(57)【要約】【課題】  材料の性質上、比較的もろい特性を持つ金属フィルムを使用する定着器においても、または、高速印字が可能な画像形成装置に用いる定着装置においても、安定したフィルムの回転を確保し、高耐久性を確保し、かつ安定した高画質を実現する定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。【解決手段】  サーフ系定着装置において、ヒーターを保持する樹脂製のヒーターホルダーの位置決め方法を、従来の両端部を支持する方法から、駆動力により金属製のＴステーにならわせる方式に変更することで駆動時のヒーターホルダーの真直性を確保し、ヒーターホルダーの傾きに起因するスリーブの“寄り”を防ぐことでスリーブの耐久性を向上させる。【選択図】        図１
2005148137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触する弾性層と離型層を具備した円筒状金属フィルムと、前記加熱体を固定し、前記金属フィルムの内部から金属フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記フィルムを挟み前記加熱体と対向してニップ部を形成する加圧回転体と、前記フィルム案内部材を補強しかつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し、直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に、前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触する樹脂製フィルムと、前記加熱体を固定し、前記樹脂製フィルムの内部から樹脂製フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記樹脂製フィルムを挟み、前記加熱体と対向してニップ部を形成する加圧回転体と、前記フィルム案内部材を補強しかつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して、前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に、前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
固定されたニップ形成部と、このニップ形成部に内面が対向圧接されて駆動され、磁場の作用により電磁誘導発熱する発熱層を含む加熱用フィルムと、前記ニップ形成部との間に前記加熱用フィルムを挟み込み、前記加熱用フィルム外面との間に搬送された被加熱部材を前記加熱用フィルムを介し、前記ニップ形成部に圧接させる加圧部材を有する電磁誘導発熱式定着装置において、前記加熱用フィルムの内部から加熱用フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記フィルム案内部材を補強し、かつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し、上流側に前記ステーに当接し位置決めされる突き当て部を有し、前記フィルム案内部材が前記加圧回転体の駆動力により前記ステーに当接されることを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３いずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機等にあっては電子写真記録方式によって画像を形成するものが多いが、この電子写真記録方式は記録媒体にトナー像を転写し、この記録媒体に熱及び圧力を印加してトナー像を定着させるようにしている。
【０００３】
前記トナー像を定着させるための定着装置としては、内部にヒーターを備えた金属製ローラと、これに圧接する弾性をもった加圧ローラを基本構成として、このローラ対のニップ部に被加熱部材としての記録媒体を導入して挟持搬送、通過させることによってトナー像を加熱、加圧定着させる熱ローラ方式やフィルムを加熱して定着するフィルム加熱方式の加熱装置が提案されている。
【０００４】
このフィルム加熱方式の定着装置は通常、簿肉の耐熱性フィルムと、このフィルムの一方面側に固定支持して配置された加熱体（ヒーター）と、他方面側にヒーターに対向して配置された、ヒーターに対してフィルムを介して被加熱部材である記録媒体を密着させる加圧ローラとからなっている。
【０００５】
そして、これを定着装置として用いる場合には、前記フィルムを挟んでヒーターと加圧ローラとの圧接で形成される圧接ニップ部に、トナー像を形成担持させた記録媒体を導入して通過させることにより、記録媒体の顕画像担持体面がフィルムを介してヒーターで加熱され、未定着画像に熱エネルギーを付与し、トナーが軟化、溶融して画像の加熱定着がなされる。
【０００６】
前記フィルム加熱方式の定着装置においては、ヒーターとして低熱容量ヒーターを用いることができるため、従来の熱ローラ方式、ベルト加熱方式等の装置に比べて省電力及びウエイトタイムの短縮化が可能となる。
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特に、高速機やカラー画像を定着する必要のある画像形成装置においては、定着性や光沢性等に限界があり、より熱容量の大きい金属性フィルムを用いて対応することが考えられる。また、熱容量の非常に小さいポリイミドフィルム等を用いるフィルム加熱方式の加熱定着装置でも、より高速の出力を必要とする需要からカラー画像、白黒画像を問わずより高速でフィルムを回転させる対応が考えられる。しかしながら特に金属フィルムを用いた場合、フィルムガイドの成型時に発生した“そり”等が影響し駆動ローラとフィルムの間に微妙な傾きが発生する。この微妙なフィルムの傾きによりフィルム端部へ移動しようとする寄り力が発生する。この寄り力によりフィルム端部にストレスがかかり、フィルムの耐久性を低下させる原因となっていた。また、金属性フィルムほど顕著ではないものの、ポリイミドフィルムの場合もより高速化した場合に寄り力の発生が端部の座屈等、耐久性の低下に影響を与えている。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、材料の性質上、比較的もろい特性を持つ金属フィルムを使用する定着器においても、または、高速印字が可能な画像形成装置に用いる定着装置においても、安定したフィルムの回転を確保し、高耐久性を確保し、かつ安定した高画質を実現する定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、ヒーターと、ヒーターと接触する円筒状フィルムと、フィルムとニップ部を形成する加圧ローラとを有し、フィルムと加圧ローラとによって像が転写された記録媒体を挟持搬送して前記像を定着する定着装置において、フィルムの内面に設置された金属ステーに、やはりフィルムの内面に設置され、従来、その両端部のみで位置決めされていたフィルムガイドに中央部も含め記録媒体の搬送方向に対し、案内あるいは規制する位置決め部材を設け、フィルムガイド部材が部品加工上、フィルムガイド部材と比較し、真直度が出しやすく、かつ、剛性の高い金属ステーと当接し、位置決めされることでフィルムガイド部材の真直度が確保され、結果的にフィルムの安定した回転が可能な構成とする。
【００１０】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００１１】
（１）発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触する弾性層と離型層を具備した円筒状金属フィルムと、前記加熱体を固定し、前記金属フィルムの内部から金属フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記フィルムを挟み前記加熱体と対向してニップ部を形成する加圧回転体と、前記フィルム案内部材を補強しかつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し、直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に、前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【００１２】
（２）発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触する樹脂製フィルムと、前記加熱体を固定し、前記樹脂製フィルムの内部から樹脂製フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記樹脂製フィルムを挟み、前記加熱体と対向してニップ部を形成する加圧回転体と、前記フィルム案内部材を補強しかつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して、前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に、前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【００１３】
（３）固定されたニップ形成部と、このニップ形成部に内面が対向圧接されて駆動され、磁場の作用により電磁誘導発熱する発熱層を含む加熱用フィルムと、前記ニップ形成部との間に前記加熱用フィルムを挟み込み、前記加熱用フィルム外面との間に搬送された被加熱部材を前記加熱用フィルムを介し、前記ニップ形成部に圧接させる加圧部材を有する電磁誘導発熱式定着装置において、前記加熱用フィルムの内部から加熱用フィルムの回転をガイドするフィルム案内部材と、前記フィルム案内部材を補強し、かつ前記加圧回転体に対し前記フィルム案内部材を押圧するステーを有し、像が転写された記録媒体を前記フィルムと加圧回転体によって挟持搬送して前記像を定着する定着装置において、前記フィルム案内部材の剛性が前記ステーと比較し劣り、かつ、前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し直行する方向の少なくとも記録媒体搬送領域内に前記ステーに対して記録媒体搬送方向の位置決めを行う位置決め部を有することを特徴とする定着装置。
【００１４】
（４）前記フィルム案内部材に記録媒体搬送方向に対し、上流側に前記ステーに当接し位置決めされる突き当て部を有し、前記フィルム案内部材が前記加圧回転体の駆動力により前記ステーに当接されることを特徴とする前記（１）、（２）および（３）いずれかに記載の定着装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィルムの内部に位置し、フィルムの回転を案内あるいは規制するフィルムガイド部材をやはりフィルムの内部に位置し、フィルムガイドと比較し剛性が高く、加工上、真直度を確保しやすい金属ステーにならわせることでフィルムガイド部材の真直度を確保し、フィルムの回転を安定したものにすることでスリーブ端部へのストレスを防止し、スリーブの耐久性を向上させる事が可能となった。これにより、より高い耐久性を持ち、より高品位で高画質のプリントが可能な画像形成装置の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明に係る定着装置を用いた画像形成装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す図、図２は定着装置の主要部断面図、図３は定着装置の断面詳細図、図４は主要構成部品を示す斜視図、図５は主要構成部品を示す上面図、図６は金属フィルムの断面図である。
【００１８】
本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置であって、図１に示すように、略垂直方向へ略直線上に配列され、異なる色の画像をそれぞれ形成する４つのプロセスステーション１ａ〜１ｄと、シートＳを搬送する搬送経路とを備える。
【００１９】
各プロセスステーション１ａ〜１ｄは、少なくとも潜像を担持するための感光体ドラム２ａ〜２ｄを有し、各感光体ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、感光体ドラム２ａ〜２ｄを一様に帯電するための帯電ローラ３ａ〜３ｄと、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上にレーザ光を照射して潜像を形成するための露光器４ａ〜４ｄと、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された潜像を対応する色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）のトナーで現像して顕像化する現像手段５ａ〜５ｄと、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上の残留トナーを除去するクリーニング装置６ａ〜６ｄとが配置されている。
【００２０】
各現像手段５ａ〜５ｄは、トナーを担持するための現像スリーブ５０ａ〜５０ｄを有する。各現像スリーブ５０ａ〜５０ｄは、対応する感光体ドラム２ａ〜２ｄと所定の間隔をおいて支持されており、現像時には感光体ドラム２ａ〜２ｄと現像スリーブ５０ａ〜５０ｄの間に現像バイアスが印加される。
【００２１】
中間転写ベルト７は、駆動ローラ８、従動ローラ９、および各ベルト張架ローラ１０，１１に張架され、図中の矢印が示す方向に回転駆動される。
【００２２】
中間転写ベルト７は、各プロセスステーション１ａ〜１ｄの配列方向に沿って搬送され、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上の各色のトナー像は各ステーションで順次１次転写により中間転写ベルト表面に転写されフルカラー画像が形成される。
【００２３】
一方シートＳは、装置下部に設けられた給紙カセット１５に積載収納されており、給紙ローラ１６によって給紙カセット１５から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１７に給紙する。レジストローラ対１７は、給紙されたシートＳを中間転写ベルト７と２次転写ローラ１２の間に送り出す。
【００２４】
中間転写ベルト７の最下方の表面には、従動ローラ９に対向するように配置された２次転写ローラ１２が当接され、２次転写ローラ１２は、中間転写ベルト７との間で通過するシートＳを挟持搬送する。２次転写ローラ１２には、高圧電源１３（バイアス手段）からバイアスが印加され、これにより、２次転写ローラ１２と中間転写ベルトの間を通過するシートＳに中間転写ベルト上のトナー画像が２次転写されながら定着器１８に搬送される。
【００２５】
トナー像が転写されたシートＳは、定着器１８に送られる。定着器１８においては、上記シートＳが熱圧され、そのトナー像がシートＳ上に定着される。これにより、シートＳ上には画像が形成されることになり、このシートＳは、定着器１８から装置外部の排出トレイ１９へ排出される。
【００２６】
ここで、定着器１８の構成を図２から図６に示す。ヒーター１０１はヒーターホルダー１０４に固定されている。ヒーターホルダー１０４内部には金属製のステー１０３があり、その両端部には加圧ブロック１１２ａ、１１２ｂがあり、加圧ブロック１１２ａ、１１２ｂの勘合部１１２ｄに金属製のステー１０３がはまり、フレーム１１１に加圧ブロック１１２ａ、１１２ｂの溝部１１２ｃが入ることでフレーム１１１に対し金属製のステー１０３の位置が決められる。このときヒーターホルダー１０４には位置決め部１０４ａが設けられ、前述のようにフレーム１１１に対し位置決めされた金属製のステー１０３に当接することでその位置決めが行われている。また、ヒーターホルダー１０４の材質は耐熱性の樹脂とし、金属製のステー１０３と比較して剛性の劣る材質、形状とすることで成型時のそり等を金属製のステー１０３にならわせる構成としている。
【００２７】
フィルム１０２の構成は図６に示すように、ある程度の熱容量を持つ弾性層１０２ｂと離型層１０２ｃを備えたスリーブ状の金属製である。また、フィルム１０２の温度を測定し装置本体のＣＰＵ（図示せず）に信号を送りヒーター１０１への通電を制御する目的でヒーターホルダーに設置されたサーミスタ１０９の素子部（図示せず）はバネ部１０９ｂの作用によりフィルム１０２内面に接触している。また、素子部（図示せず）およびバネ部１０９ｂは例えば耐熱樹脂フィルム等によりフィルム１０２とは絶縁された構成となっている。フィルム１０２両端部にはフィルム１０２の回転と同時に回転可能に設置された耐熱樹脂製のフランジ１１０ａ，１１０ｂが設けられる。ステー１０３はフレーム１１１に設けられた回転支点１１１ａ，１１１ｂを中心に揺動可能な加圧部材１１３ａ，１１３ｂと固定され、加圧バネ１１４ａ，１１４ｂの作用により加圧部材１１３ａ，１１３ｂが加圧ブロック１１２ａ、１１２ｂを加圧することで加圧ローラ１０５に対しフィルム１０２、ヒーター１０１およびヒーターホルダー１０４荷重を加えることでニップｎを形成する。加圧ローラ１０５はフレーム１１１に固定されたベアリング１１５により回転可能に固定されているため未定着画像の乗るシートＳはヒーター１０１の発する熱と前記加圧バネ１１４ａ，１１４ｂの作用による加圧力により定着される。このとき、仮にヒーターホルダー１０４の位置決め部１０４ａとステー１０３に隙間があった場合も加圧ローラ１０５の駆動力によりヒーターホルダー１０４押され位置決め部１０４ａとステー１０３が当接する構成となっている。
【００２８】
ここで、本実施例ではフィルム１０２に金属製のフィルムを用いているがこれに限定するものでは無く、例えばポリイミド等の樹脂製フィルムを用いても同様の効果が確認されている。また、本実施例ではヒーター１０１を用い加熱しているが電磁誘導過熱等の加熱方式であっても同様の効果がある。また、本実施例ではヒーターホルダー１０４の位置決め部をステー１０３のシートＳ搬送方向の上流側、外壁部に設けているが、これに限定するものでは無く、例えば本実施例のステー１０３形状においても、その曲げ形状の内壁側に位置決め部を設けても同様の効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の定着装置は電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるだけでなく、静電記録式の画像形成装置に搭載しても良い。また、画像形成装置に搭載する定着装置に限られるものではなく、定着装置単体で用いられるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置の主要部品の断面図である。
【図３】図１の画像形成装置における定着装置の詳細断面図である。
【図４】図１の画像形成装置における定着装置の主要部品の斜視図である。
【図５】図１の画像形成装置における定着装置の主要部品の上面図である。
【図６】金属フィルムの断面構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｓ  シート
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  プロセスステーション
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  感光体ドラム
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  帯電ローラ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  露光器
４  通紙搬送経路
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  各現像手段
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  クリーニング装置
７  中間転写ベルト
８  駆動ローラ
９  従動ローラ
１０  ベルト張架ローラ
１１  ベルト張架ローラ
１２  ２次転写ローラ
１３  高圧電源
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  転写ローラ
１５  給紙カセット
１６  給紙ローラ
１７  レジストローラ対
１８  定着器
１９  排出トレイ
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  現像スリーブ
１０１  ヒーター
１０２  フィルム
１０３  ステー
１０４  ヒーターホルダー
１０５  加圧ローラ
１０６  排紙下ローラ
１０７  排紙上ローラ
【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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