(57)【要約】【課題】定着部材の端部破損を防止し基材端部の内面が削れることを発端として発生する端部破損を防止する。【解決手段】回転可能な無端状の定着回転体と、定着回転体の端面位置を規制する固定の規制部材と、定着回転体の端面と規制部材との間に配設され定着回転体の端面を保護して回転する円盤状部材、加熱体、加熱体を保持する加熱体保持部材とからなり、定着回転体を介して加熱体と圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、加圧ローラを回転させる駆動手段を有し、加圧ローラを回転させることによってフィルムを従動回転させるとともに記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧し、定着回転体が、規制部材によって非円形に規制されており、定着回転体の内面にするように円盤状部材に円弧状の内壁と定着回転体の外面に接する様に、円盤状部材に円弧状の外壁が、設けられていること。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な無端状の定着回転体（４１）と、前記定着回転体（４１）の端面位置を規制する固定の規制部材（４７）と、前記定着回転体（４１）の端面と前記規制部材（４７）との間に配設され前記定着回転体（４１）の端面を保護して回転する円盤状部材（４９）、加熱体（４３）、加熱体を保持する加熱体保持部材（４６）とからなり、
前記定着回転体を介して前記加熱体と圧接してニップ部を形成する加圧ローラ（４４）と、加圧ローラ（４４）を回転させる駆動手段を有し、加圧ローラを回転させることによって前記フィルムを従動回転させるとともに記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧し、
前記定着回転体（４１）が、前記規制部材（４７）によって非円形に規制されており、
前記定着回転体（４１）の内面にするように前記円盤状部材に円弧状の内壁（４９−１）と前記定着回転体（４１）の外面に接する様に、前記円盤状部材に円弧状の外壁（４９−１）が、設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着回転体（４１）の内面には、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の加熱定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像して可視画像化し、この可視画像（トナー像）を記録材に静電気力を用いて転写させ、次いで転写画像を熱により定着させることによって、前記記録材上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００３】
これらの電子写真装置における定着装置においては、シート上にトナー画像を形成し、これを加熱、加圧して定着させることにより画像を形成している。このような定着装置として、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速く、加熱加圧時間を長くすることができる無端状のフィルムを定着部材に用いたフィルム式定着装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００４】
近年、ランニングコストの低減や省エネルギーの観点から定着部材の長寿命化が求められている。定着部材の寿命低下の要因としては、回転による繰り返し曲げ応力の印加に伴う基材の破壊、張架ローラの無い自由回動のフィルムが端部の規制部材と強く接触することによって発生する基材端部の破壊、加熱冷却サイクルによる弾性層の劣化、および通過する記録媒体の端部に起因する表層の削れによる摩耗が挙げられる。この中でも特に、フィルムが端部の規制部材と強く接触することによって発生する基材端部の破壊は、定着部材の寿命低下に大きな影響を与える。
【０００５】
これらの対策として、特許文献４に記載されるような技術を用い、基材端部の破壊を防止する提案がなされている。たとえば、特許文献４では、定着ベルトと規制部材が接する部分に従動回動する円盤状の部材（連れ回りフランジ）を敷設することで、規制部材との摺動を抑制して基材割れの防止をする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開２００４−３４１３４６号公報
【特許文献４】特開２００６−２０１３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の発明には以下のような課題が挙げられる。例えば、特許文献４に記載される技術においては、定着ベルト内部に塗布した潤滑剤がフランジに侵入し、それが固着してしまうことで従動回動しなくなってしまう危惧がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
回転可能な無端状の定着回転体（４１）と、前記定着回転体（４１）の端面位置を規制する固定の規制部材（４７）と、前記定着回転体（４１）の端面と前記規制部材（４７）との間に配設され前記定着回転体（４１）の端面を保護して回転する円盤状部材（４９）、加熱体（４３）、加熱体を保持する加熱体保持部材（４６）とからなり、
前記定着回転体を介して前記加熱体と圧接してニップ部を形成する加圧ローラ（４４）と、加圧ローラ（４４）を回転させる駆動手段を有し、加圧ローラを回転させることによって前記フィルムを従動回転させるとともに記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧し、
前記定着回転体（４１）が、前記規制部材（４７）によって非円形に規制されており、
前記定着回転体（４１）の内面にするように前記円盤状部材に円弧状の内壁（４９−１）と前記定着回転体（４１）の外面に接する様に、前記円盤状部材に円弧状の外壁（４９−１）が、設けられていることを特徴とする
【発明の効果】
【０００９】
保護部材（連れ回りフランジ）と定着部材との接触面の形状を工夫することによって、保護部材の定着部材との従動を促す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施例における画像形成装置の模式図である
【図２】第一の実施例における定着装置の模式図である
【図３】第一の実施例における定着フィルムの模式図である
【図４】本実施例における定着装置の端部の形状についての模式図である
【図５】本実施例におけるグリス固着を説明する模式図である
【図６】従来例における定着フィルム、フィルム規制部材、円盤状部材の詳細な位置関係を示した模式図である
【図７】本実施例における定着フィルム、フィルム規制部材、円盤状部材の詳細な位置関係を示した模式図である
【図８】本実施例における円盤状部材の詳細な模式図である
【図９】本実施例におけるもう一つの円盤状部材の詳細な模式図である
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１２】
［実施例］
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００１３】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１４】
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００１５】
次に、本実施例で用いた定着装置について説明する。図２は、定着装置４０の概略構成図で示されるようなフィルム加熱方式の加熱装置（テンションレスタイプ）を用いた。本実施例ではこのような加熱装置を用いたが、ローラ対方式やフィルム対方式の加熱装置でも実施可能である。
【００１６】
４３は加熱体としてのとしてのセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）である。このヒータ４３は図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。また、記録材の長手幅サイズに応じて、通電領域を切り替える構成となっている。
【００１７】
４１は熱を伝達する加熱部材としての円筒状（エンドレス）の耐熱性の定着フィルムであり、上記のヒータ４３を含む支持部材にルーズに外嵌させてある。本実施例における定着フィルム４１は図３に示すとおりであり、表層、基層の２層複合構造を有した定着フィルムである。表層と基層の間に弾性層を形成してもよい。
【００１８】
離型層４１ａは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。本実施例では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。
【００１９】
基材金属層４１ｂはクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムやＰＩ等の樹脂フィルムを使用できる。本実施例では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルムを用いた。
【００２０】
４４は加圧部材としての耐熱性弾性加圧ローラであり、芯金と、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ４４の上側に上記の定着フィルム４１・ヒータ４３を、ヒータ４３側に対して加圧ローラ４４に並行に配置し、不図示の押付部材で押圧させることで、定着フィルム４１を介してヒータ４３の下面と加圧ローラ４４の上面にローラ弾性層の弾性に抗して圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部Ｔを形成させてある。
【００２１】
加圧ローラ４４は不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。この加圧ローラ４４の回転駆動による加圧ローラ４４と定着フィルム４１との、定着ニップ部Ｔにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム４１に回転力が作用して該定着フィルム４１がヒータ４３の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に従動回転状態になる。支持部材は円筒状定着フィルム４１の回転ガイド部材でもある。
【００２２】
加圧ローラ４４が回転駆動され、それに伴って円筒状定着フィルム４１が従動回転状態になり、またヒータ４３に通電がなされて該ヒータが迅速に昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｔの定着フィルム４１と加圧ローラ４４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎおいて記録材Ｐのトナー像担持側面が定着フィルム４１の外面に密着して定着フィルム４１と一緒に定着ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。
【００２３】
この挟持搬送過程においてヒータ４３で加熱された定着フィルム４１の熱により記録材Ｐが加熱され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは定着フィルム４１の面から曲率分離して排出搬送されていく。
【００２４】
４５は接触式温度計（サーミスタ）であり、ヒータ４３によって加熱された定着フィルム４１の温度を計測し、その検出結果を不図示の温度制御手段に渡す構成となっている。４６はヒーターホルダであり、高温に発熱したヒータ４３を保持する部材である。
【００２５】
次に、本実施例における定着装置の端部の形状について図４を用いて説明する。本実施例では、定着フィルム４１と、定着フィルムの軌道を規制するフィルム規制部材４７、および、フィルム規制部材４７と定着フィルム４１との間に、円盤部材４８が配設された構成となっている。定着フィルムは、必要に応じて、フィルム規制部材によって、フィルム形状を楕円など、円ではない形に維持する場合がある。規制部材４７は、定着フィルム内部に凸形状となっており、定着フィルム４１がフィルム規制部材４７と接触した際に摺動で破損しないように、定着フィルムの回転駆動を受けて自由に回転することによって、緩衝部材として作用する。
【００２６】
［定着フィルムの円盤状部材の固着メカニズム］
次に、定着フィルム端部にある円盤部材が固着するメカニズムについて説明する。図５は、従来例における定着フィルム４１、フィルム規制部材４７、円盤状部材４８の詳細な位置関係を示した図である。
【００２７】
本実施例では、図５（ａ）に示されるように定着フィルム４１の内面に、ヒータとの摺動性を高めるためにフッ素グリス（モリコートＨＰ−３００グリス（東レ・ダウコーニング（株）社製）を塗布している。これにより、加圧ローラから定着フィルムへの回転駆動力を十分に伝えることが可能となる。
【００２８】
しかしながら、定着装置を長期間使用していると、図５（ｂ）に示されるように定着フィルム内面から、フィルム規制部材と円盤状部材の間にグリスが侵入してしまう。定着フィルムが加熱されて回転している状態では、円盤状部材は定着フィルムからの回転駆動によって回転することができ、緩衝部材として作用できる。しかしながら、グリスが漏れ出した状態で加熱を終了し、定着装置が室温程度まで冷却された後に再度回転動作を行った際、フィルム規制部材と円盤部材の間のグリスが硬化してしまう。その結果として、定着フィルムからの回転駆動を受けても円盤状部材が回転せず、緩衝部材として作用しなくなってしまう。以上が固着のメカニズムである。
【００２９】
［円盤状部材の説明］
次に、本実施例における規制部材の効果と、従来例の比較を行う。図６は、従来例における円盤状部材の規制部材４７と対向する面を正面としたときの正面図と横断面図である。定着フィルムは、円盤状部材とS1部が接触することで円盤状部材を従動させることができる。
【００３０】
図７は、本実施例における円盤状部材４９の規制部材４７と対向する面を正面としたときの正面図と横断面図である。図8は、さらに、P1、P1´、P2、P2´、P3に対応した円盤状部材と定着フィルムの関係を示した図である。４９−１は、定着フィルムの径が小さくなった部分（P2、P2´の位置）で定着ベルトの内面が円盤状部材に接触するように設けられた内壁である。４９−２は、定着フィルム径が大きくなった部分（P1、P1´の位置）で定着ベルトの外面が円盤状部材に接触するように設けられた外壁である。
【００３１】
定着フィルムは、円盤状部材とS1部の他に、P1位置では、S2部、P2部では、S3部で接触することで、図7の従来例よりも、より大きい力で円盤状部材を従動させることができる。
【００３２】
［本実施例における円盤状部材に形成された内壁、の効果］
次に、本実施例における円盤状部材４９の効果について示す。
【００３３】
（実験１）
本実施例における円盤状部材４９と、従来技術の円盤状部材４８について、円盤状部材の定着フィルムに対する連れ回り性に関する実験を行った。
【００３４】
本実験では、図２に示される定着装置を用いた。また実験条件としては、加圧力を総圧で３００Ｎ、加圧ローラの回転速度を２００ｍｍ／ｓとし、記録材と接触する領域の定着フィルム外周温度が１５０℃となるように制御した。記録材としてＣＳ−８１４（日本製紙（株）社製）を用いた。また、図３に記載されるような定着フィルムを用いた。
評価方法としては、規制部材と円盤状部材の間の全周に亘って０．３、０．６、１．０、２．０ｍｍの厚みでグリスを塗布し、２４時間放置した。
【００３５】
その後、定着器の動作を開始した際に、円盤状部材が定着フィルムからの駆動力を得て従動回転するかしないかを確認した。回転した場合を○、回転しない場合を×とした。その結果をまとめると、以下の表の通りとなる。
【００３６】
【表１】
2018060109.tif 000003
【００３７】
従来例のような円盤状部材４８の場合、薄いグリス層の場合においても、グリスと円盤状部材の接触面積が大きくなるため、固着する面積が大きくなり、従動回転できなくなった。これに対して、本実施例では、従来例と比較して定着フィルムと円盤状部材の間の接触面積が大きくなるため、グリス厚みが大きくなっても従動回転をすることが可能となっている。
【００３８】
このように、本実施例を用いることにより、規制部材と円盤状部材の間にグリスが侵入したとしても、円盤状部材の従動回転を十分に行うことが可能となった。
【００３９】
［本実施例における円盤状部材の基材耐久性への効果］
次に、本実施例における円盤状部材と基材割れとの関係性について実験を行った。
【００４０】
（実験２）
本実験では、図２に示される定着装置を用いた。また実験条件としては、加圧力を総圧で３２０Ｎ、加圧ローラの回転速度を２００ｍｍ／ｓとし、記録材と接触する領域の定着フィルム外周温度が１５０℃となるように制御した。記録材としてＣＳ−８１４（日本製紙（株）社製）を用いた。また、図３に記載されるような定着フィルムを用いた。従来例としては、図６に示すような厚み１ｍｍの円盤状部材４８を用いる。
【００４１】
本実施例としては、図７（ａ）に示されるような、厚み１ｍｍ、内径２８ｍｍ、外径３５ｍｍ、凹凸の形状は回転方向に４５°の傾斜を持つ軸方向０．７ｍｍ回転方向０．７ｍｍ、高さ０．７ｍｍの三角柱のもの、従来例としては、厚み１ｍｍ、内径２８ｍｍ、外径３５ｍｍの凹凸の無い平坦な円盤状部材４８を用いた。
【００４２】
評価方法としては、定着器に記録材を１０万枚通紙する毎に１２時間放置し、その後動作を再開する。この試験を繰り返し、円盤状部材が回転しなくなり、それによって基材割れが発生するまでの枚数を比較した。円盤状部材が定着フィルムからの駆動力を得て従動回転するかしないかを確認した。回転した場合を○、回転しない場合を×とした。
【００４３】
【表２】
2018060109.tif 000004
【００４４】
従来例のような円盤状部材４８の場合、１０万枚までは漏れ出したグリスがごく微量であるため、円盤状部材４８と規制部材４７の間で固着が起こらず円盤状部材が従動回転していた。しかし、２０万枚の時点で漏れだしたグリスの量が多くなってしまい、それを１２時間放置することで固着が発生してしまった。これにより、従動回転がなくなり、次の３０万枚への定着処理の途中段階で、フィルムと規制部材間の摺動によって基材割れが発生してしまった。
【００４５】
これに対して、本実施例では、２０万枚以降においてグリスは漏れ出し続けている状態であっても、定着フィルムと円盤状部材４９の間の駆動力が保たれる。これにより、円盤状部材４９の従動回転は継続し、その結果、５０万枚の定着処理後においても、円盤状部材４９は従動回転することができ、基材割れの発生もなかった。
【００４６】
このように、本実施例を用いることにより、規制部材４７と円盤状部材４９の間にグリスが侵入したとしても、円盤状部材４９の従動回転を十分に行うことができ、定着部材の耐久性を向上させることができた。
【００４７】
図9の様に、定着フィルム軌道が楕円出ない場合は、図8に比べて、ベルトの内面と円形状部材が接触するP2´部が無くなってしまうが、P1、P1´、P2部でベルトの内外面と円計上部材が接触する構成が考えられる。
【符号の説明】
【００４８】
１０：画像形成部
１１：感光ドラム
１２：帯電器
１３：レーザスキャナ
１４：現像器
１５：クリーナ
１７：一次転写ブレード
２０：給紙カセット
２５：マルチ給紙トレイ
２３：レジストローラ対
３１：中間転写ベルト
３５：二次転写ローラ
４０：定着器
４１：定着フィルム
４３：加熱体
４４：加圧ローラ
４５：接触式サーミスタ
４６：ヒーターホルダ
４７：フィルム規制部材
４８：従来技術における円盤状部材
４９：本実施例における円盤状部材
【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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