(57)【要約】【課題】フィルム加熱方式の定着装置（像加熱装置）において、定着フィルムにかかる寄り力が大きく、長寿命が要求される高速機においても、寿命を通して定着フィルムの耐久性を満足すること。【解決手段】定着フィルム内周とフランジ４０のガイド面４０ｂとの接触領域Ｊｒと、定着フィルム端面２５ｄとフランジ４０のフィルム長手規制面４０ａとの接触領域Ｚｒが実質同じ位置となるように、フランジ４０のフィルム長手規制面４０ａに逃げテーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋを設けること。接触領域Ｊｒ及び第２の接触領域Ｚｒは共にニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送方向Ａ１において上流側から下流側に亘って設けられていること。【選択図】図１
2018112689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置であって、
可撓性を有する中空の第１の回転体と、
前記第１の回転体の外面と接触して前記ニップ部を形成する第２の回転体と、
前記第１の回転体の長手端部の端面と接触することで前記第１の回転体の長手方向の移動を規制する規制面と前記第１の回転体の前記長手端部の内周面を内側から支持するガイド面とを有する規制部材と、を有し、
前記規制部材は、前記第１の回転体の回転時に、前記規制面と前記第１の回転体の端面とが摺接する第１の接触領域と、前記ガイド面と前記第１の回転体の端部の内周面とが摺接する第２の接触領域が前記第１の回転体の周方向において実質同じ位置となるように、前記規制面が前記第１の回転体の端面から離れる形状部を有し、
前記第１の接触領域及び前記第２の接触領域は共に前記ニップ部における記録材の搬送方向において上流側から下流側に亘って設けられていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記形状部の前記端面から離れる形状が、非連続で傾きが変わることが無いような形状であ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】
前記規制部材は前記ニップ部を中にして記録材搬送方向において上流側と下流側とに前記形状部を有し、上流側の形状部は下流側の形状部よりもニップ部に近いことを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記上流側の形状部と前記下流側の形状部とで前記端面から離れる形状の角度が異なることを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記下流側の形状部の前記角度が前記上流側の形状部の前記角度よりも小さい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】
前記第２の接触領域において前記第１の回転体に電位を印加する給電機構を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記規制部材は前記第１の回転体の端部の外周を覆うひさし形状部を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記規制部材は、前記第１の回転体の端部の外周を覆うひさし形状部と、前記ニップ部を中にして前記第１の回転体の回転方向において上流側と下流側とに前記形状部を有し、下流側の形状部と上流側の形状部との間における前記ひさし形状部と前記第２の接触領域との距離が、前記下流側の形状部よりも下流の領域におけるひさし形状部と前記第２の接触領域との距離よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記第２の接触領域において前記第１の回転体に電位を印加する給電機構を有し、前記給電機構が位置する領域には前記ひさし形状部を設けないことを特徴とする請求項７または８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記規制部材が前記第１の回転体の両端部に配設されていることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記第１の回転体が筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記第２の回転体が駆動回転体であることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
前記第２の回転体が弾性ローラであることを特徴とする請求項１ないし１２の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１４】
前記第１の回転体の内面に接触する摺動部材を有し、前記摺動部材と前記第２の回転体とが前記第１の回転体を挟んで圧接することにより前記ニップ部が形成されることを特徴とする請求項１ないし１３の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１５】
前記摺動部材が前記第１の回転体を加熱するヒータもしくは前記ヒータおよび当該ヒータを保持している保持部材の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１４に記載の像加熱装置。
【請求項１６】
前記ヒータがセラミック基板と当該基板に設けられた抵抗発熱体を有するセラミックヒータであることを特徴とする請求項１５に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機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ものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置（像加熱装置）として、フィルム（ベルト）加熱方式の装置が知られている。具体的には、高耐熱性の筒状のフィルムと、フィルムの内面と接触するセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）と、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラを有する。そして、ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する。この装置で用いるヒータ及びフィルムは低熱容量なので、省電力化及びウェイトタイム短縮化（クイックスタート）が可能になるという長所がある。
【０００３】
この装置においては、フィルム回転時においてフィルムに長手方向（スラスト方向）への寄りが発生する場合があり、この寄りを精度良くコントロールすることは難しい。そこで、フィルムの長手方向端部を受け止め、寄りを抑える規制部材（以降、フランジと称する）をフィルム端部に設置することが提案されている。このフランジは、フィルムの内周面および端面と接触する。内周面と接触することでフィルムの記録材搬送方向の傾きを抑え、端面と接触することでフィルムの長手方向の移動を規制する。
【０００４】
しかし、フィルムをフランジで規制する場合、フィルムの寄り力が大きくなると、フィルムの端部に折れ、あるいは亀裂を生じる現象（以降、フィルム端部破損と称する）が発生することがある。その結果として、定着画像の劣化、フィルムの走行不良、耐久寿命の短縮の可能性があった。その対策として、フィルムの膜厚の増加や、材料に添加物を混ぜる等により強度を上げることなどが講じられている。
【０００５】
また、フランジにおけるフィルムの内周面と接触する領域（以降、ガイド面と称する）と、フィルムの端面との接触領域（以降、規制面と称する）の関係を適切に管理する必要がある。フィルムの内周面と接触していない領域でフィルム端面がフランジの規制面と接触すると、フィルムが端部で折れ込む現象（以降、端部折れと称する）が発生する。端部折れが発生したフィルムでは、走行軌跡が不安定になり画像不良や記録材の搬送不良を引き起こす可能性がある。また、フィルムの端部破損に至る場合もある。
【０００６】
フィルム端部折れの課題に対して、フランジ形状を工夫する対策が提案されている（特許文献１）。この提案されている構成の特徴は以下である。フランジをニップ中心に対して記録材搬送方向に関して上流側と下流側に２分割したとき、上流側において、フランジはフィルムに対し内周面および端面と接触している。そして、フィルム内周面とガイド面が接触する領域が、フィルム端面と規制面が接触する領域より大きくなっている。一方、下流側においては、フランジはフィルムに対し内周面、端面とは接触していない。
【０００７】
上記構成とすることでフィルムの内周面とフランジのガイド面が接触していない領域で、フィルム端面がフランジの規制面に接触することを防ぎ、端部折れを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２５２１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の技術では、近年の装置の高速化、小型化の流れに伴い、フィルムの寄り力が大きくなるという課題があった。すなわち、上流側だけでフィルム内周面とフランジのガイド面、およびフィルム端面とフランジの規制面が接触するような構成の場合、フィルムが受ける寄り力が大きくなってしまう。その理由を以下に示す。
【００１０】
前記従来の構成では、フランジの下流側において、フィルム内周面とフランジのガイド面の間に隙間が生じる。このような隙間があると、フィルムの記録材搬送方向における傾きが発生する。フィルムが加圧ローラに対して傾くと、フィルムと加圧ローラのそれぞれの回転方向のベクトルに差が生じ、その差に応じてフィルム端部に寄り力が発生する。回転方向のベクトル差が増大し寄り力が大きくなると、フィルムの走行軌跡が乱れたり、フィルム端部で破損したりするといったおそれがあった。
【００１１】
この課題に対する解決手段として、フランジのガイド面を大きくする、もしくは、フィルム径を小さくするなどの手段により、下流側においてもフィルム内周面とフランジのガイド面を接触させる方法が採用されている。このように、下流側においてもフィルム内周面とフランジのガイド面を接触させることで、フィルムの加圧ローラに対する搬送方向の傾きを抑え、寄り力を低減することができる。
【００１２】
また、フィルム端面とフランジの規制面の接触に対しても、上流側のみで接触している場合、所定の寄り力に対し、フィルムが受ける単位面積当たりの寄り力が大きくなるという課題があった。この課題を解決するためには、下流側においてもフィルム端面とフランジの規制面を接触させ、接触面積を増すことで単位面積当たりのフィルム寄り力を低減する手段が採用されている。
【００１３】
上記のように、下流側においてもフィルム内周面とフランジのガイド面、およびフィルム端面とフランジの規制面が接触する装置においても、フィルムの端部折れを防止する必要がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記のような構成の装置においても、フィルム端部折れが発生することなくフィルム寄り力を低減させ、フィルムの耐久性能を満足させるような像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置であって、可撓性を有する中空の第１の回転体と、前記第１の回転体の外面と接触して前記ニップ部を形成する第２の回転体と、前記第１の回転体の長手端部の端面と接触することで前記第１の回転体の長手方向の移動を規制する規制面と前記第１の回転体の前記長手端部の内周面を内側から支持するガイド面とを有する規制部材と、を有し、前記規制部材は、前記第１の回転体の回転時に、前記規制面と前記第１の回転体の端面とが摺接する第１の接触領域と、前記ガイド面と前記第１の回転体の端部の内周面とが摺接する第２の接触領域が前記第１の回転体の周方向において実質同じ位置となるように、前記規制面が前記第１の回転体の端面から離れる形状部を有し、前記第１の接触領域及び前記第２の接触領域は共に前記ニップ部における記録材の搬送方向において上流側から下流側に亘って設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可撓性を有する中空の第１の回転体（フィルム）の端部折れが発生することなく第１の回転体の寄り力を低減させ、第１の回転体の耐久性能を満足させるような像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の定着装置におけるフランジの構成模式図
【図２】実施例２の定着装置におけるフランジの構成模式図
【図３】実施例３の定着装置におけるフランジの構成模式図
【図４】画像形成装置例の構成模式図
【図５】定着装置例の正面模式図
【図６】同装置の縦断正面模式図
【図７】図５の装置の一部切欠き正面模式図
【図８】同装置の横断右側面模式図
【図９】（ａ）はフィルムユニットの分解斜視模式図、（ｂ）はフィルムの層構成を示す模式図、（ｃ）はヒータの横断面模式図
【図１０】フランジの構造説明図
【図１１】制御系統のブロック図
【図１２】フィルムの寄り移動の説明図
【図１３】フィルムのガイド領域と走行軌道の説明図
【図１４】フィルム折れの説明図
【図１５】テーパ形状部を設けたフランジの説明図
【図１６】比較例１と２のフランジの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。
【００１９】
《実施例１》
［画像形成装置］
図４は本発明に係る像加熱装置を定着装置Ｃとして搭載している画像形成装置Ａの一例の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置Ａは電子写真プロセスを用いたモノクロプリンタであり、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から制御部Ｄに画像情報が入力する。制御部Ｄは所定の画像形成制御シーケンスを実行する。
【００２０】
記録材（以下、用紙または紙と記す）Ｐにトナー像を形成する画像形成部Ｂは、矢印の時計方向に回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。このドラム１の周囲にはドラム回転方向に沿って順に、帯電ローラ２、レーザースキャナ３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置６が配設されている。以上の画像形成部Ｂの画像形成動作（電子写真プロセス）は周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００２１】
カセット７に収納されている用紙Ｐは送り出しローラ８の回転によって１枚ずつ繰り出される。そして、用紙Ｐはトップセンサ９を有する搬送路１０によりドラム１と転写ローラ５とで形成される転写ニップ部１１へ所定の制御タイミングにて導入されてドラム１側のトナー像の転写を受ける。転写ニップ部１１を通った用紙Ｐは搬送路１２に沿って定着装置（定着部）Ｃへ送られ、トナー像の熱圧定着処理を受ける。定着装置Ｃを出た用紙Ｐは搬送路１３を通り、排出ローラ１４により画像形成物（成果物）として排出トレイ１５に排出される。
【００２２】
［定着装置］
定着装置Ｃに関して、正面とは用紙Ｐの入口側、背面とは同出口側である。左右とは装置Ｃを正面から見て左（一端側）または右（他端側）である。上下とは重力方向において上または下である。上流側と下流側は用紙搬送方向（記録材搬送方向）において上流側と下流側である。また、加圧ローラの軸線方向或いはこれに平行な方向を長手方向とし、これに直交する方向を短手方向とする。
【００２３】
この定着装置Ｃは、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を可能としたフィルム（ベルト）加熱方式の像加熱装置（ＯＭＦ：オンデマンド定着器）である。図５は装置Ｃの正面模式図、図６は装置Ｃの縦断正面模式図、図７は図５の装置Ｃの正面模式図において、フィルムユニットのフィルムを切り欠いてユニット内部が透けて見えるようにした図、図８は装置Ｃの横断右側面模式図である。この定着装置Ｃは、大別して、フィルムユニット（ベルトユニット）５０と、加圧部材としての弾性加圧ローラ２６と、これらを収容している装置枠体（筐体）６０を有する。
【００２４】
（１）フィルムユニット５０
フィルムユニット５０は、内部アセンブリ（内蔵物：内部部材）に対してルーズに外嵌されている、可撓性を有する中空（無端状、エンドレスベルト状、筒状）の第１の回転体である定着フィルム（定着ベルト：以下、フィルムと記す）２５を有する。フィルム２５の内部には、加熱体としてのヒータ２０、ヒータ２０を保持すると共にフィルムの回転をガイドするガイド部材（保持部材）２９、ガイド部材を保持する例えば鉄製の加圧剛性ステイ３０が内部アセンブリとして配設されている。図９の（ａ）はフィルムユニット５０の分解斜視模式図である。
【００２５】
ヒータ２０、ガイド部材２９、ステイ３０は何れも長さがフィルム２５の幅（長さ）よりも長い部材であり、一端側（左側）と他端側（右側）がそれぞれフィルム２５の両端部から外方に突出している。そして、ステイ３０の一端側と他端側の外方突出部３０ａに対してそれぞれ一端側と他端側のフランジ（フィルム保持部材）４０（Ｌ・Ｒ）が嵌着されている。即ち、フィルム２５の長手方向両端部にフランジ４０（Ｌ・Ｒ）が配置されている。
【００２６】
１）フィルム２５
可撓性を有するフィルム２５は自由状態においては自身の弾発性により直径２４ｍｍの円筒形状を呈する。フィルム２５は横断面ほぼ半円弧状のガイド部材２９に対してルーズに外嵌されている。図９の（ｂ）は本実施例におけるフィルム２５の層構造を示す断面模式図であり、内側から外側に順に、基層２５ａ、弾性層２５ｂ、表層２５ｃの３層の複合層からなる。
【００２７】
基層２５ａの材料として、多くの定着装置でポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の低熱容量の耐熱性樹脂材料を用いているが、熱伝導性と耐久性を高めるためにＳＵＳ、Ｎｉ等の薄肉金属を用いることもできる。基層２５ａは熱容量を小さくしてクイックスタート性を満足させると同時に、機械的強度も満足させる必要があるため、厚みは１５μｍ以上５０μｍ以下とすることが望ましい。本実施例の基層２５ａは厚み７０μｍの円筒形のポリイミド基層とした。
【００２８】
弾性層２５ｂはシリコーンゴムを材料としている。この弾性層２５ｂを設けることで、トナー画像Ｔを包み込み、均一に熱を与えることができるようになるため、光沢度が高くてムラのない良質な画像を得ることが可能になる。また、弾性層２５ｂはシリコーンゴム単体では熱伝導性が低いため、アルミナ、金属ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛等の熱伝導性フィラーを添加するなどの手段で、１．２Ｗ／ｍｋ以上を確保すると良い。
【００２９】
本実施例においては、弾性層２５ｂにゴム材であるジメチルポリシロキサンに、熱伝導性フィラーである金属ケイ素を添加し、その熱伝導率を１．２Ｗ／ｍｋとしている。また弾性層２５ｂの厚さは２１０μｍとしている。
【００３０】
表層２５ｃは離型層として、高い耐摩耗性およびトナーに対する高い離型性が要求される。材料としては先述のＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。樹脂のディスパージョンを焼成して得られるコーティング層、もしくはチューブ層で形成される。また、フッ素樹脂にカーボンなどの導電材を付与する場合もある。本実施例の表層２５ｃは、フッ素樹脂としてＰＦＡを用い、厚さは１５μｍでコーティング層とした。
【００３１】
２）ヒータ２０
ヒータ２０には、一般的にセラミックヒータが使用される。図９の（ｃ）は本実施例におけるセラミックスヒータ２０の横断面模式図である。このヒータ２０は、窒化アルミニウム、アルミナ等からなる耐熱性のヒータ基板（セラミック基板）２０ａを有している。そしてヒータ基板２０ａの表面に、通電により発熱する発熱抵抗層（抵抗発熱体）としての抵抗体パターン２０ｂを、例えば印刷によってヒータ基板２０ａの長手方向に沿って形成している。そして、その抵抗体パターン２０ｂの表面を保護層としてのガラス層２０ｃで被覆している。
【００３２】
また、ヒータ基板２０ａの裏面（ニップ部Ｎと反対側の面）には、ヒータ２０の温度を検知する温度検知部材としてのサーミスタ２４が配設されている。
【００３３】
３）ガイド部材２９
ガイド部材２９は耐熱樹脂によって形成された部材であり、ヒータ２０を支持するとともに、フィルム２５の回転ガイドを兼ねている。ガイド部材２９の下面には長手に沿って溝部が形成されており、ヒータ２０はその溝部に表面側を外側にして嵌め込まれて支持されている。ガイド部材２９の材料として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂が用いられている。
【００３４】
４）フランジ４０
フィルム２５の長手方向両端部に配置されるフランジ４０（Ｌ・Ｒ）はそれぞれ左右対称形状の耐熱樹脂製のモールド成形品である。以下の記載において、「フランジ４０Ｌ」は左側（一端側）のフランジ、「フランジ４０Ｒ」は右側（他端側）のフランジ、「フランジ４０」或いは「フランジ４０（Ｌ・Ｒ）」は左右両方のフランジであるものとする。
【００３５】
図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、フランジ４０を、それぞれ、内面側、側面側、天面側から見た図である。（ｄ）は縦断面図である。これらの図に示すように、フランジ４０は、規制面（規制部、鍔座：第１の面）４０ａ、ガイド面（ガイド部：第２の面）４０ｂ、加圧受け部４０ｃ、嵌着部４０ｄ、嵌着縦溝部４０ｅ、を有する。
【００３６】
規制面４０ａはフィルム２５の長手端部の端面２５ｄに対向しており、フィルム２５が長手方向に動いた場合に移動（寄り）を規制する役割を果たし、フィルム２５が長手方向の所定の位置にとどまるようにしている。即ち、フィルム２５に寄りが発生した場合、フィルム端面２５ｄはフランジ４０の規制面４０ａに突き当たり、寄りが規制されるようになっている。
【００３７】
ガイド面４０ｂはフィルム２５の長手方向端部領域において回転するフィルム２５の内面をガイドする。即ち、ガイド面４０ｂはフィルム２５の長手端部の内周面を内側から支持することにより、フィルム２５に所望の回転軌跡を描かせる役割を果たしている。ガイド面４０ｂとフィルム端部内面との接触領域を図７中の斜線部（網掛け部）ＳｌおよびＳｒで示す。
【００３８】
回転するフィルム２５の端部内面とフランジ４０のガイド面４０ｂが接触摺動すると、トナーの定着に必要な熱が、フランジ４０によって奪われる。そのため、フランジ４０のガイド面４０ｂは装置Ｃに使用可能な最大幅サイズの用紙の搬送領域Ｗｍａｘよりも外側領域に設けられている。
【００３９】
嵌着部４０ｄはステイ３０の外方突出部３０ａに対して嵌着される部分である。加圧受け部４０ｃは、ステイ３０の外方突出部３０ａと直接触れており、縮設されている加圧バネ４８（Ｌ・Ｒ）によってステイ１４０を押し下げる役割を果たしている。フランジ４０は耐熱性に優れ、比較的熱伝導率が良くなく、滑り制にも優れる材料として、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＴ、ＰＡ、等のガラス繊維含有の樹脂が用いられており、本実施例ではＰＰＳを用いている。
【００４０】
（２）加圧ローラ２６
第２の回転体としての加圧ローラ２６は、フィルム２５を挟んでヒータ２０との間にニップ部Ｎを形成し、かつ、フィルム２５を回転駆動するための駆動回転体である。加圧ローラ２６は、芯軸部２６ａの外周に弾性層２６ｂを有し、弾性層２６ｂの外周に表層２６ｃを有する、外径は約３０ｍｍの弾性ローラである。
【００４１】
芯軸部２６ａには、アルミニウム、鉄などの金属材料が中実もしくは中空で用いられる。本実施例では、中実のアルミニウムを芯金材料として用いている。弾性層２６ｂは、断熱性のシリコーンゴムから成り、カーボン等の電気伝導材を添加することで導電性としている。表層２６ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる厚さ１０〜８０ｕｍの離型性チューブである。本実施例では層２６ｃは、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブとしている。
【００４２】
ここで、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４，６フッ化）の略称である。
【００４３】
加圧ローラ２６は芯軸部２６ａの一端側と他端側をそれぞれ装置枠体６０の一端側と他端側の側板６１Ｌ・６１Ｒ間に軸受部材６２を介して軸受させて回転可能に配設されている。また、芯軸部２６ａの他端側には同心一体に駆動ギア４７が配設されている。このギア４７に制御部（エンジンコントローラ）Ｄ（図１１）で制御されるモータＭの駆動力が駆動伝達部（不図示）を介して伝達されることで、加圧ローラ２６が駆動回転体として図８において矢印Ｒ２６の方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００４４】
フィルムユニット５０はヒータ２０の側を下向きにして加圧ローラ２６の上側において加圧ローラ２６に実質平行に配列して装置枠体６０の側板６１Ｌ・６１Ｒ間に配設されている。フィルムユニット５０のフランジ４０Ｌ・４０Ｒはそれぞれ嵌着縦溝部４０ｅが側板６１Ｌ・６１Ｒに設けられた縦ガイドスリット６３・６３の縦縁部に係合している。
【００４５】
これによりフランジ４０Ｌ・４０Ｒは、それぞれ、側板６１Ｌ・６１Ｒに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。即ち、フィルムユニット５０は全体に側板６１Ｌ・６１Ｒ間において縦ガイドスリット６３・６３に沿って加圧ローラ２６に対して近づく方向と遠のく方向とに移動可能な自由度を有する。
【００４６】
（３）加圧機構
フランジ４０Ｌ・４０Ｒの加圧受け部４０ｃにはそれぞれ加圧バネ４８Ｌ・４８４Ｒが当接している。加圧バネ４８Ｌは装置枠体６０の天板６６の一端側のバネ受け部６７Ｌとフランジ４０Ｌの加圧受け部４０ｃとの間に縮設されている。加圧バネ４８Ｒは装置枠体６０の天板６６の他端側のバネ受け部６７Ｒとフランジ４０Ｒの加圧受け部４０ｃとの間に縮設されている。
【００４７】
上記の加圧バネ４８Ｌ・４８Ｒの縮設反力によりフィルムユニット５０のステイ３０の一端側と他端側の外方突出部３０ａ・３０ａにフランジ４０Ｌ・４０Ｒを介してそれぞれ所定の同等の押圧力が作用している。
【００４８】
これにより、ヒータ２０を有するガイド部材２９と加圧ローラ２６とが加圧ローラ２６の弾性層２６ｂの弾性に抗してフィルム２５を挟んで所定の加圧力をもって圧接する。本実施例の定着装置Ｃにおいては、ヒータ２０、或いはヒータ２０とガイド部材２９の一部がフィルム２５の内面に接触する当接する摺動部材（バックアップ部材）として機能している。そのため、図８のように、フィルム２５と加圧ローラ２６との間に用紙搬送方向Ａ１に関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００４９】
（４）定着動作
前記のように、加圧ローラ２６のギア４７に制御部Ｄで制御されるモータＭの駆動力が駆動伝達部を介して伝達されることで、加圧ローラ２６が駆動回転体として図８において矢印Ｒ２６の方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２６の回転によりニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６との摩擦力でフィルム２５に回転力が作用する。これにより、フィルム２５はその内面がニップ部Ｎにおいてヒータ２０の表面およびガイド部材２９の外面の一部に密着して摺動しながら矢印Ｒ２５の方向に加圧ローラ２６の回転周速度にほぼ対応し周速度で従動回転する。
【００５０】
一方、ヒータ２０は制御部Ｄで制御される給電部（トライアック）５１から不図示の給電経路を介して電力供給を受けて急峻に発熱する。このヒータ２０の温度がヒータ裏面に当接させて配置されているサーミスタ２４で検知され、検知温度情報が制御部Ｄに入力する。制御部Ｄは入力する検知温度情報に応じて給電部５１からヒータ２０に流す電流を適切に制御することで、ヒータ２０の温度を所定の温度に立ち上げてその温度が維持されるように温調する。
【００５１】
サーミスタ２４は、ヒータ２０の長手方向中央部の温度を検知するための素子である。サーミスタ２４によって検知される温度は制御部Ｄに入力される。サーミスタ２４は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coerricient）サーミスタであり、温度上昇に伴い抵抗値が小さくなる。ヒータ２０の温度は制御部Ｄで監視され、制御部内部で設定されている目標温度と比較することによって、ヒータ２０に供給する電力が調整されている。これにより、ヒータが目標温度を維持するようにヒータへ供給する電力が制御されている。
【００５２】
このように、加圧ローラ２６が回転駆動され、これに伴いフィルム２５が従動して回転し、ヒータ２０が所定の温度に立ち上げられて温調された状態において、画像形成部Ｂ側から未定着のトナー像Ｔを担持した用紙Ｐがニップ部Ｎに導入される。用紙Ｐはトナー像Ｔの担持面がフィルム２５に対面するようにニップ部Ｎに導入されて挟持搬送されていく。これにより、用紙上の未定着のトナー像Ｔは加熱加圧されて固着画像として定着される。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐはフィルム２５の表面から曲率分離して定着装置Ｃから排出搬送されていく。
【００５３】
（フィルム内周の接触領域と寄り力）
先述のように、加圧ローラ２６は駆動ギア４７から回転駆動を受け、図８の矢印Ｒ２６方向に回転駆動する。フィルム２５はニップ部Ｎで加圧ローラ２６より回転駆動を受け、矢印Ｒ２５方向に従動回転する。フィルム２５は回転時に長手方向の左右いずれかに寄りが発生する場合がある。その寄りを規制するために、フランジ４０（Ｌ・Ｒ）をフィルム２５の両端部側に配設けている。フィルム２５に寄りが発生した場合、フィルム端面２５ｄはフランジ４０の規制面４０ａに突き当たり、寄りが規制されるようになっている。
【００５４】
また、フランジ４０は、フィルム２５の端部内面と接触するガイド面４０ｂを備え、フィルム２５の長手方向端部領域において、フィルム２５の端部内面をガイドする。即ち、フィルム２５は両端部付近において内面をフランジ４０のガイド面４０ｂによってガイドされている。そして、ガイド面４０ｂとフィルム端部内面との接触領域Ｓｌ、Ｓｒ（図７）が小さくなると、寄り力が大きくなるという問題が発生する。
【００５５】
その理由を、図１２を用いて以下に示す。図１２は定着装置Ｃにおけるフィルムユニット５０と加圧ローラ２６の部分の天面側の模式図であり、フィルム２５は破線で示している。また、ステイ３０は省略してある。加圧ローラ２６とフィルム２５が通常回転している場合、加圧ローラ２６はフィルム２５を長手方向で均一な力を与える。
【００５６】
図１２の（ａ）はフィルム２６が長手方向で均一な力を受けて回転している場合の模式図である。ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６の搬送力を長手方向の左右で分け、駆動ギア４７側（右側）の搬送力をＨｒ、反対側（左側）の搬送力をＨｌと示す。
【００５７】
搬送力Ｈｒと同Ｈｌが同等の力であり、このためフィルム２５に寄り力は発生しておらず、フィルム端面２５ｄとフランジ４０の規制面４０ａは左右の両端側ともに接触していない。また、左右の両端側において、フィルム２５の下流側の内面とガイド面４０ｂとの左側における隙間をｄｌ、右側における隙間をｄｒで示す。このとき、隙間ｄｌと同ｄｒは同等の間隔になっている。
【００５８】
一方、左右の搬送力Ｈｌと同Ｈｒが不均一の場合、フィルム２５は左右どちらかの方向に寄り力が発生する。左右の搬送力Ｈｌと同Ｈｒが不均一になる理由としては、加圧ローラ２６の外径に左右差がある場合、加圧バネ４８Ｌ・４８Ｒの加圧力に左右差がある場合、フィルム２５と加圧ローラ２６のアライメントが左右でずれている場合などが挙げられる。
【００５９】
図１２の（ｂ）は、搬送力Ｈｒが同Ｈｌよりも大きい場合の模式図である。フィルム２５の内面は、駆動ギア４７側（右側）ではフランジ４０Ｒのガイド面４０ａの上流側でガイドされており、長手方向逆側（左側）のフランジ４０Ｌにおいてはガイド面４０ａの下流側でガイドされている。その結果、フィルム２５は搬送力が大きい駆動ギア４７側は下流側に傾き、逆側は上流側に傾いている。
【００６０】
フィルム２５が用紙搬送方向Ａ１方向に対し、角度θｙだけ傾くと、フィルム２５には駆動ギア４７側に分力Ｆｙが働く。ここで、角度θｙが大きけいほど、分力Ｆｙは大きくなる。その結果、フィルム２５は搬送力が大きい駆動ギア４７側に寄り、フランジ４０Ｒの規制面４０ａで寄りを規制される。
【００６１】
ここで、フィルム２５の端部が受ける寄り力は上記分力Ｆｙに比例する。すなわち、フィルム２５の傾きθｙが大きいほど、寄り力が大きくなる。上述のように、フィルム２５の傾きはフランジ４０のガイド面４０ｂによりもたらされるため、フランジ４０のガイド面４０ｂとフィルム内面との隙間ｄｒが大きいほど、傾きθｙが大きくなる。したがって、隙間ｄｒ（ｄｌ）を小さくすることで寄り力を低減することができる。
【００６２】
隙間ｄｒ（ｄｌ）を小さくするためには、フィルム２５の内周とフランジ４０のガイド面４０ｂの差を小さくする必要がある。図１３は駆動ギア４７側（右側）のフランジ４０Ｒとヒータホルダ２９およびヒータ２１により形成されるユニットの断面の模式図である。なお、図１３〜図１６、図１〜図３は、説明の便宜上、フランジ４０等の形状をデフォルメして描いており、図８や図１０等におけるフランジ４０等との対比においては各部の形状や寸法比率などは整合していない。
【００６３】
ニップ部Ｎにおける用紙搬送方向Ａ１に関して図の右側が上流側（フランジ４０をニップ中心に対して用紙搬送方向Ａ１に関して上流側と下流側に２分割したときの上流側）になる。フィルム２５の内周面はフランジ４０Ｒのガイド面４０ｂとヒータホルダ２９およびヒータ２０によりガイドされ、ガイド領域は（ａ）中の網掛け部Ｇである。また、このガイド領域Ｇにフィルム２５を張架した状態を（ｂ）に示す。（ｂ）の太線で示したＦがフィルム２５の内周が走行する領域（フィルム走行軌道）である。
【００６４】
下流側でフィルム２５がガイド面４０ｂにガイドされない領域が発生し、ガイド面４０ｂの下流側に最も突き出した点と、フィルム走行軌道Ｆとの間隔（隙間間隔）をｄｒとする。この間隔ｄｒは、フィルム内周長すなわちフィルム走行軌道Ｆの全長と、ガイド領域Ｇの全長の差が小さいほど、小さくなる。
【００６５】
ここで、ガイド領域Ｇの全長をＬｇ、フィルム２５の内周長をＬｆとし、ＬｇをＬｆで割ったものをＲｇｆとする（以降、Ｒｇｆを内周使用率と称する）。
【００６６】
Ｒｇｆ＝Ｌｇ／Ｌｆ
内周使用率Ｒｇｆを大きくすることで、上記間隔ｄｒを小さくすることができ、その結果、フィルム２５の寄り力を低減することができる。
【００６７】
一方で、内周使用率Ｒｇｆが大きくなりすぎると、フィルム内周とガイド面４０ｂの間の摺動抵抗が大きくなることでトルクが増大し、さらにはフィルム２５の内部アセンブリに対する外嵌挿入自体が困難になる場合がある。
【００６８】
したがって、内周使用率Ｒｇｆを適切な範囲に設定する必要がある。その結果、内周使用率Ｒｇｆは９５〜９９．８％の範囲に設定することが望ましく、９８〜９９％の範囲がさらに望ましい。本実施例１では９８．５％となるように内周使用率Ｒｇｆを設定した。その結果、フィルム２５とフランジ４０Ｒのガイド面４０ｂとの接触領域は、（ｂ）の矢印Ｊｒで示す領域（フィルム２５の回転時に、ガイド面４０ｂとフィルム２５の端部の内周面とが摺接する接触領域：以下、第２の接触領域と称す）となる。フランジ４０Ｌの場合も上記フランジ４０Ｒの場合と同様である。
【００６９】
（フランジの規制面とフィルム折れ）
続いてフランジ４０Ｒの規制面４０ａとフィルム折れについて説明する。図１４は参考例のフランジ４０を用いた際の、フィルム２５の端面２５ｄがフランジ４０Ｒの規制面４０ａで突き当たった時の拡大図、およびガイド面４０ｂの断面図を示す。フィルム２５の回転時に、フィルム２５の内面とフランジ４０Ｒのガイド面４０ｂは図１３の（ｂ）で説明した第２の接触領域Ｊｒで接触している。
【００７０】
フィルム２５は端部内面がガイド面４０ｂに接触していない状態、すなわち第２の接触領域Ｊｒより下流側のＦとＧに隙間ｄｒがある領域において、フィルム端部が内側に折れる（屈曲する）現象が発生する可能性がある。
【００７１】
例えば、図中矢印方向に寄り力が発生してフィルム端面２５ｄが規制面４０ａに突き当たると、フィルム端部が内側に折れる現象が発生する可能性がある。（ａ）は下流領域にて、フィルム端部が寄り力によって、内側に折れ込んだ状態の模式図である。フィルム折れが発生すると、フィルム２５の走行が乱れ用紙の搬送不良や画像不良を引き起こしたり、フィルム２５の屈曲部に応力が集中しフィルム２５の端部破損に至ったりする可能性がある。
【００７２】
一方、フィルム２５は、（ｂ）に示すように、フィルム端部内面がガイド面４０ｂでガイドされている第２の接触領域Ｊｒでは、図中矢印方向に寄り力が発生しフィルム端面２５ｄが規制面４０ａに突き当たっても折れ込む現象は発生しない。フィルム内面がガイド面４０ｂでガイドされているためである。フランジ４０Ｌの場合も上記フランジ４０Ｒの場合と同様である。
【００７３】
上記フィルム折れの問題を解決するためには、フランジ４０Ｒの規制面４０ａに逃げのテーパ形状部を設ける方法が効果的である。図１５は、フランジ４０Ｒの規制面４０ａの下流側にテーパ形状部４０ｆを設けた場合の、フィルム端部付近の拡大模式図である。この構成とすることで、テーパ形状部４０ｆを設けた領域では、フィルム端面２５ｄと規制面４０ａが接触しないため、内側に折れる現象を防止することができる。フランジ４０Ｌの場合も上記フランジ４０Ｒの場合と同様である。
【００７４】
しかし、一方で、テーパ形状部４０ｆを広く取りすぎると、フィルム端面２５ｄと規制面４０ａの接触領域が小さくなり、フィルム２５の受ける単位面積当たりの寄り力が大きくなる。その結果、フィルム端部が寄り力に耐え切れず座屈するなどの問題が発生してしまう。
【００７５】
（実施例１のフランジ形状）
上述したように、フィルム２５の破れを防止し、定着装置Ｃの耐久性を満足させるためには、以下の２点を満足する必要がある。
【００７６】
一点目は「フィルムの端部折れを防止すること」、二点目は「フィルムの単位面積当たりが受ける寄り力を低減すること」である。これらを満足するためにフランジ４０が要求される形状に関する条件は、一点目は「ガイド面でフィルム内周がガイドしていない領域はフィルム端面が規制面に接触しないようにする」、二点目は「フィルムの端面と規制面の接触領域を広く取る」ことである。
【００７７】
実施例１のフランジ４０は、これらの条件を満たし、フィルム２５の耐久性を満足することができる。図１の中央部分の図は実施例１のフランジ４０Ｒの断面概略図である。図の右側に示す模式図はフランジ４０Ｒを用紙搬送方向Ａ１の上流側（フランジ４０Ｒをニップ中心に対して用紙搬送方向Ａ１に関して上流側と下流側に２分割したときの上流側）から眺めたもの、左側は下流側（同じく下流側）から眺めたものである。
【００７８】
図中矢印および網掛け部で示す領域Ｊｒはフィルム２５の内周面とガイド面２５ｂが接触している前述した第２の接触領域である。実施例１のフランジ４０Ｒは、内周使用率Ｒｇｆを９８．５％としており、その結果、図１に示すように、上流側のみならず下流側にも第２の接触領域Ｊｒがある構成となっている。このような構成とすることで上記一点目の要件を満足することができる。すなわち、第２の接触領域Ｊｒを広く取ることで下流側の隙間ｄｒを小さくすることができ、その結果、フィルム２５が受ける寄り力を４００ｇｆ以下に抑えることができる。
【００７９】
また、実施例１のフランジ４０Ｒの規制面４０ａは、上流側と下流側とにそれぞれフィルム２５の端部から離れる方向に傾きを持たせる形状部（以降、テーパ形状部と称する）ＴｊとＴｋを有している。上流側と下流側のテーパ形状部ＴｊとＴｋの開始位置は、上流側は４０ｃｊ、下流側は４０ｃｋで示している。
【００８０】
このテーパ形状部ＴｊとＴｋの開始位置４０ｃｊ、４０ｃｋにおいては、フィルム端面２５ｄと規制面４０ａが局所的に強く当たることを防止するため、連続的に傾きを変える形状（Ｒ形状）を持たせることが望ましい。即ち、テーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋのフィルム端面２５ｄから離れる形状が、非連続で傾きが変わることが無いような形状であることが望ましい。実施例１のフランジ４０Ｒでは、テーパ開始位置４０ｃｊと４０ｃｋには上下流ともに緩やかなＲ形状を施している。
【００８１】
テーパ形状部ＴｊとＴｋの逃げ角度は、図中に上流側θＴｊ、下流側θＴｋで示している。上流側のテーパ形状部Ｔｊの逃げ角度θＴｊと下流側のテーパ形状部Ｔｋの逃げ角度θＴｋは異なる。実施例１では、下流側のテーパ形状部Ｔｋの角度θＴｋが上流側のテーパ形状部Ｔｊの角度θＴｊよりも小さい。換言すれば、θＴｊがθＴｋよりも大きくなるように設定されている。こうすることで、逃げテーパ部付近においてフィルム２５の局所当たりを防ぐことができる。
【００８２】
テーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋの開始位置４０ｃｊ、４０ｃｋは、上流側と下流側で非対称であり、下流側のほうがより頂点部に近い位置に配置されている。即ち、フランジ４０Ｒはニップ部Ｎを中にして用紙搬送方向Ａ１において上流側と下流側とにテーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋを有し、上流側のテーパ形状部Ｔｊは下流側のテーパ形状部Ｔｋよりもニップ部Ｎに近い。
【００８３】
これら上流側と下流側のテーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋの開始位置４０ｃｊ、４０ｃｋで挟まれる領域Ｚｒでフィルム端面２５ｄと規制面４０ａが接触する。即ち、領域Ｚｒは、フィルム２５の回転時に、規制面４０ａとフィルム２５の端面２５ｄとが摺接する接触領域（以下、第１の接触領域と称す）である。そして、この第１の接触領域Ｚｒは前述の第２の接触領域Ｊｒと実質同じ位置になっている。
【００８４】
即ち、フランジ４０Ｒは、フィルム２５の回転時に、第１の接触領域Ｚｒと、第２の接触領域Ｊｒがフィルム２５の周方向において実質同じ位置となるように、規制面４０ａがフィルム端面２５ｄから離れる形状部Ｔｊ、Ｔｋを有する。そして、第１の接触領域Ｚｒ及び第２の接触領域Ｊｒは共にニップ部Ｎにおける用紙Ｐの搬送方向Ａ１において上流側から下流側に亘って設けられている。
【００８５】
このように第１の接触領域Ｚｒと第２の接触領域Ｊｒが実質同じ位置になるようにすることで、上記一点目と二点目の要件を満足することができる。すなわち、内周ガイド部でのみフィルム端面と規制面４０ａが接触するため折れを防止でき、また、第２の接触領域Ｊｒを広く取ることで単位面積当たりのフィルムが受ける力を低減することができる。また、規制面やガイド面が用紙搬送方向（記録材搬送方向）の上流側から下流側に亘って設けられているのでフィルムの姿勢が安定する。
【００８６】
フランジ４０Ｌの場合も上記フランジ４０Ｒの場合と同様である。このように、実施例１のフランジ４０（Ｌ・Ｒ）を用いることで、より高い耐久性能を要求される高速機においても、フィルム２５の耐久性を、寿命を通して満足することができるようになる。
【００８７】
（実施例１の定着装置と比較例の定着装置の比較結果）
実施例１の定着装置の作用効果を説明するために、比較例１および同２の定着装置との比較実験を行った結果を示す。実施例１の定着装置には前述した図１に示すフランジ４０を用いる。一方、比較例１、２の定着装置では、それぞれ、図１６の（ａ）、（ｂ）に示すフランジ４０を用いる。その他の比較例１、２の構成は、実施例１と同一であるので説明を省略する。図１６の（ａ）、（ｂ）はそれぞれフランジ４０Ｒであるが、フランジ４０Ｆも同様である。
【００８８】
図１６の（ａ）は、比較例１で用いるフランジ４０Ｒの断面模式図である。この比較例１のフランジ４０Ｒと実施例１のフランジ４０Ｒ（図１）の異なる点は、規制面４０ａに設けている下流側のテーパ形状部Ｔｋの開始位置４０ｃｋがより下流側にシフトしている点である。
【００８９】
比較例１のフランジ４０Ｒは、上下流のテーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋの開始位置４０ｃｊと４０ｃｋがガイド部４０ｂの頂点部を中心に上下流で対称となる位置に設けられている。このとき、フィルム２５の端面２５ｄと規制面４０ａとが摺接する第１の接触領域は図中のＺｒで示す領域となり、フィルム２５の内周とガイド面４０ｂとが摺接する第２の接触領域Ｊｒよりも広い領域となる。その結果、フィルム２５の内周と接触していない領域（第２の接触領域Ｊｒの領域外）でフィルム端面２５ｄが第１の接触領域Ｚｒにおける規制面４０ａに押し当てられることになり、フィルム折れが発生する。
【００９０】
図１６の（ｂ）は、比較例２で用いるフランジ４０の断面模式図である。この比較例２のフランジ４０と実施例１の異なる点は、規制面４０ａに設けている下流側のテーパ形状部Ｔｋの開始位置４０ｃｋがより上流側にシフトしている点である。
【００９１】
比較例２のフランジ４０Ｒは、下流側のテーパ形状部Ｔｋのテーパ開始位置４０ｃｋがフランジ４０Ｒのガイド部４０ｂの頂点からニップ線と平行になるように形成されている。このとき、フィルム２５の端面２５ｄとフランジ４０の規制面４０ａとが摺接する第１の接触領域は図の矢印Ｚｒで示す領域となり、フィルム２５の内周とガイド面４０ｂとが摺接する第２の接触領域Ｊｒよりも狭い領域となる。その結果、フィルム２５にかかる単位面積当たりの寄り力が大きくなり、フィルム２５の座屈が発生しやすくなる。
【００９２】
次にその他の定着装置の構成を示す。その他の定着装置の構成は実施例１と比較例１、２で同一である。フィルム２５と加圧ローラ２６の加圧力は１８６．２Ｎ（１９ｋｇｆ）であり、そのニップ幅は９ｍｍである。画像形成装置の印刷速度は６０枚／分（Ａ４サイズ：横送り）で、定着装置Ｃの寿命は２００ｋ枚である。試験を行った環境は気温２３℃、湿度５０％であり、評価紙はＣＳ−６８０（Ａ４サイズ６８ｇ／ｃｍ2）を用いた。
【００９３】
この条件で、実施例１、比較例１および２の各定着装置を用いた画像形成装置において、片面連続通紙モードで２００ｋ枚の通紙耐久を行い、耐久に伴う問題の評価を行った。
【００９４】
表１は実施例１と比較例１および２の定着装置を用いた画像形成装置における、定着装置の耐久性を示す結果の表である。表１における耐久性のレベルを示す記号について説明する。表中の○はフィルム２５の耐久性が問題なく良好であることを示している。表中の×は、フィルム２５の耐久性にかかわる問題が発生し、それに起因する画像不良が発生しており実用上問題があることを示している。
【００９５】
【表１】
2018112689.tif 000003
【００９６】
表１によれば、比較例１の定着装置においては、１００ｋ枚のプリントを行った時点で、フィルム２５の端部約２ｍｍ幅でリング状に千切れ、フィルム２５の長手長さが短縮していた。そしてその結果、フィルム２５の走行性能が不安定になり、紙搬送が乱れ、画像不良が発生した。
【００９７】
２ｍｍ幅でリング状に千切れる現象が発生した理由は、フィルム端部の折れである。フィルム２５は下流側でフィルムが折れ、ニップ内および上流側で折れが解消するため、この折れと解消の繰り返しにより疲労破壊したものである。
【００９８】
また、比較例２の定着装置においては１５０ｋ枚のプリントを行った時点で、フィルム２５の端部にて、長手方向に複数の亀裂が入り、ラッパ状に広がっていた。そしてその結果、フィルム２５の走行が不安定になり、紙搬送が乱れ画像不良が発生した。ラッパ状に広がった理由は、フィルム端部に単位面積あたりに受ける寄り力が大きいことである。耐久による基層の摩耗の進行や熱による劣化により、フィルムの強度が低下し、耐久後半にて座屈が発生したものである。
【００９９】
一方、実施例１の定着装置においては、２００ｋの寿命を通じて耐久性に関する問題は発生しなかった。その理由は、フィルム端部内周とガイド面４０ｂとが摺接する第２の接触領域Ｊｒとフィルム端面２５ｄと規制面４０ａとが摺接する第１の接触領域Ｚｒを実質同じ位置とすることで、フィルムの端部折れを防止できる。これと共に、フィルム端部の単位面積当たりの寄り力を下げることができたためである。
【０１００】
以上のように、実施例１の定着装置を用いれば、比較例１、２には無い作用効果を得られることが分かる。即ち、下流側においてもフィルム内周面とフランジのガイド面、およびフィルム端面とフランジの規制面が接触する定着装置においても、フィルム端部折れが発生することなくフィルム寄り力を低減させ、フィルムの耐久性能を満足させることができるようになる。
【０１０１】
実施例１では、第２の接触領域Ｊｒと第１の接触領域Ｚｒを実質同じ位置としたが、バラつきを考慮するとすべてにおいて同一の位置とすることは難しい。この場合、公差が最大に振れた場合においても、第１の接触領域Ｚｒが第２の接触領域Ｊｒより広くならないように、第１の接触領域Ｚｒを第２の接触領域Ｊｒに比べてやや小さめとし、フィルムの端部折れを防止するよう設定するのが望ましい。
【０１０２】
《実施例２》
実施例２の構成について説明する。実施例２と実施例１の違いは、フランジ４０のみであり、その他の構成は実施例１と同一であるため説明を省略する。実施例２のフランジ４０を示した断面模式図を図２に示す。実施例２のフランジ４０は、規制面４０ａにひさし部４０ｇを有していることが特徴である。
【０１０３】
このひさし部４０ｇは、例えばジャム処理などでフィルム２５が大きく変形させられた場合に、フィルム２５の表面側から変形を規制する役割を果たしている。このため、フィルム２５を大きく変形させられることがないよう、フィルム走行軌道Ｆに対して遠くなりすぎないよう設定する必要がある。
【０１０４】
一方、通常プリント時にフィルム２５がひさし部４０ｇに接触してしまうと、表層の削れやトルクアップなどの問題が発生する可能性がある。つまり、このひさし部４０ｇはフィルム２５の走行軌道Ｆから遠すぎても近すぎても問題が発生する可能性がある。
【０１０５】
したがって、実施例２のフランジ４０では、ひさし部４０ｇとガイド面４０ｂの距離を上流側での距離ｄｊと下流側での距離ｄｋで差をつけている。具体的には、規制面４０ａにおける上流側のテーパ形状開始位置４０ｃｊから下流側のテーパ形状開始位置４０ｃｋの間は一定の間隔ｄｊである。これに対し、下流側のテーパ形状開始位置４０ｃｋより下流側においては上記の間隔ｄｊよりも大きな間隔ｄｋとしている。
【０１０６】
即ち、フランジ４０はフィルム２５の端部の外周を覆うひさし形状部４０ｇを有する。また、下流側のテーパ形状部Ｔｋと上流側のテーパ形状部Ｔｊとの間におけるひさし部形状部４０ｇと第２の接触領域Ｊｒとの距離をｄｊとする。下流側のテーパ形状部Ｔｋよりも下流側の領域におけるひさし形状部４０ｇと第２の接触領域Ｊｒとの距離をｄｋとする。距離ｄｊは距離をｄｋよりも小さい。
【０１０７】
このような構成とすることで、フィルム走行軌道Ｆがガイド領域Ｇから離れる下流側領域においても、フィルム走行軌道Ｆとひさし形状４０ｇが所定の距離内に収まるようになる。その結果、プリント時においてもジャム処理時においても問題が発生することなく、良好な定着画像を供給することができる。
【０１０８】
《実施例３》
良好な画像を得るために、フィルム２５の導電性の基層２５ａ（図９の（ｂ））にトナーの帯電極性（ここではマイナス）とは逆極性（ここではプラス）のバイアス（電位）を印加する手段が有効である。フィルム２５にバイアスを印加することで、未定着トナーＴを用紙Ｐに押さえつける方向に電界の力が働く。この電界の力によって、トナーＴが用紙Ｐの後方に飛び散る現象を抑えることができる。
【０１０９】
そこで、本実施例３においては実施例１の定着装置において、フィルム２５の端部においてフィルム周方向に導電性の基層２５ａを露出させている。そして、この基層露出部に制御部Ｄ（図１１）で制御されバイアス印加部５３から導電ブラシなどの給電手段（給電機構）５２を介して所定のバイアスを印加する。
【０１１０】
図３は本実施例にいてフランジ４０Ｒおよび給電機構５２を示した断面模式図である。本実施例３では、フィルム２５の表面側からブラシタイプの給電機構５２によりマイナスバイアスの給電を行っている。この時、フィルム端部内面とガイド部４０ｂが接触していない領域で給電すると、ブラシ給電機構５２とフィルム２５の接点が回転運動により不安定になりノイズが発生し、その結果、適正なバイアスをフィルムに印加することができなくなってしまう。
【０１１１】
したがって、実施例３においては、フィルム端部内面とガイド面４０ｂが接触している第２の接触領域Ｊｒに給電機構５２を設置する構成とした。すなわち、上流側のテーパ形状部Ｔkｊのテーパ開始位置４０ｃｊと下流側のテーパ形状部Ｔｋのテーパ開始位置４０ｃｋで挟まれる領域内に、給電機構５２を設置する構成とした。こうすることで、フィルム２５が回転運動した場合でも安定に給電することができ、画像不良の発生を防止することができる。
【０１１２】
なお、実施例２で説明した、ひさし部４０ｇを有するフランジ４０おいても上記給電機構５２を設けることが可能である。この場合、給電機構５２を設置する領域はひさし部４０ｇを設けないようにすることが必要である。即ち、第２の接触領域Ｊｒにおいてフィルム２５の表面に電位を印加する給電機構５２を有し、給電機構５２が位置する領域にはひさし形状部４０ｇを設けない。
【０１１３】
《その他の事項》
（１）ニップ部Ｎを形成するためのフィルムユニット５０と加圧ローラ２６の加圧構成は、加圧ローラ２６をフィルムユニット５０に対して加圧する装置構成にすることもできる。フィルムユニット５０と加圧ローラ２６の両者を互いに加圧する構装置成にすることもできる。即ち、加圧機構はフィルムユニット５０と加圧ローラ２６の少なくとも一方を他方に向けて加圧する構成であればよい。
【０１１４】
（２）フィルム２５の内側の摺動部材（バックアップ部材）はヒータ２０以外の部材であってもよい。
【０１１５】
（３）フィルム２５の加熱手段は実施例のヒータ２０に限られない。ハロゲンヒータ、電磁誘導コイルなど他の加熱手段を用いた、内部加熱構成、外部加熱構成、接触加熱構成、非接触加熱構成など適宜の加熱構成を採ることができる。
【０１１６】
（４）実施例では、フランジ４０をフィルム２５の一端側と他端側との両端側に配設したけれども、フィルム２５の寄り移動が専らに一端側または他端側に生じる装置構成にして、その寄り移動側にだけフランジ４０を配設する装置構成にすることもできる。
【０１１７】
（５）フィルム２５を駆動回転体とし、加圧ローラ２６をフィルム２５の回転に従動回転させる装置構成にすることもできる。
【０１１８】
（６）実施例では、像加熱装置として、記録材上に形成された未定着のトナー像を加熱して定着する定着装置を例にして説明したがこれに限られない。記録材に定着若しくは仮定着されたトナー像を再加熱して画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（光沢度向上装置）にも本発明を適用することが可能である。
【０１１９】
（７）画像形成装置は実施例のようなモノカラーの画像を形成するものに限られない。カラー画像を形成する画像形成装置でもよい。また、画像形成装置は、必要な機器、装備、筺体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。
【符号の説明】
【０１２０】
Ｃ・・像加熱装置（定着装置）、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー像、Ｎ・・ニップ部、２５・・第１の回転体（フィルム）、２５ｄ・・端面、２６・・第２の回転体（加圧ローラ）、４０・・規制部材（フランジ）、４０ａ・・規制面、４０ｂ・・ガイド面、Ｚｒ・・第１の接触領域、Ｊｒ・・第２の接触領域、Ｔｊ・・上流側の形状部、Ｔｋ・・下流側の形状部
【図１】
2018112689.tif 000004
【図２】
2018112689.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月30日(2017.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成された記録材がニップ部で搬送されつつ加熱されて前記画像が前記記録材に定着される定着装置において、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの外面に接触して前記フィルムと共にニップ部を形成する加圧部材と、
前記フィルムの長手端部に設けられた規制部材であって、前記フィルムの長手方向に移動した場合に前記フィルムの長手端面に接触し前記フィルムの前記長手方向への移動を規制する規制面と、前記フィルムの内面に対向し前記フィルムの回転をガイドするガイド面とを有する規制部材と、を備え、
前記規制面は前記フィルムの長手方向から見たときに記録材搬送方向に関し前記ニップ部の中央よりも下流側にある第１領域と、前記第１領域よりも上流側にある第２領域と、を有し、
前記第１領域は前記長手方向において前記第２領域に対し前記フィルムの長手端面から遠ざかる方向に退避しており、
前記第２領域は前記記録材搬送方向において前記ニップ部の中央よりも上流側から下流側まで連続して延びており、かつ前記ニップ部の中央よりも上流側の部分の方が前記ニップ部の中央よりも下流側の部分よりも前記フィルムの回転方向の長さが長い
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１領域は前記回転方向に関し前記第２領域に近づくほど前記長手方向において前記第２領域に近づくように傾斜してい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】
前記規制面は前記記録材搬送方向に関し前記第２領域よりも上流側にある第３領域を有し、前記第３領域は前記長手方向において前記第２領域に対し前記フィルムの長手端面から遠ざかる方向に退避していることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１領域及び第３領域はいずれも前記回転方向に関し前記第２領域に近づくほど前記長手方向において前記第２領域に近づくように傾斜してい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】
前記第１領域の傾斜は前記第３領域の傾斜よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記フィルムは前記ニップ部でのみ拘束されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記フィルムを介して前記加圧部材と共に前記ニップ部を形成するニップ部形成部材を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記ニップ部形成部材はヒータであることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記のような構成の装置においても、フィルム端部折れが発生することなくフィルム寄り力を低減させ、フィルムの耐久性能を満足させるような定着装置を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、
画像が形成された記録材がニップ部で搬送されつつ加熱されて前記画像が前記記録材に定着される定着装置において、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの外面に接触して前記フィルムと共にニップ部を形成する加圧部材と、
前記フィルムの長手端部に設けられた規制部材であって、前記フィルムの長手方向に移動した場合に前記フィルムの長手端面に接触し前記フィルムの前記長手方向への移動を規制する規制面と、前記フィルムの内面に対向し前記フィルムの回転をガイドするガイド面とを有する規制部材と、を備え、
前記規制面は前記フィルムの長手方向から見たときに記録材搬送方向に関し前記ニップ部の中央よりも下流側にある第１領域と、前記第１領域よりも上流側にある第２領域と、を有し、
前記第１領域は前記長手方向において前記第２領域に対し前記フィルムの長手端面から遠ざかる方向に退避しており、
前記第２領域は前記記録材搬送方向において前記ニップ部の中央よりも上流側から下流側まで連続して延びており、かつ前記ニップ部の中央よりも上流側の部分の方が前記ニップ部の中央よりも下流側の部分よりも前記フィルムの回転方向の長さが長い
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明によれば、可撓性を有する中空の第１の回転体（フィルム）の端部折れが発生することなく第１の回転体の寄り力を低減させ、第１の回転体の耐久性能を満足させるような定着装置を提供することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
これにより、ヒータ２０を有するガイド部材２９と加圧ローラ２６とが加圧ローラ２６の弾性層２６ｂの弾性に抗してフィルム２５を挟んで所定の加圧力をもって圧接する。本実施例の定着装置Ｃにおいては、ヒータ２０、或いはヒータ２０とガイド部材２９の一部がフィルム２５の内面に接触する当接する摺動部材（バックアップ部材：ニップ部形成部材）として機能している。そのため、図８のように、フィルム２５と加圧ローラ２６との間に用紙搬送方向Ａ１に関して所定幅のニップ部Ｎ（フィルムはニップ部のみで拘束されている）が形成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
また、実施例１のフランジ４０Ｒの規制面４０ａは、上流側と下流側とにそれぞれフィルム２５の端部（フィルムの長手端面）から離れる方向（遠ざかる方向）に傾き（退避）を持たせる形状部（以降、テーパ形状部と称する）Ｔｊ（第３領域）とＴｋ（第１領域）を有している。上流側と下流側のテーパ形状部ＴｊとＴｋの開始位置は、上流側は４０ｃｊ、下流側は４０ｃｋで示している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
テーパ形状部ＴｊとＴｋの逃げ角度（傾斜）は、図中に上流側θＴｊ、下流側θＴｋで示している。上流側のテーパ形状部Ｔｊの逃げ角度θＴｊと下流側のテーパ形状部Ｔｋの逃げ角度θＴｋは異なる。実施例１では、下流側のテーパ形状部Ｔｋの角度θＴｋが上流側のテーパ形状部Ｔｊの角度θＴｊよりも小さい。換言すれば、θＴｊがθＴｋよりも大きくなるように設定されている。こうすることで、逃げテーパ部付近においてフィルム２５の局所当たりを防ぐことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
これら上流側と下流側のテーパ形状部Ｔｊ、Ｔｋの開始位置４０ｃｊ、４０ｃｋで挟まれる領域Ｚｒ（第２領域）でフィルム端面２５ｄと規制面４０ａが接触する。即ち、領域Ｚｒは、フィルム２５の回転時に、規制面４０ａとフィルム２５の端面２５ｄとが摺接する接触領域（以下、第１の接触領域と称す）である。そして、この第１の接触領域Ｚｒは前述の第２の接触領域Ｊｒと実質同じ位置になっている。