JP2018025654A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤を枯渇させないようにして定着フィルムに傷が生じるのを防止すること。
【解決手段】定着装置１１は、円筒状の定着フィルム２２と、定着フィルム２２の内部に設けられるセラミックヒータ２３と、定着フィルム２２との間に定着ニップＮを形成し、記録材Ｐを挟持搬送する加圧ローラ２４と、記録材Ｐを挟持搬送するための定着フィルム２２の回転動作に伴って定着フィルム２２の内周面が接触する接触部Ｂ２と、接触部Ｂ２よりも潤滑剤の保持作用が大きく、定着フィルム２２の回転動作の加速時に接触部Ｂ２よりも接触時間が長くなる接触部Ｂ１とを有し、定着フィルム２２の変形を規制する第二規制部４０ｂと、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナーで形成された画像を記録材に定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を採用する複写機又はプリンタ等の画像形成装置の多くは、未定着像を担持する記録材に定着処理を施すための手段として、熱定着方式を採用する定着装置を備えている。

かかる定着装置は、フィルムガイドに沿って回転する定着フィルムと、定着フィルム内に配設されて定着フィルムを加熱する加熱源と、アルミニウム又は鉄の芯金の上に耐熱弾性層を設けた加圧ローラと、を備えている。このような定着装置では、定着フィルムがバネ等により加圧ローラに圧接されて形成される所定の圧接幅の定着ニップに、未定着トナーを担持する記録材を通紙して加熱及び加圧することにより、未定着トナーを記録材に定着させる。この際、定着フィルムは、加圧ローラからの駆動力により、加圧ローラの回転に伴って従動回転する。

従来の定着装置としては、定着フィルムの記録材の搬送方向に直交する幅方向の両端部にフランジ部材を設けているものが知られている（例えば、特許文献１）。かかるフランジ部材は、定着フィルムの幅方向の移動を規制する第一規制部と、定着ニップでの紙詰まり時において、詰まった紙を取り除く際の定着フィルムの変形を防ぐために、定着フィルムの内周面に当接する第二規制部と、を有している。

フランジ部材の第二規制部は、定着フィルムが駆動を開始した際に、定着フィルムの内面に強く接触して定着フィルムとの間に接触抵抗を生じ、定着フィルムの回転速度を遅くしてしまう恐れがある。

このような定着フィルムの回転速度の遅れを生じた場合には、加圧ローラの回転速度と定着フィルムの回転速度とに速度差を生じる。この場合には、定着フィルムよりも回転速度の速い加圧ローラの回転によって、定着フィルムの表面に付着している記録材に含まれていた炭酸カルシウム粒子で定着フィルムの表面を擦ることで、定着フィルムの表面にキズを付けてしまう。そして、記録材の通紙を続けることにより、定着フィルムの表面のキズ部分にトナーが付着していき、キズの形をした汚れが記録材に付いてしまう定着オフセットを生じる。

特に、近年の定着フィルムとしては、純正のＰＦＡ（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）の樹脂剤のフッ素コーティングを表層に施しているものが多くなってきている。このような純正のＰＦＡの樹脂材のフッ素コーティングを表層に施した定着フィルムは、ＰＦＡとＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とを混合した樹脂剤のフッ素コーティングを表層に施した定着フィルムに比べて強度が弱い。

このため、純正のＰＦＡの樹脂材のフッ素コーティングを表層に施した定着フィルムは、上記の定着オフセットをより生じ易い。従って、従来の純正のＰＦＡの樹脂材のフッ素コーティングを表層に施した定着フィルムを使用する定着装置は、早期に交換する必要を生じ、交換回数の増加を招く。

これに対して、特許文献２は、定着フィルムと他の部材との接触抵抗を低減する定着装置を開示している。特許文献２に開示されている定着装置は、定着ニップの上流側のグリス保持部から定着フィルムと他の部材との接触部に常にグリスを供給して、定着フィルムと他の部材との接触抵抗を抑える。

特開２０１４−００２３０６号公報 特開２０１２−２３３９７３号公報

しかしながら、特許文献２においては、グリス保持部から排出されたグリスが他の定着フィルムの動きを規制する部材等に付着し、グリス保持部に戻ってこないため、グリス保持部のグリス量が徐々に減少して枯渇する。そして、特許文献２においては、定着装置への記録材の通紙が繰り返されることにより、グリス等の潤滑剤の枯渇が進み、定着フィルムとの接触抵抗が徐々に増大し、定着フィルムと加圧ローラとの駆動開始時の回転速度に速度差を生じる。この結果、特許文献２においては、定着フィルムの表面にキズを生じるという課題を有する。

本発明の目的は、潤滑剤を枯渇させないようにして定着フィルムに傷が生じるのを防止することができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係る定着装置は、円筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内部に設けられるヒータと、前記定着フィルムとの間に定着ニップを形成し、記録材を挟持搬送する加圧手段と、前記記録材を挟持搬送するための前記定着フィルムの回転動作に伴って前記定着フィルムの内周面が接触する第１の接触部と、前記第１の接触部よりも潤滑剤の保持作用が大きく、前記定着フィルムの回転動作の加速時に前記第１の接触部よりも接触時間が長くなる第２の接触部とを有し、前記定着フィルムの変形を規制する規制手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたトナー画像を記録材に定着させる上記の定着装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、潤滑剤を枯渇させないようにして定着フィルムに傷が生じるのを防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る定着装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る定着フィルムの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る定着装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るフランジ部材の第二規制部の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る定着装置の動作を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る定着フィルムと加圧ローラとの速度差の推移を従来と比較して示す図である。 本発明の実施の形態１に係る定着フィルムと加圧ローラとの速度差と、定着フィルムに生じるキズの有無と、グリス量と、の関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る第二規制部のグリス量と通紙枚数との関係を従来と比較して示す図である。 本発明の実施の形態１に係る定着フィルムの表層のキズの長さと通紙枚数との関係を従来と比較して示す図である。 本発明の実施の形態２に係る第二規制部の拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係る第二規制部のグリス量と通紙枚数との関係を従来と比較して示す図である。 本発明の実施の形態２に係る定着フィルムの表層のキズの長さと通紙枚数との関係を従来と比較して示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置１００は、ここでは転写式電子写真プロセスを利用したレーザープリンタを例示する。

具体的には、画像形成装置１００は、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、レーザービームスキャナ３と、現像部４と、給送カセット５と、給送ローラ６と、レジストローラ７と、を有している。また、画像形成装置１００は、転写ローラ９と、クリーニング装置１０と、定着装置１１と、排出口１３と、排出トレイ１４と、を有している。

感光ドラム１は、回転ドラム型の電子写真感光体であり、所定の速度で回転する。感光ドラム１は、有機光導伝体層（ＯＰＣ）又はアモルファスシリコンドラム等の感光材料を、アルミニウム又はニッケル等で形成したシリンダ状の基板上に設けて構成されている。感光ドラム１は、帯電ローラ２と接触して回転することによって、表面を均一に帯電される。

帯電ローラ２は、所定のバイアス電圧が印加された際に、感光ドラム１の表面を帯電させる。

レーザービームスキャナ３は、表面が一様に帯電された感光ドラム１に対して画像情報に対応して変調したレーザー光Ｌを走査して、感光ドラム１を露光することにより、感光ドラム１の表面に画像情報に対応した静電潜像画像を形成する。

現像部４は、感光ドラム１に形成された静電潜像画像にトナー（現像剤）を供給して現像することにより、感光ドラム１の表面にトナー画像を形成する。

給送カセット５は、記録材Ｐを収容している。

給送ローラ６は、給送カセット５に収容されている記録材Ｐを１枚ずつ分離してレジストローラ７に給送する。

レジストローラ７は、回転を停止している際に、給送ローラ６から給送された記録材Ｐの先端を倣わせることで記録材Ｐの斜行を矯正する。レジストローラ７は、感光ドラム１と転写ローラ９とで形成された転写ニップＴに、シートパス８ａを介して記録材Ｐを搬送する。この際、レジストローラ７は、感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像の先端が転写ニップＴに入るタイミングと、記録材Ｐの先端が転写ニップＴに入るタイミングと、が同じになるように制御する。

転写ローラ９は、感光ドラム１との間で転写ニップＴを形成し、レジストローラ７から搬送されてきた記録材Ｐを転写ニップＴで挟持及び搬送する。転写ローラ９は、図示しない転写バイアス印加電源からトナーの極性と逆極性の転写バイアスが印加されることにより、転写ニップＴにおいて感光ドラム１上のトナー画像を静電的特性により記録材Ｐに転写させる。転写ローラ９は、トナー画像が転写された記録材Ｐを、感光ドラム１から分離してシートパス８ｂを介して定着装置１１に向けて搬送する。

クリーニング装置１０は、トナー画像の転写後に、感光ドラム１の表面に残ったトナー又は紙粉を感光ドラム１から除去して感光ドラム１の表面を清浄する。

定着装置１１は、転写ニップＴから搬送されてきたトナー画像が転写された記録材Ｐを加熱及び加圧することにより、トナー画像を記録材Ｐに永久に定着させる。定着装置１１は、記録材Ｐをシートパス８ｃを介して排出口１３に向けて搬送する。

排出口１３は、定着装置１１から搬送されてきた記録材Ｐを排出トレイ１４に排出する。

排出トレイ１４は、排出口１３から排出された記録材Ｐを積載する。

＜定着装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る定着装置１１の構成について、図２から図５を参照しながら、詳細に説明する。

図４において、図４（ａ）は定着フィルム２２、加圧ローラ２４及びフランジ部材４０を記録材Ｐの搬送方向の上流側から見た図であり、図４（ｂ）は定着フィルム２２、加圧ローラ２４及びフランジ部材４０を記録材Ｐの搬送方向の下流側から見た図である。

定着装置１１は、フィルムユニット２０と、加圧ロ−ラ２４と、フランジ部材４０と、を有している。

フィルムユニット２０は、加圧ローラ２４に圧接して形成した定着ニップＮにおいて、転写ニップＴから搬送されてきた記録材Ｐを挟持して加熱及び加圧することにより、記録材Ｐにトナー画像を定着させる。具体的には、フィルムユニット２０は、フィルムガイド２１と、定着フィルム２２と、セラミックヒータ２３と、サーミスタ２５と、発熱体２６と、ガラスコーティング層２８と、ポリイミドコーティング３０と、Ｔステー３１と、を有している。

フィルムガイド２１は、定着フィルム２２との抵抗を抑えながら定着フィルム２２の摺動をガイドするために、長手方向に図示しない複数のリブを備えている。

定着フィルム２２は、円筒状であり、セラミックヒータ２３からの熱を記録材Ｐ上のトナー画像に伝える。定着フィルム２２の厚さは、ここでは約３５μｍを例示する。また、定着フィルム２２の径は、ここでは３０ｍｍを例示する。

定着フィルム２２は、図３に示すように、表層のフッ素樹脂層２０ａと、ステンレス製の基層２０ｃと、フッ素樹脂層２０ａを基層２０ｃに接着させる接着層となるプライマ層２０ｂと、の3層構造をなしている。フッ素樹脂層２０ａは、ここでは純正ＰＦＡの厚さ１０μｍの樹脂剤を例示する。また、プライマ層２０ｂは、ここではＰＴＦＥとＰＦＡとを混合した厚さ５μｍの樹脂剤を例示する。なお、本実施の形態において、フッ素樹脂層２０ａを純正ＰＦＡにより形成しているが、純正ＰＦＡに限定されるものではない。また、本実施の形態において、基層２０ｃをステンレスにより形成しているが、基層２０ｃをステンレス以外のポリイミド等の樹脂剤により形成してもよい。

セラミックヒータ２３は、定着フィルム２２の内部に設けられて定着フィルム２２の内面に接触し、定着フィルム２２を介して記録材Ｐを加熱する。具体的には、セラミックヒータ２３は、発熱体２６と、ガラスコーティング層２８と、セラミック基板２９と、ポリイミドコーティング３０と、を有している。

発熱体２６は、セラミック基板２９上に発熱ペーストを印刷して形成されている。発熱体２６は、図示しないヒータ駆動手段の電力制御によりＡＣ電流が供給された際に発熱する。

ガラスコーティング層２８は、発熱体２６を被覆して、発熱体２６を保護すると共に発熱体２６の絶縁性を確保する。

ポリイミドコーティング３０は、定着フィルム２２に接触する面に塗布され、定着フィルム２２の良好な摺動性を確保する。

サーミスタ２５は、ガラスコーティング層２８の上方に設けられ、温度変化を検知して、この検知結果を図示しないヒータ駆動手段に出力する。

Ｔステー３１は、鋼板で形成されていると共に、フィルムガイド２１の長手方向の全域に亘ってフィルムガイド２１の上方に設けられ、記録材Ｐに対して均一の加圧力を加える。

加圧部材である加圧ローラ２４は、ローラ形状を有し、このローラ形状の軸を中心として回転可能である。加圧ローラ２４は、芯金２４ａと、芯金２４ａを被覆する導電性シリコンゴム２４ｂ（弾性層）と、導電性シリコンゴム２４ｂを被覆する絶縁チューブ２４ｃと、により形成されている。導電性シリコンゴム２４ｂの堆積抵抗率は、ここでは１×１０^５Ω・ｃｍ程度を例示する。また、絶縁チューブ２４ｃの厚さは、ここでは約６０μｍを例示する。

加圧ローラ２４は、定着フィルム２２を挟んでセラミックヒータ２３に対して、バネにより所定のニップ圧で圧接して、定着フィルム２２との間に定着ニップＮを形成している。定着ニップＮの記録材Ｐの搬送方向の長さは、ここでは８〜１０ｍｍを例示する。

加圧ローラ２４は、回転駆動され、定着フィルム２２を従動回転させると共に、定着ニップＮに導入された記録材Ｐを定着フィルム２２と密着させた状態で挟持搬送する。加圧ローラ２４は、記録材Pを定着ニップＮで搬送することで、記録材Ｐ上に形成担持された未定着のトナー画像を、セラミックヒータ２３の熱と定着ニップＮの圧力とにより記録材Ｐに定着させる定着処理を行う。

フランジ部材４０は、定着フィルム２２の記録材Ｐの搬送方向に直交する幅方向（定着フィルム２２の長手方向）の両端に設けられている。フランジ部材４０は、図４に示すように、第一規制部４０ａと、第二規制部４０ｂと、を有している。

第一規制部４０ａは、定着フィルム２２の長手方向（軸方向）における定着フィルム２２の位置ずれを規制する。

第二規制部４０ｂは、円筒状であり、定着フィルム２２の内面に当接することにより、定着ニップＮにおける紙詰まり発生時に、定着ニップＮに介在している記録材Ｐを定着ニップＮから引き抜く際の定着フィルム２２の変形を防止する。第二規制部４０ｂは、記録材Ｐを挟持搬送するための定着フィルム２２の回転動作に伴って定着フィルム２２の内周面に接離すると共にグリスを保持する当接面４１を備えている。

当接面４１には、定着フィルム２２の内周面との不要な接触抵抗を防止するために、周方向の全域に均一に潤滑剤であるグリスが塗布されている。第二規制部４０ｂに塗布されるグリスの量は、ここでは８０ｍｇを例示する。当接面４１には、図５に示すように、第二規制部４０ｂの周方向に沿って接触部Ｂ１と接触部Ｂ２とが設けられている。 接触部Ｂ１は、第二規制部４０ｂの記録材Ｐの搬送方向の上流側に設けられている。接触部Ｂ２は、第二規制部４０ｂの記録材Ｐの搬送方向の下流側に設けられている。

ここで、第二規制部４０ｂの上流側は、定着ニップＮの記録材Ｐの搬送方向の中心点から、第二規制部４０ｂの周方向に沿って定着フィルム２２の回転方向の反対方向に１８０°回転した領域である。また、第二規制部４０ｂの下流側は、第二規制部４０ｂの周方向に沿って定着ニップＮの中心点から定着フィルム２２の回転方向に１８０°まで回転した領域である。

接触部Ｂ１の定着ニップＮを除く部分（第２の接触部）及び接触部Ｂ２の定着ニップＮを除く部分（第１の接触部）の各々は、定着フィルム２２の回転に伴って定着フィルム２２と接離する。なお、以下の説明において、接触部Ｂ１の定着ニップＮを除く部分のことを接触部Ｂ１と記載し、接触部Ｂ２の定着ニップＮを除く部分のことを接触部Ｂ２と記載する。また、図５において、接触部Ｂ１は定着ニップＮを除くものとし、接触部Ｂ２は定着ニップＮを除くものとする。

具体的には、接触部Ｂ１は、定着フィルム２２が回転停止状態から等速回転状態になるまでの間に定着フィルム２２と接触し、等速回転状態のとき及び等速回転状態から回転停止状態になるまでの間に定着フィルム２２と接触しない。接触部Ｂ２は、定着フィルム２２が回転停止状態から等速回転状態になるまでの間及び等速回転状態のときに定着フィルム２２と接触しない。また、接触部Ｂ２は、定着フィルム２２が等速回転状態から回転停止状態になるまでの間に定着フィルム２２と接触する。

加圧ローラ２４が定速回転状態から停止状態となるまでの減速時間は、加圧ローラ２４が停止状態から定速回転状態になるまでの加速時間よりも短く設定されている。そのため、接触部Ｂ１は、定着フィルム２２の回転動作の加速時に接触部Ｂ２よりも接触時間が長くなる。接触部Ｂ１と定着フィルム２２との接触時間は、ここでは接触部Ｂ２と定着フィルム２２との接触時間よりも０．５ｓｅｃ長い場合を例示する。

接触部Ｂ１は、第二規制部４０ｂの周方向に沿って複数の凹凸部４０ｃを備えている。接触部Ｂ２は、第二規制部４０ｂの周方向に沿って平坦になっている。これにより、接触部Ｂ１は、接触部Ｂ２に比べてグリスの保持作用が大きい形状を有している。

＜定着装置の動作＞
本発明の実施の形態１に係る定着装置１１の動作について、図６を参照しながら、詳細に説明する。

図６において、図６（ａ）は、定着フィルム２２が停止状態から等速回転状態になるまでを示している。図６（ｂ）は、定着フィルム２２が等速回転状態の場合を示している。図６（ｃ）は、定着フィルム２２が等速回転状態から停止状態になるまでを示している。なお、図６において、接触部Ｂ１は定着ニップＮを除くものとし、接触部Ｂ２は定着ニップＮを除くものとする。

画像形成装置１００がＪＯＢを受け付けてコピー動作を開始した後に、加圧ローラ２４は、図示しないモーターからの駆動力により回転を開始する。これにより、定着フィルム２２は、加圧ローラ２４からの駆動を受けて、加圧ローラ２４の回転に従動回転する。

定着フィルム２２は、停止状態から回転を開始して加速して等速回転状態になるまでの間において、図６（ａ）に示すように、搬送方向の下流側に引っ張られるような形状になる。これにより、定着フィルム２２は、第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１に接触すると共に、第二規制部４０ｂの接触部Ｂ２に接触しない。

この際、第二規制部４０ｂに塗布されたグリスは、定着フィルム２２の回転に伴って接触部Ｂ１から接触部Ｂ２に徐々に移動するが、凹凸部４０ｃにて保持されることで、接触部Ｂ１に常に介在させることができ、接触部Ｂ１において枯渇することはない。これにより、グリスを枯渇させないようにして定着フィルム２２と第二規制部４０ｂとの接触抵抗を軽減することにより、定着フィルムに傷が生じるのを防ぐことができ、定着オフセット等の異常画像の発生を防止することができる。

定着フィルム２２は、等速回転状態になった際に、図６（ｂ）に示すように、定着ニップＮに支えられ、接触部Ｂ１及び接触部Ｂ２のうちの定着ニップＮ以外には接触しない。

定着フィルム２２は、等速回転状態から減速して停止状態になるまでの間において、図６（ｃ）に示すように、第二規制部４０ｂの接触部Ｂ２に接触すると共に第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１に接触しない。また、定着フィルム２２は、接触部分Ｂ１に接触する時間よりも、接触部Ｂ２に接触する時間の方が短い。

従って、第二規制部４０ｂに塗布されたグリスは、定着フィルム２２の回転に伴って接触部Ｂ２から接触部Ｂ１に徐々に移動するものの、接触部Ｂ２が平坦であっても接触部Ｂ２において枯渇することはない。これにより、グリスを枯渇させないようにして定着フィルム２２と第二規制部４０ｂとの接触抵抗を軽減することにより、定着フィルム２２に傷が生じるのを防ぐことができ、定着オフセット等の異常画像の発生を防止することができる。

＜比較実験の結果＞
本発明の実施の形態１に係る比較実験の結果について、図７から図１０を参照しながら、詳細に説明する。

図７（ａ）は、第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合の定着フィルム及び加圧ローラの回転速度の推移を示しており、定着フィルムの回転速度を破線で示すと共に加圧ローラの回転速度を実線で示している。また、図７（ｂ）は、本実施の形態の定着フィルム２２及び加圧ローラ２４の回転速度の推移を示しており、定着フィルム２２の回転速度を破線で示すと共に加圧ローラ２４の回転速度を実線で示している。図７は、定着装置にＡ４の用紙を１０枚連続して通紙する動作を１０００回繰り返した場合を示している。

図８のキズの発生の有無は、各グリス量において回転の駆動開始と駆動停止の動作を５００回程度繰り返した際に、定着フィルム２２の表層における長さ２０mm以上のキズの発生の有無を示している。

図７（ａ）の場合において、第二規制部の上流側と定着フィルムとの接触時間の方が第二規制部の下流側と定着フィルムとの接触時間よりも長い場合に、第二規制部に塗布されているグリスは、定着フィルムの加減速動作の繰り返しにより何度も移動する。これにより、第二規制部の周方向に均一に塗布されているグリスは、第二規制部の上流側において徐々に減少して第二規制部の周方向においてムラを生じる。

具体的には、図７（ａ）の場合において、Ａ４の用紙１０枚を連続して通紙する動作を１０００回繰り返した際に、第二規制部の上流側のグリス量は、本来４０ｍg以上必要であるが、１０mg程度まで減少してしまう。上流側のグリス量が１０mg以下に減少した場合には、定着フィルムの内周面と第二規制部の上流側との接触抵抗が大きくなり、定着フィルムの回転方向に対して反対方向の力が発生し、回転方向への力よりも反対方向への力が一時的に上回る。従って、図７（ａ）の場合には、図７（ａ）に示すように、定着フィルムと加圧ローラとに速度差を生じる。この際の加圧ローラと定着フィルムとの速度差の積分値は、１２００mm／ｓｅｃ程度となる。

一方、本実施の形態において、第二規制部４０ｂの上流側である接触部Ｂ１に凹凸部４０ｃを設けることにより、凹凸部４０ｃによりグリスが保持される。このように、第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１のグリスの保持力を接触部Ｂ２のグリスの保持力よりも大きくすることにより、グリスは接触部Ｂ２に移動し難くなって接触部Ｂ１に保持される。本実施の形態において、加速時に接触部Ｂ１で保持しきれずに接触部Ｂ２に移動したグリスは、減速時に接触部Ｂ１に戻ってくる。

このように、本実施の形態では、回転加速時の接触部Ｂ１のグリスの保持力と、回転減速時の接触部Ｂ１へのグリスの移動によって、常に接触部Ｂ１にグリスが所定量以上保持される。従って、本実施の形態において、Ａ４の用紙を１０枚連続して通紙する動作を１０００回繰り返した場合であっても、接触部Ｂ１に保持されているグリス量を４０mg以上にすることができる。

接触部Ｂ１におけるグリスの保持によって、接触部Ｂ１と定着フィルム２２の内周面との接触抵抗を低減することができ、これにより加圧ローラ２４と定着フィルム２２との速度差を低減することができる。この際の加圧ローラ２４と定着フィルム２２との速度差の積分値は、１００mm／ｓｅｃ程度まで低減される。

図8に示すように、定着フィルム２２と加圧ローラ２４との速度差は、第二規制部４０ｂにグリス量を４０mgよりも多く保持できていれば、１００mm／ｓｅｃ以内に維持することができる。一方、定着フィルム２２と加圧ローラ２４との速度差は、第二規制部４０ｂに保持されるグリス量が４０mgを下回った際に、８００ｍm／ｓｅｃ以上となって急激に大きくなる。これは、第二規制部４０ｂに保持されているグリス量が４０mgを下回った場合に、第二規制部４０ｂの周方向においてグリスの介在していない部分を生じ、定着フィルム２２の内面と第二規制部４０ｂとの接触抵抗が大きくなるためである。

さらに、定着フィルム２２の表層のキズは、定着フィルム２２と加圧ローラ２４との速度差８００mm／ｓｅｃが継続することにより、徐々に長くなっていく。定着フィルム２２の表層のキズは、定着フィルム２２と加圧ローラ２４との速度差が８００mm／ｓｅｃのままで、定着フィルム２２の駆動開始及び駆動停止の動作を５００回以上繰り返した際に、２０mm以上の長さになる。これにより、定着フィルム２２の表層にトナーが付着して、キズ状の汚れが載った異常画像を生じるようになる。

図９は、Ａ４の用紙を１０枚連続して通紙する動作を繰り返した際の第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１の周方向におけるグリス量の推移を、第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合と比較して示すものである。また、図９は、第二規制部の上流側と定着フィルムとの接触時間の方が第二規制部の下流側と定着フィルムとの接触時間よりも長い場合を示している。なお、図９において、破線は第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合の第二規制部の上流側のグリス量の推移を示し、実線は本実施の形態の第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１のグリス量の推移を示している。

図９より、第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合において、第二規制部の記録材Ｐの搬送方向の上流側のグリス量は、通紙の動作を繰り返すにつれて徐々に減少していく。

第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合において、５０００枚の通紙によって加圧ローラの駆動開始及び駆動停止の動作を５００回繰り返した場合に、グリス量は４０mgを下回る。第二規制部のグリス量が４０mgを下回った際に、第二規制部と定着フィルムの内面との接触抵抗は大きくなり、定着フィルムの記録材の移動方向への回転力よりも、第二規制部と定着フィルムとの接触摩擦力の方が一時的に上回る。従って、この場合には、定着フィルムと加圧ローラとに速度差を生じる。

更に、通紙動作を繰り返して１００００枚の通紙によって加圧ローラの駆動開始及び駆動停止の動作を１０００回繰り返した場合に、グリス量は１０mgまで減少する。グリス量は、１０mgまで減少した後は、略飽和状態となって一定量で推移する。

一方、本実施の形態において、接触部Ｂ１のグリス量は、通紙の動作が繰り返された場合であっても、回転加速時の接触部Ｂ１のグリスの保持力、及び回転減速時の接触部Ｂ２から接触部Ｂ１へのグリスの移動によって常に維持される。また、接触部Ｂ１のグリス量は、１０００００枚程度通紙された場合であっても、７０mg程度まで保持される。従って、本実施の形態において、定着フィルム２２の内面と第二規制部４０ｂとの接触摩擦力は、定着フィルム２２の記録材Ｐの移動方向への回転力よりも上回らない。

図１０は、Ａ４の用紙１０枚を連続して通紙する動作を繰り返した際の定着フィルム２２の表層のキズの長さの推移を、第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合と比較して示すものである。なお、図１０において、破線は第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合の定着フィルムの表層のキズの長さの推移を示し、実線は本実施の形態の定着フィルム２２の表層のキズの長さの推移を示している。

第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合において、５０００枚の通紙以降は、図９に破線で示すように、第二規制部の上流側のグリス量が４０mgを下回る。このため、定着フィルム及び加圧ローラの回転開始時に、定着フィルムと第二規制部との接触抵抗の増加によって、加圧ローラと定着フィルムとに回転速度差を生じる。この回転速度差によって、定着フィルムの表層に付着している記録材Ｐに含まれていた炭酸カルシウム粒子により定着フィルムが擦られてしまう。従って、図１０に破線で示す第二規制部を周方向に沿って全体的に平坦にした場合には、図１０に実線で示す本実施の形態に比べて、定着フィルムの表層のキズがより早く成長していく。

５０００枚の通紙によってグリス量が４０mgを下回った状態から、更に１００００枚を通紙して定着フィルムの駆動開始及び駆動停止の動作を５００回繰り返した際に、図８に示すように、定着フィルムの表層のキズ長さは２０mm以上になる。定着フィルムの表層のキズの長さが２０mm以上の状態で、記録材Ｐの通紙を続けると、定着フィルムの表層のキズ部分にトナーが付着していき、キズの形をした汚れが記録材に付いてしまう。

一方、本実施の形態において、図9に実線で示すように、第二規制部４０ｂの接触部Ｂ１のグリス量は常に４０mg以上を維持している。そのため、定着フィルム２２及び加圧ローラ２４の回転開始時に、定着フィルム２２と第二規制部４０ｂとの接触抵抗は定着フィルム２２の記録材Ｐの移動方向への回転力よりも上回らない。

従って、本実施の形態において、定着フィルム２２と加圧ローラ２４との速度差は非常に小さいままであるため、炭酸カルシウム粒子により定着フィルム２２が擦られることによる定着フィルム２２の表層のキズの成長は非常に軽微である。本実施の形態において、定着フィルム２２の表層のキズの長さは、１００００枚程度通紙された場合であっても２０mm以下であるために画像異常等を生じない。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜定着装置の構成＞
本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成について、図１１を参照しながら、詳細に説明する。

なお、本実施の形態に係る定着装置の第二規制部以外の構成は図２から図５と同一構成であるので、第二規制部以外の構成の説明を省略する。

フランジ部材４０は、定着フィルム２２の長手方向の両端に設けられている。フランジ部材４０は、第一規制部４０ａと、第二規制部４０ｅと、を有している。

第二規制部４０ｅは、凹凸部４０ｆを備えている。凹凸部４０ｆは、半径２mmの円周の曲率を有する角の無い凹形状の凹部４０ｇと、周半径２mmの円周の曲率を有する角の無い凸形状の凸部４０ｈと、を備えている。即ち、凹部４０ｇ及び凸部４０ｈには、エッジ部は存在していない。なお、第二規制部４０ｅにおける上記以外の構成は第二規制部４０ｂの構成と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜定着装置の動作＞
本発明の実施の形態２に係る定着装置の動作について、図１１を参照しながら、詳細に説明する。

第二規制部４０ｅは、角の無い凸形状の凸部４０ｈを設けて定着フィルム２２と点接触することにより、従来と比較して定着フィルム２２との接触面積を小さくすることができる。これにより、定着フィルム２２の内周面と第二規制部４０ｅとの接触抵抗を従来に比べて低減させることができる。

また、凹凸部４０ｆは、凹部４０ｇと凸部４０ｈとの境界にエッジ部を存在させていないため、第二規制部４０ｅの接触部Ｂ１と定着フィルム２２の内面との接触領域にグリスを継続的に介在させることができる。具体的には、図１１に示すように、凸部４０ｈに存在するグリスＧ１は、定着フィルム２２の回転によって凹部４０ｇに押し出される。また、元々凹部４０ｇに存在していたグリスＧ２は、凸部４０ｈから凹部４０ｇに押し出されたグリスＧ１によって凸部４０ｈに押し出される。この動作の繰り返しによって、第二規制部４０ｅのグリスは、常に第二規制部４０ｅの定着フィルム２２の内周面との接触領域に存在する。

因みに、第二規制部の周方向における凹凸部の凹部と凸部との境界にエッジ部が存在する場合には、第二規制部の周方向に均一に塗られたグリスは定着フィルムの回転動作の繰り返しによってエッジ部に徐々に溜まっていく。このエッジ部に溜まったグリスは、定着フィルムの非接触領域に存在しているため、定着フィルムの内周面と第二規制部との接触領域における接触抵抗を低減させる機能を発揮することができない。そのため、定着フィルムの内周面と第二規制部との接触領域における接触抵抗は、通紙枚数を重ねて、定着フィルムの回転が繰り返されるにつれて、徐々に増加していく。

これにより、本実施の形態によれば、第二規制部４０ｅの凹部４０ｇにグリスが溜まらないようにすることができ、定着フィルム２２と第二規制部４０ｅとの接触抵抗の増大を抑制することができる。

＜比較実験の結果＞
本発明の実施の形態２に係る比較実験の結果について、図１２及び図１３を参照しながら、詳細に説明する。

図１２は、Ａ４の用紙を１０枚連続で通紙する動作を繰り返した際の定着フィルムの内面と第二規制部との接触面におけるグリス量の推移を、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合と比較して示すものである。なお、図１２において、破線は第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合の第二規制部の上流側のグリス量の推移を示し、実線は本実施の形態の第二規制部４０ｅの接触部Ｂ１のグリス量の推移を示している。

本実施の形態では、定着フィルム２２の内面と第二規制部４０ｅとの接触領域に常にグリスを介在させるような曲率を持った凹凸部４０ｆを有しているため、図１２に実線で示すようにグリス量の減少は非常に軽微である。一方、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合において、定着フィルムの内面と第二規制部との接触面のグリス量は、通紙枚数の増加に伴って徐々にグリスが凹部のエッジ部に溜まっていき、図１２に破線で示すように減少していく。また、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合において、定着フィルムの内面と第二規制部との接触面のグリス量は、５０００枚通紙された場合に４０mgを下回り、更に１００００枚通紙された場合に１０mg以下になる。

図１３は、図１２におけるグリス量の推移に伴った、定着フィルムの表層のキズの長さの推移を表したものである。なお、図１３において、破線は第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合の定着フィルムの表層のキズの長さの推移を示し、実線は本実施の形態の定着フィルム２２の表層のキズの長さの推移を示している。

図１３に示すように、本実施の形態では、定着フィルム２２の内面と第二規制部４０ｅとの接触領域に常にグリスを介在させる曲率を有する凹凸部４０ｆを有しており、定着フィルム２２の内面と第二規制部４０ｅとの接触抵抗は常に低減されている。このため、本実施の形態において、定着フィルム２２の速度遅延は起こらないので、定着フィルム２２のキズの発生は、図１３に実線で示すように１０００００枚通紙された場合であっても軽微にしか発生しない。

一方、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合において、通紙枚数を増やしていくと、徐々にグリスが凹凸部のエッジ部に溜まっていくため、定着フィルムと第二規制部との接触領域のグリス量は減少していく。定着フィルムと第二規制部との接触領域のグリス量は、５０００枚〜１００００枚の通紙で４０mgを下回る。このため、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合において、定着フィルムと第二規制部との接触抵抗が増大して、定着フィルムの速度遅延を生じ始める。更に、第二規制部がエッジを有する凹凸部を備える場合において、通紙枚数が４００００枚を超えた際に、定着フィルムの表層のキズが２０mm以上の長さになって、キズにトナーが付着して画像異常を生じる。

なお、上記実施の形態１及び実施の形態２において、第二規制部にグリスを保持する凹凸部を設けたが、グリスを保持できれば凹凸以外の形状でもよい。

また、上記実施の形態１及び実施の形態２において、下流側の接触部と定着フィルム２２との接触時間が、上流側の接触部と定着フィルム２２との接触時間よりも長い場合に、以下のようにしてもよい。即ち、下流側の接触部におけるグリスの保持力を上流側の接触部におけるグリスの保持力よりも大きくする形状にしてもよい。この場合には、下流側の接触部に凹凸部を設けると共に上流側の接触部を第二規制部の周方向に沿って平坦にしてもよい。

また、上記実施の形態１及び実施の形態２において、第二規制部に塗布する潤滑剤としてグリスを使用したが、グリス以外の潤滑剤を第二規制部に塗布してもよい。

Ｂ１ 接触部
Ｂ２ 接触部
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ レーザービームスキャナ
４ 現像部
５ 給送カセット
６ 給送ローラ
７ レジストローラ
８ａ シートパス
８ｂ シートパス
８ｃ シートパス
９ 転写ローラ
１０ クリーニング装置
１１ 定着装置
１３ 排出口
１４ 排出トレイ
２０ フィルムユニット
２０ａ フッ素樹脂層
２０ｂ プライマ層
２０ｃ 基層
２１ フィルムガイド
２２ 定着フィルム
２３ セラミックヒータ
２４ 加圧ローラ
２４ａ 芯金
２４ｂ 導電性シリコンゴム
２４ｃ 絶縁チューブ
２５ サーミスタ
２６ 発熱体
２８ ガラスコーティング層
２９ セラミック基板
３０ ポリイミドコーティング
３１ ステー
４０ フランジ部材
４０ａ 第一規制部
４０ｂ 第二規制部
４０ｃ 凹凸部
４０ｅ 第二規制部
４０ｆ 凹凸部
４０ｇ 凹部
４０ｈ 凸部
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 円筒状の定着フィルムと、
   前記定着フィルムの内部に設けられるヒータと、
   前記定着フィルムとの間に定着ニップを形成し、記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記記録材を挟持搬送するための前記定着フィルムの回転動作に伴って前記定着フィルムの内周面が接触する第１の接触部と、前記第１の接触部よりも潤滑剤の保持作用が大きく、前記定着フィルムの回転動作の加速時に前記第１の接触部よりも接触時間が長くなる第２の接触部とを有し、前記定着フィルムの変形を規制する規制手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記第２の接触部は、
   前記第１の接触部よりも潤滑剤の保持作用の大きい凹凸部を備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記凹凸部は、
   角の無い凹部と、角の無い凸部と、により構成される、
   ことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記第１の接触部は、
   前記当接面の周方向に沿って平坦である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 前記第１の接触部は、
   前記定着フィルムが回転停止状態から等速回転状態になるまでの間に前記定着フィルムと当接しないと共に、前記定着フィルムが等速回転状態から回転停止状態になるまでの間に前記定着フィルムと当接し、
   前記第２の接触部は、
   前記定着フィルムが回転停止状態から等速回転状態になるまでの間に前記定着フィルムと当接すると共に、前記定着フィルムが等速回転状態から回転停止状態になるまでの間に前記定着フィルムと当接しない、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成されたトナー画像を記録材に定着させる請求項１から請求項５の何れか１項に記載の定着装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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