具体的には、画像形成装置の設置面に対するニップ部Ｎのニップ面の角度が、０度と９０度（ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側の出口が上方を向く方向を正とする）となる構成とした。
【００５２】
続いて、小径粒子の排出数の評価方法について説明する。評価方法は、３立方メートルの密閉されたチャンバー内を浄化された空気で満し、チャンバー内に画像形成装置を設置し、印字率が５％の画像を１０分間印刷した後の小径粒子濃度を測定した。測定にはナノ粒子粒径分布計測器ＦＭＰＳ３０９１（ＴＳＩ社製）を用いた。
【００５３】
表１は、比較例１（気流抑制部材４５を設けずニップ面の角度が水平面に対して９０度である構成）における小径粒子濃度の測定値を１とした時の各条件における濃度を示す。
【００５４】
【表１】
2014232308.tif 000003
【００５５】
表１から、本実施例（気流抑制部材を左右に設ける、左右のいずれか一方のみに設ける）の定着装置１０９は、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を設けることで、小径粒子の排出数を抑制することができた。また、加圧ローラ３０の長手方向の左右両側の隙間領域Ｖのうち長手方向左側ではなく長手方向両側に気流抑制部材４５を設ける構成の定着装置１０９において、小径粒子の排出数の抑制割合がより大きいことが分かる。また、ニップ部Ｎの出口が上方を向いた構成の定着装置１０９において、小径粒子の排出数を抑制する割合がより大きいことが分かる。
【００５６】
また、表１には示していないが、水平面に対するニップ部Ｎのニップ面の角度が、０度と９０度の間となる構成の定着装置１０９においても小径粒子の排出数を抑制できており、その角度が大きいほど抑制割合が大きくなることを確認した。
【００５７】
つまり、本実施例の構成は、ニップＮにおける記録材の排出方向が画像形成装置の設置面に対して鉛直上向きの成分を有している方が小径粒子の排出数の抑制効果が大きくなる。
【００５８】
本実施例の定着装置１０９は、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、この気流抑制部材で隙間領域を遮蔽でき、記録材Ｐの搬送に伴う定着装置内の空気を記録材とともに画像形成装置外へと押出す作用を弱くできる。これにより記録材導入口Ｉから記録材排出口Ｏ方向への気流ａ３の発生を抑制でき、定着装置１０９内の空気の流れを小さくできる。これにより定着装置１０９内で発生した小径粒子が定着装置外に排出されるまでの時間を長くすることが可能となる。
【００５９】
そのため、小径粒子が定着装置１０９外に排出されるまでに、小径粒子同士の凝集や、小径粒子の周囲の部材への補足が起こりやすくなり、小径粒子の定着装置外への排出数を低減できるという効果を奏する。
【００６０】
気流抑制部材４５を加圧ローラ３０の長手方向両側の隙間領域Ｖに備えるようにすればより効果的である。加圧ローラ３０長手方向両側の隙間領域Ｖのうち一方の隙間領域の遮蔽が十分でない場合には、気流がそちらに集中して、空気の流量が下がらずに小径粒子の排出数を低減できない場合がある。
【００６１】
また、本実施例の定着装置１０９は、気流抑制部材４５が軸受４１を兼ねるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００６２】
［実施例２］
図５は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図５（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図５（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図５（ａ）の一点鎖線Ｓ３における断面図である。
【００６３】
実施例１の定着装置１０９は、加圧ローラ３０の長手方向において気流抑制部材４５の全面を芯金３０Ａ表面に接触させる構成としてある。本実施例に示す定着装置１０９は、加圧ローラ３０の長手方向において気流抑制部材４５の一部を芯金３０Ａ表面に接触させないようにした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００６４】
図５（ａ）と図５（ｂ）に示すように、気流抑制部材４５は、加圧ローラ３０の長手方向において気流抑制部材の一部に芯金３０Ａ表面と接触しない芯金対向面（軸部対向面）４５Ａを形成する。この構成によって気流抑制部材４５と芯金３０Ａとが摺動する面積を減少させて加圧ローラ３０の駆動トルクの増加を抑えつつ小径粒子の装置外への排出量を減らすことができる。更に、この構成によって、芯金３０Ａと気流抑制部材４５との摺擦音の発生を抑制することができる。
【００６５】
［実施例３］
図６は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図６（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図６（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図６（ａ）の一点鎖線Ｓ４における断面図である。
【００６６】
本実施例の定着装置１０９は、気流抑制部材４５がガイド４３を兼ねる構成とした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００６７】
図６（ａ）と図６（ｂ）に示すように、隙間領域Ｖにガイド４３の一部がせり出し、そのガイド４３の一部が気流抑制部材４５として機能している。言い換えれば、気流抑制部材４５はガイド４３を兼ねている。
【００６８】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。また、気流抑制部材４５がガイド４３を兼ねる構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００６９】
本実施例ではガイド４３と気流抑制部材４５を一体に形成した例を説明したが、ガイドと気流抑制部材をそれぞれ異なる材料で別体に形成し、これらのガイドと気流抑制部材を一体的に結合させるようにしてもよい。例えば、樹脂製の気流抑制部材４５と金属製のガイド４３をビスなどの連結部材を用いて一体的に結合させてもよい。
【００７０】
［実施例４］
図７は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図７（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図７（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図７（ａ）の一点鎖線Ｓ５における断面図である。
【００７１】
本実施例の定着装置１０９は、気流抑制部材４５がガイド４４を兼ねる構成とした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００７２】
図７（ａ）と図７（ｂ）に示すように、隙間領域Ｖにガイド４４の部材の一部がせり出し、そのガイド４４の一部が気流抑制部材４５として機能している。言い換えれば、気流抑制部材４５はガイド４３を兼ねている。
【００７３】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。また、気流抑制部材４５がガイド４４を兼ねる構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００７４】
本実施例ではガイド４４と気流抑制部材４５を一体に形成した例を説明したが、ガイドと気流抑制部材をそれぞれ異なる材料で別体に形成し、これらのガイドと気流抑制部材を一体的に結合させるようにしてもよい。例えば、樹脂製の気流抑制部材４５と金属製のガイド４４をビスなどの連結部材を用いて一体的に結合させてもよい。
【００７５】
［実施例５］
図８は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図８（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図８（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図７（ａ）の一点鎖線Ｓ６における断面図である。
【００７６】
本実施例の定着装置１０９は、気流抑制部材４５がフレーム３９を兼ねる構成とした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００７７】
図８（ａ）と図８（ｂ）に示すように、隙間領域Ｖにフレーム３９の部材の一部がせり出し、そのフレーム３９の一部が気流抑制部材４５として機能している。言い換えれば、気流抑制部材４５はフレーム３９を兼ねている。
【００７８】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。また、気流抑制部材４５がフレーム３９を兼ねる構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００７９】
本実施例ではフレーム３９と気流抑制部材４５を一体に形成した例を説明したが、フレームと気流抑制部材をそれぞれ異なる材料で別体に形成し、これらのフレームと気流抑制部材を一体的に結合させるようにしてもよい。例えば、樹脂製の気流抑制部材４５と金属製のフレーム３９をビスなどの連結部材を用いて一体的に結合させてもよい。
【００８０】
［実施例６］
図９は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図９（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図９（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図９（ａ）の一点鎖線Ｓ７における断面図である。
【００８１】
実施例１乃至実施例５の定着装置１０９では、軸受４１、ガイド４３、ガイド４４、フレーム３９などのような動かない固定部材の一部を気流抑制部材４５とした例を説明した。本実施例の定着装置１０９は、加圧ローラ３０の一部の部材に気流抑制部材４５Ｒを形成して加圧ローラとともに連れ回る構成とした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００８２】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５Ｒを有する。具体的には、気流抑制部材４５Ｒを加圧ローラ３０の芯金３０Ａ表面上に形成している。そしてこの気流抑制部材４５Ｒの一部が隙間領域Ｖに侵入している。
【００８３】
気流抑制部材４５Ｒの形状について説明する。気流抑制部材４５Ｒはフィルム１６と強く摺擦すると、フィルム１６が破損してしまう恐れがある。フィルム１６が破損しないようにするため、気流抑制部材４５Ｒはヒータ１５からフィルムの厚み以上の距離をおいた位置に固定する必要がある。つまり、気流抑制部材４５は、気流抑制部材とヒータ１５との間の距離がフィルム１６の厚みよりも大きくなる位置に固定されていることが望ましい。また、気流抑制部材４５Ｒは加圧ローラ３０の芯金３０Ａと連れ回っているため、気流抑制部材と離型層３０Ｃ及び弾性層３０Ｂと接触してもよい。
【００８４】
本実施例では気流抑制部材４５Ｒの形状をリング状とし、その気流抑制部材４５Ｒを芯金３０Ａに嵌め込んで固定している。そして図９（ａ）において、気流抑制部材４５Ｒとフィルム１６との間の距離を０．５ｍｍとした。気流抑制部材４５Ｒと弾性体３０Ｂ、及び気流抑制部材４５Ｒと芯金３０Ａは、それぞれ、接触している。
【００８５】
気流抑制部材４５Ｒは芯金３０Ａよりも容積比熱の小さな材料で形成されている。これにより気流抑制部材４５Ｒの熱容量を芯金３０Ａよりも小さくできる。このことにより、ニップ部Ｎを定着温度まで加熱する際に、気流抑制部材４５Ｒに吸収される熱量を小さくすることができ、定着装置１０９の省エネルギー化が可能となる。本実施例では気流抑制部材４５Ｒの材料として、芯金３０Ａの材料である鉄より容積比熱の小さな樹脂部材を用いた。
【００８６】
本実施例の定着装置１０９についても排出される小径粒子数の実験を行った。その実験の実験方法、及び小径粒子の排出数の評価方法は実施例１と同じである。その結果を表２に示す。
【００８７】
【表２】
2014232308.tif 000004
【００８８】
表２に示す実験結果より、本実施例の何れの定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５Ｒを設けることで、小径粒子の排出数を抑制することができた。また、加圧ローラ３０の長手方向両側の隙間領域Ｖのうち長手方向左側ではなく長手方向両側に気流抑制部材４５Ｒを設ける構成の定着装置１０９において、小径粒子の排出数の抑制割合がより大きいことが分かる。また、ニップ部Ｎの出口が上方を向いた構成の定着装置１０９において、小径粒子の排出数の抑制割合がより大きいことが分かる。
【００８９】
また、表２には示していないが、水平面に対するニップ部Ｎのニップ面の角度が、０度と９０度の間となる構成の定着装置１０９においても小径粒子の排出数を抑制できており、その角度が大きいほど抑制割合が大きくなることを確認した。
【００９０】
本実施例の定着装置１０９も、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５Ｒを備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。また、加圧ローラ３０の芯金３０Ａに気流抑制部材４５Ｒを固定する構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００９１】
［実施例７］
図１０は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１０（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１０（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１０（ａ）の一点鎖線Ｓ８における断面図である。
【００９２】
本実施例の定着装置１０９は、加圧ローラ３０の弾性体３０Ｂの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねる構成とした点を除いて、実施例６と同じ構成としてある。
【００９３】
図１０（ａ）と図１０（ｂ）に示すように、隙間領域Ｖに加圧ローラ３０の弾性体３０Ｂの部材の一部がせり出し、その弾性体３０Ｂの一部が気流抑制部材４５Ｒとして機能している。言い換えれば、弾性体３０Ｂの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねている。
【００９４】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５Ｒを備えるため、実施例６で説明した効果を得ることができる。また、加圧ローラ３０の弾性体３０Ｂの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねる構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００９５】
［実施例８］
図１１は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１１（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１１（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１１（ａ）の一点鎖線Ｓ９における断面図である。
【００９６】
本実施例の定着装置１０９は、加圧ローラ３０の芯金３０Ａの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねる構成とした点を除いて、実施例６と同じ構成としてある。
【００９７】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示すように、隙間領域Ｖに加圧ローラ３０の芯金３０Ａの部材の一部がせり出し、その芯金３０Ａの一部が気流抑制部材４５Ｒとして機能している。言い換えれば、芯金３０Ａの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねている。
【００９８】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５Ｒを備えるため、実施例６で説明した効果を得ることができる。また、加圧ローラ３０の芯金３０Ａの一部が気流抑制部材４５Ｒを兼ねる構成であるため、定着装置１０９や画像形成装置自体を大型化することなく、上述の効果を得ることができる。
【００９９】
［実施例９］
図１２は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１２（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１２（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１２（ａ）の一点鎖線Ｓ１０における断面図である。
【０１００】
本実施例の定着装置１０９は、加圧ローラ３０の芯金３０Ａの支軸部３０Ａ１の外径を実施例１乃至実施例８の加圧ローラ３０の芯金３０Ａよりも小さくした点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【０１０１】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。また、加圧ローラ３０の芯金３０Ａの支軸部３０Ａ１の外径が実施例１の加圧ローラ３０の芯金３０Ａよりも小さいため、ニップ部Ｎを定着温度まで加熱する際に、気流抑制部材４５に吸収される熱量が小さくなり、定着装置１０９の省エネルギー化が可能となる。本実施例の定着装置１０９の構成を実施例２乃至実施例８の定着装置に適用すれば、これらの各実施例の定着装置においても定着装置の省エネルギー化が可能となる。
【０１０２】
［実施例１０］
図１３は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１３（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１３（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１３（ａ）の一点鎖線Ｓ１１における断面図である。
【０１０３】
本実施例の定着装置１０９は、フィルム１６の内側に熱源としてのハロゲンヒータ６０を有する点、ヒータ１５に代えてアルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成したニップ形成部材１５を用いた点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。フィルム１６はニップ形成部材１５を介してハロゲンヒータ６０により加熱される。
【０１０４】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。本実施例の定着装置１０９の構成は実施例２乃至実施例８の定着装置に適用してもよい。
【０１０５】
ハロゲンヒータ６０はフィルム１６の内側に限られずフィルム１６の外側に配置してフィルム１６表面を加熱するようにしてもよい。自己発熱タイプのフィルム１６を用いることにより、ハロゲンヒータ６０を不要とする構成を採用してもよい。
【０１０６】
［実施例１１］
図１４は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１４（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０の長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１４（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１４（ａ）の一点鎖線Ｓ１２における断面図である。
【０１０７】
本実施例の定着装置１０９は、加熱ユニット１０のヒータ１５に代えて摩擦の小さい樹脂などで形成したニップ部形成部材１５を用いている。加圧ローラ３０の芯金３０Ａが中空構造であって、この芯金の内側に熱源としてハロゲンヒータ６１を配設している。ハロゲンヒータ６１は加圧ローラ３０の内側から加圧ローラを加熱する。また記録材は加圧ローラ３０側の面に未定着トナー画像を担持しニップ部Ｎに導入される。本実施例の定着装置１０９は、これらの点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【０１０８】
本実施例の定着装置１０９においても、隙間領域Ｖに気流抑制部材４５を備えるため、実施例１で説明した効果を得ることができる。本実施例の定着装置１０９の構成は実施例２乃至実施例８の定着装置に適用してもよい。
【０１０９】
［実施例１２］
図１５は本実施例に係る定着装置１０９の説明図である。図１５（ａ）は本実施例に係る定着装置１０９のフィルム１６と加圧ローラ３０と第２のフィルム１６Ｅの長手方向端部及びその長手方向端部近傍の断面図である。図１５（ｂ）は本実施例に係る定着装置１０９の図１５（ａ）の一点鎖線Ｓ１２における断面図である。
【０１１０】
本実施例の定着装置１０９は、加熱ユニット１０のヒータ１５に代えて摩擦の小さい樹脂などで形成したニップ部形成部材１５を用いている。加圧ローラ３０の加熱ユニット１０とは反対側に第２の加熱ユニット１０Ｅを備えている。また記録材は加圧ローラ３０側の面に未定着トナー画像を担持しニップ部Ｎに導入される。本実施例の定着装置１０９は、これらの点を除いて、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【０１１１】
第２の加熱ユニット１０Ｅは、加熱ユニット１０と同じ構成であり、筒状の第２のフィルム１６Ｅと、第２の支持部材としての第２のフィルムガイド１９と、第２のニップ部形成部材としての第２のセラミックヒータ（以、ヒータと記す）１５Ｅなどを有する。第２のヒータ１５Ｅで第２のフィルム１６Ｅを介して加圧ローラ３０の弾性層３０Ｂを弾性変形させることにより、第２の加圧ローラ表面と第２のフィルム表面とで所定幅の第２のニップ部ＮＥを形成している。そして第２のヒータ１５Ｅは第２のニップ部ＮＥで第２の筒状のフィルム１６Ｅを介して加圧ローラ３０表面を加熱する。
【０１１２】
本実施例の定着装置１０９において、第２のフィルム１６Ｅは加圧ローラ３０Ｅの回転に追従して矢印方向に回転する。よって、図１５（ｂ）に示すように加圧ローラ３０の芯金３０Ａと第２のフィルム１６との間にできる空隙ＶＥでは、第２のフィルム１６Ｅ表面の移動方向ａ１Ｅや、加圧ローラ３０の芯金３０Ａ表面の移動方向ａ２Ｅが一致する。このため、記録材排出口Ｏから記録材導入口Ｉ方向への気流ａ３Ｅが発生する。
【０１１３】
この気流ａ３Ｅは記録材Ｐに連れ動く気流を打ち消す方向であるため、隙間領域Ｖに備える気流抑制部材４５ｈによって実施例１の定着装置１０９に比べより効果的に小径粒子の画像形成装置外への排出数を低減することができる。
【０１１４】
本実施例の定着装置１０９の構成は実施例２乃至実施例８の定着装置に適用してもよい。
【０１１５】
［実施例１３］
（１）定着装置の構成
図１６（ａ）、（ｂ）と図１７とを参照して本実施例に係る定着装置を説明する。この定着装置は電子写真記録技術を用いたプリンター（画像形成装置）に搭載されるフィルム加熱方式の定着装置（定着器）である。
【０１１６】
図１６（ａ）は定着装置の概略構成を表す横断面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示す定着装置の記録材搬送方向上流側からの正面図である。図１６（ｂ）では、説明の都合上、カバー５００を短手方向中央で切断して表している。図１７は定着装置のヒータ２の概略構成を表す図である。
【０１１７】
定着装置は、筒状のフィルム（回転体）１００と、フィルムの内周面（内面）と接触しフィルムを加熱するヒータ（加熱体）２００と、ヒータとフィルムを介してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）３００を有する。更に定着装置は、ヒータ２００を支持するホルダー（支持部材）４００と、フィルム１の外周面（表面）を覆うカバー５００と、フィルム１００端部を保持する２つのフランジ（保持部材）６００と、ホルダー４００を補強するスティ７００などを有する。
【０１１８】
フィルム１００と、ヒータ２００と、加圧ローラ３００と、ホルダー４００と、カバー５００と、スティ７００は、何れも記録材搬送方向と直交する方向（以下、長手方向と記す）に長い部材である。
【０１１９】
フィルム１００は、基層１１０、弾性層１２０および表層１３０の３層構造になっている。基層１１０は、フィルム１００の捩れ強度、平滑性などの機械的特性を担う筒状のベース層で、ポリイミド等の樹脂或いは高熱伝導性を有するＳＵＳ等の金属、合金等でできている。基層１１０の外周面上に形成された弾性層１２０は、記録紙などの記録材Ｐへの追従性を良くするために、シリコーンゴム等によりできている。弾性層１２０は、コストなどを考慮し形成されない場合もある。
【０１２０】
弾性層１２０の外周面に形成された表層１３０は、トナーや紙粉などの汚れが付きにくいように、離型性の良いＰＦＡやＰＴＦＥにより形成されている。
【０１２１】
本実施例では、フィルム１００として、外径φ１８、長手方向長さ２３０ｍｍのものを用いている。基層１１０は厚み３０μｍのＳＵＳを使用している。弾性層１２０は厚み２５０μｍのシリコーンゴムからなる。表層１３０はＰＦＡのコーティング処理を施して３０μｍの離型層を形成したものを用いた。
【０１２２】
ヒータ２００は長手方向に細長い基板２００Ａを有する。基板２００Ａとしては、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板等が用いられる。
【０１２３】
基板２００Ａのフィルム１００内面側の面（以下、フィルム摺動面と記す）には、基板の長手方向に沿って、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の発熱抵抗体２００Ｂがスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工・形成されている。また基板２００Ａのフィルム１００側のフィルム摺動面には、発熱抵抗体２Ｂに通電するための導電部２００Ｃと、この導電部を介して発熱抵抗体に給電するための電極２００Ｄがスクリーン印刷等により細帯状に塗工・形成されている。
【０１２４】
更に基板２Ａのフィルム摺動面には、発熱抵抗体２００Ｂの保護、及び絶縁の確保を目的として、例えばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層２００Ｅを、発熱抵抗体を覆うように形成してある。
【０１２５】
基板２００Ａのフィルム摺動面とは反対側の面（以下、フィルム非摺動面と記す）には、基板の長手方向中央にサーミスター等の温度検知素子８００が当接している。
【０１２６】
本実施例では、ヒータ２００として、基板２Ａの材料にアルミナを採用し、この基板にＡｇ／Ｐｄの発熱抵抗体２Ｂを形成し、更にガラスコートによる絶縁保護層２Ｅを形成したものを用いている。また基板２００Ａのサイズは、記録材搬送方向と平行な方向（以下、短手方向と記す）の幅が５．８３ｍｍ、長手方向の長さが２７０ｍｍ、厚さは１ｍｍである。
【０１２７】
加圧ローラ３００は鉄やアルミニウム等の材料からなる芯金３１０を有する。芯金３１０の長手方向両端部の軸部３１０Ａ間の外周面上にはシリコーンゴム等の材料からなる弾性層３２が形成されている。更にこの弾性層３２の外周面上にはＰＦＡ等の材料からなる離型層３３０が形成されている。加圧ローラ３００の硬度は、定着性を満足する後述の定着ニップＮ部の短手方向の幅と耐久性を満足できるように、アスカーＣ型硬度計９．８Ｎ（１ｋｇｆ荷重）において、４０度から７０度が好ましい。
【０１２８】
この加圧ローラ３００は芯金３１０の長手方向両端部の軸部３１０Ａが定着装置のフレームＦに回転可能に支持されている。
【０１２９】
本実施例では、加圧ローラ３００として、φ１３のアルミ芯金３１に弾性層３２０としてシリコーンゴム層を３．５ｔの厚みで形成し、そのシリコーンゴム層の上に離型層３３０として４０μｍの厚みの導電のＰＦＡチューブを被覆したものを用いている。硬度は６０度であり、外径はφ２０であり、弾性層３２０の長手方向長さは２２６ｍｍである。
【０１３０】
ホルダー４００は、液晶ポリマー、ＰＰＳ、ＰＥＴ等の耐熱性樹脂により横断面略凹字形状に形成されている。このホルダー４００は、ホルダーの加圧ローラ３００側の平坦面に長手方向に沿って形成された溝４００Ａによってヒータ２を支持している。
【０１３１】
スティ７は、ホルダー４００の溝４００Ａとは反対側の平坦面に配設されている。このスティ７００は、後述の加圧バネ９００によりスティの長手方向両端部に印加された加圧力をホルダー４の長手方向に対して均一に伝えるために用いられる。そのため、鉄、ステンレス、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、横断面形状を略コの字型にすることで剛性を高めている。
【０１３２】
フィルム１の長手方向の端部に配設されたフランジ６００は、液晶ポリマー、ＰＰＳ、ＰＥＴ等の耐熱性樹脂により形成されている。フランジ６００は、フィルム１００の長手方向の移動を規制するための規制部６００Ａと、フィルム１の長手方向の端部の内面を支持するための支持部６００Ｂと、を有する。フランジ６００の規制部６００Ａにはホルダー４００の長手方向の端部とスティ７００の長手方向の端部が支持され、フランジ６００はフィルム１００と並列に配置され規制部６００Ａを介してフレームＦに支持されている。
【０１３３】
支持部６００Ｂは、フィルム１００が長手方向に移動した際にフィルム端部が突き当たる規制部６００Ａの規制面６００Ａ１から突出しており、フィルム１００の内面を支持するようになっている。
【０１３４】
フランジ６００の規制部６００ＡとフレームＦとの間に配設された加圧バネ９００はフランジ６００を介してスティ７００の長手方向の両端部を加圧ローラ３００の母線方向と直交する方向へ加圧する。これによりスティ７００はホルダー４００の長手方向の両端部を同方向に加圧しヒータ２００をフィルム１００を介して加圧ローラ３００表面に加圧する。これにより加圧ローラ３の弾性層３３０が潰れて弾性変形し、加圧ローラ３００表面とフィルム１００の外面とで長手方向に均一な所定の幅のニップ部Ｎ（図１６（ａ）参照）が形成される。
【０１３５】
本実施例では、ホルダー４００の材料として液晶ポリマーを用いており、フランジ６００の材料としてＰＥＴを用いている。フランジ６００の支持部６００Ｂがフィルム１００の内面を支持している長さは１０ｍｍである。スティ７００の材料としては、ジンコート鋼板を用いている。加圧ローラ３００に印加される加圧力は１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）であり、このとき７ｍｍのニップ部Ｎ幅を得ている。
【０１３６】
（２）定着装置の加熱定着処理動作
図１６（ａ）、（ｂ）と図１７を参照して、定着処理について説明する。モーターＭの駆動力が加圧ローラ３００の芯金３１０の長手方向の端部に設けられたギアＧに伝達され、これにより加圧ローラは矢印方向へ回転する。フィルム１００は、フィルム１００の内面がヒータ２００と摺動しながら加圧ローラの回転に追従して矢印方向へ回転する。本実施例では、加圧ローラ３００とフィルム１００の回転により記録材Ｐを１２０ｍｍ／ｓｅｃの速度で搬送するようにしている。
【０１３７】
ヒータ２００の発熱抵抗体２００Ｂには商用電源１０３０よりトライアック１０２０を介して通電され、これにより発熱抵抗体２００Ｂが発熱してヒータは昇温する。基板２００Ａのフィルム１００と接触する面と反対側の面の温度を検知する温度検知素子８の検知温度が定着温度（目標温度）２３０℃を維持するように、トライアック１０２０はＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなる制御部１０００によって制御される。
【０１３８】
未定着トナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎに導入される。そしてこの記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送されながら未定着トナー画像Ｔにヒータ２００の熱とニップ部の圧力が印加され、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着されてニップ部Ｎから排出される。
【０１３９】
（３）カバーの説明
カバー５００は、ＰＰＳ、ＰＥＴ等の耐熱樹脂により形成されている。このカバー５００は、フィルム１００の表面を周方向に亘ってニップ部Ｎ以外の略全域を覆うように横断面略半円弧状に形成されている。そしてこのカバー５００は、カバーの長手方向の両端部がブラケット等の支持部材（不図示）を介してフレームＦに支持され、ヒータ２００が発生した熱を逃さないためにフィルム１００近傍にフィルムを覆うように設置されている。
【０１４０】
フィルム１００の長手方向の両端部はフランジ６００の支持部６００Ｂによって支持されながら回転するので、フィルム１００の外面はラジアル方向に振れにくい。一方、フィルムの長手方向の中央部はニップ部Ｎ以外に規制されることなく回転することができるので、フィルム１００の回転方向でニップ部から最も離れた反対側の位置はフィルムの外面が外側に振れて変形しやすい。
【０１４１】
本実施例の定着装置において、記録材Ｐをニップ部Ｎで搬送しているときのフィルム１００の長手方向における振れ量を図１８に示す。図１８ではフランジ６００の支持部６００Ｂにおいてカバー５００の短手方向の中央の真下でフィルム１００内面を支持している支持面６００Ｂ１（図１９（ｂ）参照）を基準（ゼロ）としている。フィルム１００の長手方向の両端部はフランジ６００によりフィルム内面が支持されているため振れ量はゼロに近くなり、ニップ部Ｎでしか規制されない中央部では振れ量は大きくなっている。
【０１４２】
カバー５００がフィルム１００の外面に接触すると、フィルムの破損や、フィルム１００の熱がカバー５００に熱が奪われることによる定着不良が発生するため、従来、カバー５００はフィルム１の長手中央部の最大フレ量や部品公差を考慮して配置されていた。
【０１４３】
本実施例では、図１８に示されるフィルム１の長手方向の振れ量を考慮して、カバー５００の形状を最適化している。このため、カバー５００をフィルム１００に従来例よりも近づけて配置することができる。
【０１４４】
ここで、本実施例のカバー５００の横断面を図１９（ａ）に示す。フランジ６００の支持部６００Ｂの支持面６００Ｂ１を長手方向に延長した仮想面を６００Ｌとする。図１９（ｂ）は、カバー５００の長手方向の形状を示す図である。
【０１４５】
図１９（ａ）のニップ部Ｎからフィルム１００の回転方向において最も離れた位置Ｓ２における仮想面６００Ｌと、カバー５００の内面と、のフィルム１００のラジアル方向の距離を図１９（ｃ）に示す。長手方向で端部から中央部まで（１）〜（４）の４箇所での仮想面６００Ｌとカバー５００の内面とのフィルム１００のラジアル方向における距離を示す。比較例３及び比較例４は、長手方向でその距離が一定である構成である。
【０１４６】
図１９（ａ）に示す点線、実線はそれぞれ、実施例１３に係るカバー５００の長手方向における中央部の断面形状、端部の断面形状である。カバー５００の端部では、中央部よりも、カバー５００の内面と仮想面６００Ｌとの距離が短い構成になっている。フィルム１００の回転方向において位置Ｓ２はフィルム１００の外面のラジアル方向の振れ量が最も大きくなるため、カバー５００の内面を仮想面６００Ｌからラジアル方向に離して距離を長くしている。
【０１４７】
（３）トナーに含まれる離型ワックスによる小径粒子の説明
記録材Ｐが担持する未定着トナー画像Ｔのトナーには離型ワックス（以下、トナーワックスとも記す）が内包してある。前述したように、離型ワックスの多くは溶融したトナー画像Ｔと共に記録材Ｐに転写された後に固着するが、その一部は気化して気体状態となる。気化した離型ワックスの成分は、周囲の温度によって液相または固相の直径０．１マイクロメートル以下の小径粒子になって定着装置内を浮遊する。このとき、この小径粒子を長く定着装置内に浮遊させることで、小径粒子は互いに凝集したり、周囲の部材に補足され、排出される小径粒子個数を減少させることができる。
【０１４８】
本実施例の定着装置が搭載される画像形成装置で使用しているトナーワックス単体を加熱していくと、１４５℃付近から小径粒子が発生する。そのため、画像形成装置において、小径粒子の発生源は、トナーワックスが付着しかつ高温になる記録材Ｐ、フィルム１００表面、加圧ローラ３００表面が挙げられる。本実施例の条件において、記録材Ｐをニップ部Ｎで搬送しているときの記録材Ｐ、フィルム１００表面、加圧ローラ３００表面の温度を図２０に示す。図２０より、１４５℃以上となる部材はフィルム１００のみであるため、小径粒子は定着フィルム１の表面から発生していると考えられる。
【０１４９】
小径粒子が定着装置の外部へ排出されるには気流の影響があるため、定着フィルム１００近傍の気流について図２１を用いて説明する。
【０１５０】
図２１は図１６（ａ）に示す定着装置のＡ部分を拡大した図であって、フィルム１００の回転に伴いフィルム表面の周囲に発生する気流の流れを表す図である。
【０１５１】
図２１（ａ）に示すように、フィルム１００が矢印ａにて示す方向に移動しているため、気体の粘性の影響を受け、フィルム１００付近では矢印ｂにて示すような気流が発生している。フィルム１００表面で発生した小径粒子はこの気流に乗り記録材Ｐと共に定着装置の外部へと排出されると考えられる。しかし、静止しているカバー５００の内面付近の気体も、気体の粘性によって気流の影響を受けるため、図２１（ｂ）に示すようにカバー５００をフィルム１００に近接させることで気流の流れは抑制され、発生した小径粒子を定着装置の内部に留めやすくなる。
【０１５２】
本実施例の定着装置では、記録材Ｐをニップ部Ｎで搬送しているときのフィルム１００の外面の長手方向の形状の変化を考慮して、カバー５００の形状を次のような形状としている。即ち、ニップ部とは反対側の位置において、カバー５００は、長手方向において中央部よりも端部の方が短くなるようにしている。これにより、フィルム１００とカバー５００を接触させることなく、比較例４よりもカバー５をフィルム１に近づけて設置することが可能となる。
【０１５３】
次に、比較例３、比較例４、本実施例の定着装置をそれぞれ搭載した画像形成装置を用いて小径粒子の画像形成装置の機外への排出量の評価を行った結果について説明する。評価方法は、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃、湿度５０％）において、３立方メートルの密閉されたチャンバー内を浄化された空気で満し、チャンバー内に画像形成装置を設置し、トナー印字率が５％の画像を１０分間連続印刷した後の小径粒子濃度を測定した。測定にはナノ粒子粒径分布計測器ＦＭＰＳ３０９１（ＴＳＩ社製）を用いた。
【０１５４】
評価結果は、本実施例は比較例４に比べて小径粒子の機外への排出量が７％減少した。これは、本実施例では、比較例４よりもカバー５００をフィルム１００に近づけて配置できるために、気流の粘性の影響を受け、カバー５００とフィルム１００の間に流れる気流を抑えることができたためである。一方、比較例１は本実施例と同等以上の小径粒子の削減効果が見られたものの、フィルムとカバーが接触したと思われる画像不良が発生した。
【０１５５】
以上述べたことから、本実施例のように長手方向において、カバー５００の形状を中央部より端部の方がカバーの内面と仮想面６００Ｌとの距離が短くなるようにすることで、フィルム１００に接触することなく、フィルムに近づけて配置することが可能になる。これにより、フィルム１００表面から発生した小径粒子の機外への排出を抑えることができる。小径粒子を長く定着装置内に浮遊させることで、小径粒子は互いに凝集したり、周囲の部材に捕捉されたりするため、機外への排出量を抑制することができる。
【０１５６】
また本実施例では、新たな部材を追加することなく、カバー５００の形状を変更するというシンプルな構成を採用することによって、小径粒子の画像形成装置の機外への排出を抑えることができる。
【０１５７】
実施例１３は、フィルム１００の回転方向においてニップ部から最も離れた位置Ｓ２において、カバー５００の内面と仮想面６００Ｌとの距離が長手方向の中央部よりも端部の方が短い構成である。しかしながら、実施例１３の変形例として、フィルム１００の周方向に亘って、カバー５００の内面と仮想面６００Ｌとの距離が長手方向の中央部よりも端部の方が短い構成であっても良い。
【０１５８】
この構成の定着装置の横断面を図２２（ａ）に示す。図２２（ａ）のＳ２の位置におけるカバー５の長手方向の形状と、カバー５００と仮想面６００Ｌとのラジアル方向の距離を図２２（ｂ）に示す。また、図２２（ｃ）にカバー５００の周方向における位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３における長手方向の位置（１）〜（４）の４箇所のカバー５００の内面と仮想面６００Ｌとのラジアル方向の距離を示す。
【０１５９】
本変形例は、カバー５００をフィルム１００に接触させることなく、比較例４よりも小径粒子の機外への排出量を２３％減少させることができた。つまり、本変形例は、実施例１３よりも小径粒子の機外への排出量の削減効果が約３倍大きい。これは、実施例１３よりもカバー５００とフィルム１００との間に流れる気流を抑えることができたためであると考えられる。
【符号の説明】
【０１６０】
１５：セラミックヒータ、１６：フィルム、３０：加圧ローラ、３０Ａ：芯金、３０Ｂ：弾性層、３９：フレーム、４１：軸受、４３，４４：ガイド、４５：気流抑制部材、６１：ハロゲンヒータ、１０９：定着装置、Ｐ：記録材、Ｔ：未定着トナー画像、Ｖ：空隙
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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