JP2019003023A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着フィルムを十分に加熱することによって印刷不良の発生を抑制できる、定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、定着装置４４を備えている。定着装置４４は、棒状の支持部７２と、筒状の定着フィルム７４と、ヒーター７６と、ヒーター７６を保持する棒状のヒーター保持部７８とを備えている。また、定着装置４４は、ヒーター保持部７８を押圧してヒーター７６を定着フィルム７４の内周面に密接させる押圧部８６と、定着パッド８８と、加圧ローラ６８と、変位抑制部９２ａ，９２ｂとを備えている。変位抑制部９２ａ，９２ｂは、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部７２の長手方向に対して直交する方向において、ヒーター保持部７８の変位を抑制するものであり、ヒーター保持部７８の変位方向の前方からヒーター保持部７８に対向するように支持部７２に設けられている。【選択図】図２

Description

この発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特にたとえば、記録媒体に形成されたトナー像を加熱しながら加圧して定着させる、定着装置および画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機およびファクシミリなどの画像形成装置の画像形成プロセスでは、像担持体である感光体の表面に静電潜像が形成され、現像装置から静電潜像に帯電したトナーが供給されてトナー像が形成される。このトナー像は、転写装置によって記録媒体の表面に転写され、定着装置によって定着される。このような画像形成プロセスに用いられる従来の定着装置の一例として、特許文献１には、フィルム加熱方式（ＳＵＲＦ定着方式）の定着装置が記載されている。

特許文献１に記載された定着装置は、回転可能に構成された筒状の定着ベルト（すなわち定着フィルム）と、定着ベルトの回転軌道の一部に沿うように設けられたヒートプレートと、定着ベルトの回転軌道の他の一部に沿うように設けられた定着パッドとを備えている。また、定着装置は、定着ベルトを挟んだ定着パッドの反対側において定着ベルトの外周面に接触するように設けられた加圧ローラを備えており、定着パッドと加圧ローラとによってニップ部が構成されている。トナー像が形成された記録媒体がニップ部に供給されると、ヒートプレートで加熱された定着ベルトがトナー像に押し当てられ、トナー像が加熱および加圧されて記録媒体に定着される。

特開２００４−１７７８８８号公報（図７）

しかしながら、特許文献１に記載された定着装置では、定着ベルトが一定の周長で形成されており、かつ、ヒートプレートと定着パッドとが一定間隔を隔てて設けられていたので、ヒートプレートと定着ベルトとを密接させることが困難であった。そのため、ヒートプレートで定着ベルトを十分に加熱することが困難であり、定着ベルトによるトナー像の加熱が不足して、印刷不良を生じるおそれがあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な定着装置および画像形成装置を提供することである。

この発明の他の目的は、定着フィルムを十分に加熱することによって印刷不良の発生を抑制できる、定着装置および画像形成装置を提供することである。

第１の発明は、画像形成装置の内部でその長手方向両端部が固定される棒状の支持部と、支持部の周囲に回転可能に設けられた筒状の定着フィルムと、定着フィルムの回転軌道の一部に沿って配置され、定着フィルムを加熱するヒーターと、支持部に対して平行に設けられ、ヒーターを保持する棒状のヒーター保持部と、支持部とヒーター保持部との間に配置され、ヒーター保持部を押圧してヒーターを定着フィルムの内周面に密接させる押圧部と、支持部に設けられ、定着フィルムの回転軌道の他の一部に沿って配置された定着パッドと、定着フィルムを挟んだ定着パッドの反対側において定着フィルムの外周面に押し当てられ、定着パッドと協働してニップ部を構成する加圧ローラと、押圧部の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部の長手方向に対して直交する方向において、ヒーター保持部の変位を抑制（阻止）する変位抑制部とを備えており、変位抑制部は、ヒーター保持部の変位方向の前方からヒーター保持部に対向するように支持部に設けられている、定着装置である。

第１の発明では、定着フィルムを加熱するヒーターがヒーター保持部で保持されており、ヒーター保持部が押圧部で押圧されることによって、ヒーターが定着フィルムの内周面に密接される。押圧部の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部の長手方向に対して直交する方向においては、ヒーター保持部の変位が変位抑制部で抑制されるので、定着フィルムの回転軌道におけるヒーターの位置を安定させることができる。したがって、ヒーターで定着フィルムをむらなく十分に加熱することができ、トナー像の加熱不足による印刷不良の発生を抑制できる。また、変位抑制部は、ヒーター保持部の変位方向の前方からヒーター保持部に対向するように支持部に設けられているので、変位抑制部を簡単に構成することができ、製造コストを抑制できる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、ヒーター保持部に設けられて、定着フィルムの回転軌道の一部に沿って配置され、定着フィルムを案内するガイド部を備える。

第２の発明では、定着フィルムを案内するガイド部がヒーター保持部に設けられているので、ヒーターとガイド部との位置関係を一定に保持することが可能であり、定着フィルムの回転動作を安定させることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明に従属し、支持部は、ヒーター保持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されており、押圧部は、支持部の互いに対向する２つの第１壁部の間に配置されており、ヒーター保持部の変位方向は、加圧ローラから受ける回転力で回転される定着フィルムの回転方向と一致しており、変位抑制部は、２つの第１壁部の一方で構成されている。

第３の発明では、支持部がヒーター保持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されているので、支持部の大型化を招くことなく、必要な強度を確保できるとともに、押圧部の配置スペースを確保できる。また、変位抑制部は、支持部の２つの第１壁部の一方で構成されているので、変位抑制部を特別に設ける必要がなく、製造コストを抑制できる。

第４の発明は、第３の発明に従属し、押圧部の押圧方向における支持部の長さは、押圧部の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部の長手方向に対して直交する方向における支持部の長さよりも長く定められている。

第４の発明では、支持部の大型化を招くことなく、加圧ローラおよび押圧部から受ける力に対する支持部の強度を高めることができる。或いは、支持部の強度低下を招くことなく、支持部を小型化できる。

第５の発明は、第３または第４の発明に従属し、ヒーター保持部は、支持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状の本体部を有しており、本体部の互いに対向する２つの第２壁部の間に２つの第１壁部が配置されている。

第５の発明では、ヒーター保持部の本体部が支持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されているので、本体部の大型化を招くことなく、本体部の強度を高めることができる。

第６の発明は、第１または第２の発明に従属し、ヒーター保持部には、ヒーター保持部を押圧部の押圧方向に貫通する貫通孔が設けられており、変位抑制部は、押圧部の押圧方向に延びる複数の棒状部材を有しており、貫通孔に変位抑制部が軸方向へ移動可能に挿通されている。

第６の発明では、押圧部の押圧方向に対して直交する全ての方向において、ヒーター保持部の変位を抑制できる。

第７の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明に従属し、押圧部は、支持部の長手方向に間隔を隔てて設けられた複数のコイルばねを有しており、複数のコイルばねのそれぞれが支持部とヒーター保持部との間で圧縮されている。

第７の発明では、押圧部が複数のコイルばねを有しているので、コイルばねの数やばね荷重を適宜選択することで、定着フィルムに対するヒーターの接触状態を細かく調整することができる。

第８の発明は、第７の発明に従属し、支持部は、複数のコイルばねから受ける押圧力でヒーター保持部から離間する方向へ膨らむように撓む強度で構成されており、支持部が撓んでいない状態を想定したとき、複数のコイルばねのうち支持部の長手方向中央部に設けられたコイルばねの設計上のばね荷重は、複数のコイルばねのうち支持部の長手方向端部に設けられたコイルばねの設計上のばね荷重よりも大きく定められている。

支持部を小型化すると、その強度が低下して支持部が撓むことがある。第８の発明では、支持部が撓んだ状態において、複数のコイルばねのそれぞれからヒーター保持部に作用する実際のばね荷重（押圧力）をほぼ均等にすることができる。したがって、支持部を撓む程度に小型化した場合でも、定着フィルムにヒーターを押し当てる力をヒーターの長手方向全長に亘ってほぼ均等にすることができ、定着フィルムをむらなく加熱することができる。

第９の発明は、第１ないし第８のいずれかの定着装置を備える、画像形成装置である。

第９の発明では、上記の定着装置のいずれかを備えるので、ヒーターで定着フィルムをむらなく十分に加熱することができ、トナー像の加熱不足による印刷不良の発生を抑制できる。また、変位抑制部を簡単に構成することができ、製造コストを抑制できる。

この発明によれば、定着フィルムをヒーターで十分に加熱することが可能であり、トナー像の加熱不足による印刷不良の発生を抑制できる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の第１実施例に係る画像形成装置の構成を模式的に示す正面図である。 この発明の第１実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成を示す横断面図である。 この発明の第１実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置の要部の構成を示す拡大横断面図である。 この発明の第１実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成を示す縦断面図である。 図２および図４に示した定着装置に用いられるヒーターの構成を示す展開図である。 この発明の第２実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成を示す横断面図である。 この発明の第２実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施例に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
［第１実施例］
図１は、この発明の第１実施例に係る画像形成装置１０の構成を模式的に示す正面図である。図１に示す画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータなどの外部装置（図示省略）から入力された画像情報に基づいて、記録媒体の表面に画像を形成するカラープリンタである。なお、記録媒体としては、用紙やオーバーヘッドプロジェクタ用シートなどを使用できるが、以下では、用紙Ｐを使用した場合について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、本体部１２と、用紙Ｐを収容する用紙収容部１４と、用紙Ｐを搬送する用紙搬送部１６と、用紙Ｐに画像を形成する電子写真プロセス部１８と、制御部２０とを備えている。

制御部２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random access memory）などを有しており、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて各種の制御動作を実行する。

図１に示すように、本体部１２は、用紙収容部１４、用紙搬送部１６、電子写真プロセス部１８および制御部２０を収容する箱状の部材である。本体部１２の内部には、用紙搬送部１６で搬送される用紙Ｐが通過する搬送経路Ｑが上下方向に延びて設けられている。

本体部１２の上部には、用紙Ｐを外部に排出するための用紙排出口２２が設けられており、本体部１２の上面には、用紙排出口２２から排出された用紙Ｐを受ける排紙トレイ２４が設けられている。なお、図１では、用紙Ｐの排出方向を矢印で示している。

図１に示すように、用紙収容部１４は、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２６と、給紙トレイ２６に収容された用紙Ｐを１枚ずつ取り出して搬送経路Ｑに供給するピックアップローラ２８とを有している。

図１に示すように、用紙搬送部１６は、一対の第１搬送ローラ３０，３０と、一対のレジストローラ３２，３２と、一対の第２搬送ローラ３４，３４とを有している。

第１搬送ローラ３０，３０および第２搬送ローラ３４，３４は、給紙トレイ２６から搬送経路Ｑに供給された用紙Ｐを排紙トレイ２４に向けて搬送するものである。レジストローラ３２，３２は、第１搬送ローラ３０，３０によって搬送されてきた用紙Ｐの先端部を一時的に保持し、この用紙Ｐを画像形成のための所定のタイミングで、電子写真プロセス部１８の転写領域Ｒに供給するものである。これらの各ローラは、モータなどの回転駆動源（図示省略）によって回転されるように構成されている。

図１に示すように、電子写真プロセス部１８は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応する４つの現像ユニット３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋと、４つのトナーカートリッジ４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと、二次転写部４２と、定着装置４４とを有している。

現像ユニット３８Ｙは、像担持体としての感光体ドラム４６と、帯電部４８と、露光部５０と、現像部５２と、一次転写部５４と、クリーニング部５６とを有している。

感光体ドラム４６は、導電性基体の表面に感光層を形成したものであり、モータなどの回転駆動源（図示省略）によってその軸まわりに回転されるように構成されている。

帯電部４８は、感光体ドラム４６の表面を所定の極性および電位に帯電させるものであり、本実施例の帯電部４８は、ローラ型の帯電装置で構成されている。露光部５０は、感光体ドラム４６の表面に光を照射するものであり、本実施例の露光部５０は、レーザ光を出射するレーザ光出射装置で構成されている。帯電部４８によって帯電された感光体ドラム４６の表面に露光部５０からレーザ光が照射されると、感光体ドラム４６の表面には、画像情報に対応する静電潜像が形成される。

現像部５２は、感光体ドラム４６の表面に形成された静電潜像に帯電したトナーを供給してトナー像を形成するものである。一次転写部５４は、感光体ドラム４６の表面に形成されたトナー像を転写ベルト５８の表面に転写するものであり、本実施例の一次転写部５４は、ローラ型の転写装置で構成されている。クリーニング部５６は、一次転写部５４による転写工程を経た後に、感光体ドラム４６の表面に残留するトナーを除去するものである。

他の現像ユニット３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋは、現像ユニット３８Ｙと同様に構成されているため、それらの説明は省略する。トナーカートリッジ４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋのそれぞれは、現像ユニット３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋのそれぞれにトナーを供給するものであり、本体部１２の内部に着脱自在に装着されている。

二次転写部４２は、転写ベルト５８とローラ型の転写装置６０とを有している。転写ベルト５８は、環状の無端ベルトであり、ベルト搬送ローラ６２によって搬送されるように構成されている。現像ユニット３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋの各感光体ドラム４６から転写ベルト５８の表面に転写されたトナー像は、転写ベルト５８と転写装置６０との間の転写領域Ｒに搬送され、転写装置６０によって用紙Ｐの表面に転写される。

図２は、画像形成装置１０に用いられる定着装置４４の構成を示す横断面図であり、図３は、定着装置４４の要部の構成を示す拡大横断面図である。図４は、定着装置４４の構成を示す縦断面図である。図２に示す定着装置４４は、用紙Ｐに転写された未定着のトナー像Ｔを加熱しながら加圧して用紙Ｐに定着させるものであり、ヒーターユニット６６と、加圧ローラ６８と、これらを画像形成装置１０の内部で支持するフレーム７０とを有している。

図２に示すように、ヒーターユニット６６は、支持部７２と、支持部７２の周囲に回転可能に設けられた円筒状の定着フィルム７４と、定着フィルム７４を加熱するヒーター７６と、ヒーター保持部７８と、２つの給電部８０ａ，８０ｂと、２つのガイド部８２ａ，８２ｂと、複数の締結部８４とを有している。また、ヒーターユニット６６は、押圧部８６と、定着パッド８８と、定着パッド保持部９０と、２つの変位抑制部９２ａ，９２ｂとを有している。

本実施例では、定着フィルム７４の回転軌道Ｓが円形の断面を有する筒状に構成されており、押圧部８６がヒーター保持部７８を回転軌道Ｓの直径方向に押圧することによって、ヒーター７６が定着フィルム７４の内周面に押し当てられる。したがって、以下の説明で用いる「押圧部８６の押圧方向」は、回転軌道Ｓの直径方向と一致する。

図２に示す支持部７２は、ヒーターユニット６６の各部品を支持するものであり、アルミニウムおよびステンレスなどの金属板を曲げ加工することによって、ヒーター保持部７８側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されている。図４に示すように、支持部７２の長手方向両端部７２ａ，７２ｂは、フレーム７０に固定されている。

図２に示すように、押圧部８６の押圧方向における支持部７２の長さは、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部７２の長手方向に対して直交する方向における支持部７２の長さよりも長く定められている。つまり、支持部７２のＵ字状の断面において、互いに対向する２つの第１壁部９４ａ，９４ｂのそれぞれの長さは、これらを連結する連結部９６の長さよりも長く定められている。これにより、押圧部８６の押圧方向における支持部７２の強度が高められている。

図２に示す定着フィルム７４は、ヒーター７６で発生した熱をトナー像Ｔが形成された用紙Ｐに伝達する円筒状の耐熱性フィルムであり、支持部７２の周囲に回転可能に設けられている。定着フィルム７４の種類は、特に限定されるものではないが、本実施例では、ポリイミドフィルムからなる基材の表面（外周面）に離型層を設けたものが用いられている。

図５は、ヒーター７６の構成を示す展開図である。図５に示すように、ヒーター７６は、アルミニウムおよびステンレスなどの金属からなる板状の基材９８と、基材９８における回転軌道Ｓ（図２）の内側に位置する面に設けられた面状発熱体１００とを有している。本実施例の面状発熱体１００は、曲面加工が可能な可撓性を有するフィルムヒーターであり、基材９８の表面に設けられた第１絶縁層１０２と、第１絶縁層１０２の表面に設けられた複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇと、複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇを覆うように設けられた複数の第２絶縁層１０６ａ〜１０６ｇとを有している。複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれは、電圧が印加されることによって発熱する発熱抵抗体である。

図５に示すように、基材９８は、定着フィルム７４（図２）の軸方向に延びる長方形に形成されており、複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれは、基材９８の長手方向に並べて設けられている。基材９８の短手方向における発熱層１０４ａ〜１０４ｇの一方端部には、第１通電部１０８ａ〜１０８ｇが設けられており、基材９８の短手方向における発熱層１０４ａ〜１０４ｇの他方端部には、第２通電部１１０ａ〜１１０ｇが設けられている。また、第２絶縁層１０６ａ〜１０６ｇの表面には、サーミスタなどの温度検知部１１２ａ〜１１２ｇが設けられている。

図５に示す第１通電部１０８ａ〜１０８ｇ、第２通電部１１０ａ〜１１０ｇおよび温度検知部１１２ａ〜１１２ｇのそれぞれは、図示しない温度制御装置を介して図１に示す制御部２０に電気的に接続されている。制御部２０は、温度検知部１１２ａ〜１１２ｇが検知した温度情報を取得し、当該温度情報に基づいて温度制御装置を制御して、複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれに電力を供給したり電力の供給を停止したりする。つまり、制御部２０は、複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれの温度（出力）を個別に制御する。

図２に示すように、ヒーター７６の短手方向の両端部は、図５中の一点鎖線で示す折り線Ｌ１，Ｌ２に沿って折り曲げられており、この両端部がヒーター保持部７８に固定される固定部１１４ａ，１１４ｂとなっている。図２に示すように、固定部１１４ａ，１１４ｂをヒーター保持部７８に固定した状態において、ヒーター７６の短手方向の中央部１１４ｃは、定着フィルム７４の回転軌道Ｓに沿うように円弧状に湾曲される。

図２に示すヒーター保持部７８は、ヒーター７６を保持する部分であり、本体部１１６と、本体部１１６の外面を覆うように設けられた断熱部１１８とを有している。本体部１１６は、アルミニウムおよびステンレスなどの金属板をＵ字状に曲げ加工することによって、支持部７２側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されている。図３に示すように、本体部１１６の互いに対向する２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂのそれぞれには、複数のネジ孔１２４が長さ方向に間隔を隔てて設けられている。

図２に示すように、押圧部８６の押圧方向における本体部１１６の長さは、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、本体部１１６の長手方向に対して直交する方向における本体部１１６の長さよりも長く定められている。つまり、本体部１１６のＵ字状の断面において、互いに対向する２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂのそれぞれの長さは、これらを連結する連結部１２２の長さよりも長く定められている。これにより、押圧部８６の押圧方向における本体部１１６（ヒーター保持部７８）の強度が高められている。

図２に示すように、本体部１１６の２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂの内側面間の距離は、支持部７２の２つの第１壁部９４ａ，９４ｂの外側面間の距離よりも長く定められており、２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂの間に２つの第１壁部９４ａ，９４ｂが配置されている。

図２に示す断熱部１１８は、ヒーター７６で発生した熱が本体部１１６に伝わることを阻止するものであり、合成樹脂などの断熱性材料によってＵ字状の断面を有する棒状に形成されている。断熱部１１８の互いに対向する２つの壁部１２６ａ，１２６ｂは、本体部１１６の２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂの外面に配置されている。図３に示すように、断熱部１１８の２つの壁部１２６ａ，１２６ｂのそれぞれには、本体部１１６に設けられた複数のネジ孔１２４に連通する複数の貫通孔１２８が長さ方向に間隔を隔てて設けられている。

図２に示す一方の給電部８０ａは、図５に示す複数の第１通電部１０８ａ〜１０８ｇのそれぞれに個別に接続される複数（本実施例では７つ）の導電層（図示省略）を有している。図２に示す他方の給電部８０ｂは、図５に示す複数の第２通電部１１０ａ〜１１０ｇのそれぞれに個別に接続される複数（本実施例では７つ）の導電層（図示省略）を有している。２つの給電部８０ａ，８０ｂのそれぞれの各導電層は、電線（図示省略）を介して電源制御回路（図示省略）に接続されている。画像形成装置１０の駆動時には、電源制御回路からの電圧が各給電部８０ａ，８０ｂの各導電層、第１通電部１０８ａ〜１０８ｇおよび第２通電部１１０ａ〜１１０ｇを介して、発熱層１０４ａ〜１０４ｇに印加される。なお、電源制御回路には、商用電源からの交流電圧が整流および降圧されて与えられる。

図３に示すように、２つの給電部８０ａ，８０ｂのそれぞれには、断熱部１１８に設けられた複数の貫通孔１２８に連通する複数の貫通孔１３０が設けられている。そして、一方の給電部８０ａが、断熱部１１８の一方の壁部１２６ａの外面に配置されており、他方の給電部８０ｂが、断熱部１１８の他方の壁部１２６ｂの外面に配置されている。

図２に示す一方のガイド部８２ａは、回転軌道Ｓにおけるヒーター７６よりも上流側において定着フィルム７４を案内するとともに、ヒーター保持部７８との間で給電部８０ａおよびヒーター７６の固定部１１４ａを挟持するものであり、耐熱性樹脂によってヒーター７６の長さ方向に延びる棒状に形成されている。

図３に示すように、一方のガイド部８２ａは、回転軌道Ｓに沿って配置される円弧状のガイド面１３２を有しており、このガイド面１３２によって定着フィルム７４が案内される。また、一方のガイド部８２ａには、給電部８０ａに設けられた複数の貫通孔１３０に連通する複数の貫通孔１３４と、複数の貫通孔１３４のそれぞれに挿通された締結部８４の頭部８４ａを収容する頭部収容部１３６と、ヒーター７６の固定部１１４ａを収容する固定部収容部１３８とが設けられている。

図２に示す他方のガイド部８２ｂは、回転軌道Ｓにおけるヒーター７６よりも下流側において定着フィルム７４を案内するとともに、ヒーター保持部７８との間で給電部８０ｂおよびヒーター７６の固定部１１４ｂを挟持するものであり、耐熱性樹脂によってヒーター７６の長さ方向に延びる棒状に形成されている。他方のガイド部８２ｂは、一方のガイド部８２ａとほぼ対象に構成されているので、その重複する説明は省略する。

図２に示す複数の締結部８４のそれぞれは、ヒーター保持部７８の本体部１１６に対して、ヒーター保持部７８の断熱部１１８を固定するとともに、ヒーター保持部７８に対して、給電部８０ａ，８０ｂ、ヒーター７６およびガイド部８２ａ，８２ｂを固定するものである。本実施例の締結部８４は絶縁ボルトである。図３に示すように、締結部８４は、ガイド部８２ａ，８２ｂの貫通孔１３４、給電部８０ａ，８０ｂの貫通孔１３０および断熱部１１８の貫通孔１２８に挿通されて、本体部１１６のネジ孔１２４に螺合されている。

図２に示すように、ヒーター７６および２つのガイド部８２ａ，８２ｂをヒーター保持部７８に固定した状態において、ヒーター７６および２つのガイド部８２ａ，８２ｂのそれぞれの外周面のうち定着フィルム７４に接触する接触面Ｗは、定着フィルム７４の回転軌道Ｓに沿うように、連続した円弧状に構成されている。そして、定着フィルム７４の内面の周長をＬｂとし、接触面Ｗの円弧の長さをＬｃとしたとき、Ｌｃ＞０．６×Ｌｂの関係が満たされている。したがって、定着フィルム７４に張力を付与した場合でも、定着フィルム７４の断面形状をほぼ真円に維持することが可能であり、定着フィルム７４の駆動負荷（回転負荷）を低く抑えることができる。

図２に示す押圧部８６は、ヒーター保持部７８を押圧することによって、ヒーター７６を定着フィルム７４の内周面に密接させる部分であり、支持部７２の２つの第１壁部９４ａ，９４ｂの間であって、かつ、支持部７２とヒーター保持部７８との間に配置されている。図４に示すように、押圧部８６は、支持部７２の長手方向に間隔を隔てて設けられた複数（本実施例では８つ）のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈを有しており、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれが支持部７２とヒーター保持部７８との間で圧縮されている。本実施例では、支持部７２が撓まない程度の高い強度で構成されており、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれは、ヒーター保持部７８に作用するばね荷重が一定となるように、線径、コイル径、捲数、ピッチおよび材質などの各種条件が同じに設計されている。

図２に示す定着パッド８８は、加圧ローラ６８と協働してニップ部Ｎを構成するものであり、シリコーンゴム、フッ素ゴム、耐熱性樹脂などの耐熱性を有する材料によって形成されている。定着パッド保持部９０は、定着パッド８８を保持するものであり、支持部７２の連結部９６に接合されている。図２に示すように、定着パッド８８は、定着パッド保持部９０を介して支持部７２に設けられており、定着フィルム７４の回転軌道Ｓの一部に沿って配置されている。

図２に示す２つの変位抑制部９２ａ，９２ｂのそれぞれは、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部７２の長手方向に対して直交する方向（用紙搬送方向）において、ヒーター保持部７８の変位を抑制するものであり、ヒーター保持部７８の変位方向の前方からヒーター保持部７８に対向するように支持部７２に設けられている。

ヒーター保持部７８の変位方向は、定着フィルム７４の回転方向と一致する。つまり、図４に示すように、ヒーター保持部７８は、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれの端部で支持されている。また、図２に示すように、ヒーター保持部７８で保持されたヒーター７６およびガイド部８２ａ，８２ｂは、定着フィルム７４の内周面に接触している。したがって、定着フィルム７４が回転すると、定着フィルム７４の回転力がヒーター７６およびガイド部８２ａ，８２ｂに作用し、ヒーター保持部７８は、ヒーター７６およびガイド部８２ａ，８２ｂと共に定着フィルム７４の回転方向に変位する。

図２に示すように、本実施例では、支持部７２の２つの第１壁部９４ａ，９４ｂがヒーター保持部７８の２つの第２壁部１２０ａ，１２０ｂの間に配置されており、一方の第１壁部９４ａで一方の変位抑制部９２ａが構成されており、他方の第１壁部９４ｂで他方の変位抑制部９２ｂが構成されている。つまり、加圧ローラ６８から回転力を受けて定着フィルム７４が正方向（図２における反時計回り）に回転されるときには、一方の第１壁部９４ａが、ヒーター保持部７８の変位方向の前方からヒーター保持部７８に対向し、ヒーター保持部７８が一方の第１壁部９４ａに当接して、ヒーター保持部７８の用紙搬送方向の変位が抑制される。定着フィルム７４が逆方向（図２における時計回り）に回転されるときには、他方の第１壁部９４ｂが、ヒーター保持部７８の変位方向の前方からヒーター保持部７８に対向し、ヒーター保持部７８が他方の第１壁部９４ｂに当接して、ヒーター保持部７８の用紙搬送方向の変位が抑制される。なお、ヒーター保持部７８は、押圧部８６の押圧方向においては、変位抑制部９２ａ，９２ｂによって変位が抑制されることは無いが、押圧部８６の押圧力（付勢力）によって大きく変位することはない。

図２に示す加圧ローラ６８は、トナー像Ｔが形成された用紙Ｐを加圧するとともに、定着フィルム７４に回転力を付与するものである。本実施例の加圧ローラ６８は、アルミニウムおよびステンレスなどの金属からなる円筒状（または円柱状）の芯材１４２と、芯材１４２の表面に形成されたシリコーンゴムなどからなる弾性層１４４と、弾性層１４４の表面に形成されたフッ素系樹脂などからなる表層１４６とを有している。

図４に示すように、加圧ローラ６８の長手方向両端部６８ａ，６８ｂは、軸受け部１４８ａ，１４８ｂを介してフレーム７０に取り付けられている。軸受け部１４８ａ，１４８ｂは、コイルばね１５０ａ，１５０ｂによってヒーターユニット６６側に付勢されている。したがって、図２に示すように、加圧ローラ６８は、定着フィルム７４を介して定着パッド８８に押し当てられており、加圧ローラ６８と定着パッド８８とが協働してニップ部Ｎが構成されている。また、図４に示すように、加圧ローラ６８の長手方向一方端部６８ｂには、モータなどの回転駆動源（図示省略）の回転力を加圧ローラ６８に伝達するためのギア１５２が設けられている。

図１に示す画像形成装置１０において、定着装置４４のフレーム７０は、本体部１２の内部に取り付けられている。これにより、ヒーターユニット６６を構成する支持部７２の長手方向両端部７２ａ，７２ｂ（図４）は、画像形成装置１０の内部で固定されている。

図１に示す画像形成装置１０を用いて用紙Ｐの表面に画像を印刷する際には、パーソナルコンピュータなどの外部装置（図示省略）から画像形成装置１０に対して画像情報が入力される。すると、まず、４つの現像ユニット３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋのそれぞれにおいて、感光体ドラム４６の表面にトナー像が形成される。続いて、これらの各トナー像が所定のタイミングで転写ベルト５８の表面に転写され、転写ベルト５８の表面で所望のトナー像Ｔが完成される。そして、このトナー像Ｔが、転写領域Ｒにおいて用紙Ｐの表面に転写され、その後、定着装置４４に与えられて定着される。

このような画像形成プロセスにおいて、図２に示す定着装置４４の定着フィルム７４は、加圧ローラ６８から回転力を受けて、円形の回転軌道Ｓに沿って正方向（図２における反時計回り）に回転される。このとき、ヒーター７６および２つのガイド部８２ａ，８２ｂには、定着フィルム７４の正方向の回転力が作用するが、ヒーター保持部７８は、一方の変位抑制部９２ａに当接するため、大きく変位することはない。

また、定着装置４４のメンテナンス作業などにおいて、定着フィルム７４は、逆方向（図２における時計回り）に回転されることがある。このとき、ヒーター７６および２つのガイド部８２ａ，８２ｂには、定着フィルム７４の逆方向の回転力が作用するが、ヒーター保持部７８は、他方の変位抑制部９２ｂに当接するため、大きく変位することはない。

第１実施例に係る画像形成装置１０および定着装置４４によれば、上記構成により、以下の各効果を奏することができる。すなわち、図２に示すように、定着フィルム７４を加熱するヒーター７６がヒーター保持部７８で保持されており、ヒーター保持部７８が押圧部８６で押圧されることによって、ヒーター７６が定着フィルム７４の内周面に密接される。また、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部７２の長手方向に対して直交する方向においては、ヒーター保持部７８の変位が変位抑制部９２ａ，９２ｂで抑制されるので、定着フィルム７４の回転軌道Ｓにおけるヒーター７６の位置が安定する。したがって、ヒーター７６で定着フィルム７４をむらなく十分に加熱することができ、トナー像の加熱不足による印刷不良の発生を抑制できる。

図２に示すように、２つの変位抑制部９２ａ，９２ｂは、支持部７２の２つの第１壁部９４ａ，９４ｂで構成されているので、変位抑制部９２ａ，９２ｂを特別に設ける必要がなく、製造コストを抑制できる。

図２に示すように、定着フィルム７４を案内するガイド部８２ａ，８２ｂがヒーター保持部７８に設けられているので、ヒーター７６とガイド部８２ａ，８２ｂとの位置関係を一定に保持することが可能であり、定着フィルム７４の回転動作を安定させることができる。

図２に示すように、支持部７２がヒーター保持部７８側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されているので、支持部７２の大型化を招くことなく、支持部７２に必要な強度を確保できるとともに、押圧部８６の配置スペースを確保できる。また、ヒーター保持部７８の本体部１１６が支持部７２側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されているので、本体部１１６の大型化を招くことなく、本体部１１６（ヒーター保持部７８）に必要な強度を確保できる。

図２に示すように、押圧部８６の押圧方向における支持部７２の長さは、押圧部８６の押圧方向に対して直交し、かつ、支持部７２の長手方向に対して直交する方向における支持部７２の長さよりも長く定められている。したがって、支持部７２の大型化を招くことなく、加圧ローラ６８および押圧部８６から受ける力に対する支持部７２の強度を高めることができる。或いは、支持部７２の強度低下を招くことなく、支持部７２を小型化できる。

図４に示すように、押圧部８６は、支持部７２の長手方向に間隔を隔てて設けられた複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈを有しており、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれが支持部７２とヒーター保持部７８との間で圧縮されている。したがって、コイルばねの数やばね荷重を適宜選択することで、定着フィルム７４に対するヒーター７６の接触状態を細かく調整することができる。

図５に示すように、ヒーター７６の複数の発熱層１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれが基材９８の長手方向に並べて設けられており、用紙Ｐのサイズに応じて、発熱させる発熱層１０４ａ〜１０４ｇを選択することができるので、ニップ部Ｎ（図２）に小サイズ紙などを連続的に通紙する場合でも、非通紙部の異常昇温を抑制できる。

なお、上記実施例では、支持部７２が撓まない程度の高い強度で構成されているが、支持部７２は、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈから受ける押圧力でヒーター保持部７８から離間する方向へ膨らむように撓む強度で構成されてもよい。この場合、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのうち支持部７２の長手方向中央部に設けられたコイルばね１４０ｄ，１４０ｅの設計上のばね荷重は、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのうち支持部の長手方向端部に設けられたコイルばね１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｇ，１４０ｈの設計上のばね荷重よりも大きく定められてもよい。なお、「設計上のばね荷重」とは、支持部７２が撓んでいない状態を想定したときのばね荷重を意味する。

この構成では、支持部７２が撓んだ状態において、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれからヒーター保持部７８に作用する実際のばね荷重（押圧力）をほぼ均等にすることができる。したがって、支持部７２を撓む程度に小型化した場合でも、定着フィルム７４にヒーター７６を押し当てる力をヒーター７６の長手方向全長に亘ってほぼ均等にすることができ、定着フィルム７４をむらなく加熱することができる。

また、上記実施例では、定着フィルム７４の正方向（図２における反時計回り）および逆方向（図２における時計回り）の両方向の回転に対応する２つの変位抑制部９２ａ，９２ｂが支持部７２に設けられているが、定着フィルム７４の正方向の回転に対応する一方の変位抑制部９２ａだけが支持部７２に設けられてもよい。この場合でも、定着フィルム７４が正方向に回転されるときに、ヒーター保持部７８の変位を変位抑制部９２ａで抑制できるので、定着フィルム７４の回転軌道Ｓにおけるヒーター７６の位置を安定させることが可能であり、ヒーター７６で定着フィルム７４をむらなく加熱することができる。
［第２実施例］
図６は、この発明の第２実施例に係る画像形成装置に用いられる定着装置１５８の構成を示す横断面図であり、図７は、定着装置１５８の構成を示す縦断面図である。図２に示す第１実施例に係る定着装置４４では、ヒーターユニット６６の２つの変位抑制部９２ａ，９２ｂが支持部７２の２つの第１壁部９４ａ，９４ｂで構成されているが、例えば、図６に示す第２実施例に係る定着装置１５８のように、ヒーターユニット１６０の変位抑制部１６２は、支持部１６４の各構成部分から独立して設けられてもよい。

図７に示すように、変位抑制部１６２は、押圧部８６の押圧方向に延びる複数の棒状部材１６６ａ〜１６６ｈを有している。複数の棒状部材１６６ａ〜１６６ｈ（図６では符合「１６６」を付している。）のそれぞれは、支持部１６４の長手方向に間隔を隔てて、支持部１６４の一方面１６４ａに設けられており、複数の棒状部材１６６ａ〜１６６ｈのそれぞれの周囲に、複数のコイルばね１４０ａ〜１４０ｈのそれぞれが配置されている。ヒーターユニット１６０のヒーター保持部１６８には、ヒーター保持部１６８を押圧部８６の押圧方向に貫通する複数の貫通孔１７０ａ〜１７０ｈ（図６では符合「１７０」を付している。）が複数の棒状部材１６６ａ〜１６６ｈに対応して設けられている。そして、複数の棒状部材１６６ａ〜１６６ｈのそれぞれが、対応する貫通孔１７０ａ〜１７０ｈに軸方向へ移動可能に挿通されている。

この定着装置１５８によれば、押圧部８６の押圧方向に対して直交する全ての方向において、ヒーター保持部１６８の変位を変位抑制部１６２で抑制できる。

なお、上記の各実施例では、画像形成装置がプリンタとして構成されているが、本発明の画像形成装置は、複写機やファクシミリとして構成されてもよいし、プリンタ、複写機およびファクシミリのうち２つ以上の機能を有する複合機として構成されてもよい。

１０ …画像形成装置
４４ …定着装置
６８ …加圧ローラ
７２ …支持部
７４ …定着フィルム
７６ …ヒーター
７８ …ヒーター保持部
８６ …押圧部
８８ …定着パッド
９２ａ，９２ｂ …変位抑制部

Claims (9)

1. 画像形成装置の内部でその長手方向両端部が固定される棒状の支持部と、
   前記支持部の周囲に回転可能に設けられた筒状の定着フィルムと、
   前記定着フィルムの回転軌道の一部に沿って配置され、前記定着フィルムを加熱するヒーターと、
   前記支持部に対して平行に設けられ、前記ヒーターを保持する棒状のヒーター保持部と、
   前記支持部と前記ヒーター保持部との間に配置され、前記ヒーター保持部を押圧して前記ヒーターを前記定着フィルムの内周面に密接させる押圧部と、
   前記支持部に設けられ、前記定着フィルムの回転軌道の他の一部に沿って配置された定着パッドと、
   前記定着フィルムを挟んだ前記定着パッドの反対側において前記定着フィルムの外周面に押し当てられ、前記定着パッドと協働してニップ部を構成する加圧ローラと、
   前記押圧部の押圧方向に対して直交し、かつ、前記支持部の長手方向に対して直交する方向において、前記ヒーター保持部の変位を抑制する変位抑制部とを備えており、
   前記変位抑制部は、前記ヒーター保持部の変位方向の前方から前記ヒーター保持部に対向するように前記支持部に設けられている、定着装置。
2. 前記ヒーター保持部に設けられて、前記定着フィルムの回転軌道の一部に沿って配置され、前記定着フィルムを案内するガイド部を備える、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記支持部は、前記ヒーター保持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状に形成されており、
   前記押圧部は、前記支持部の互いに対向する２つの第１壁部の間に配置されており、
   前記ヒーター保持部の変位方向は、前記加圧ローラから受ける回転力で回転される前記定着フィルムの回転方向と一致しており、
   前記変位抑制部は、２つの前記第１壁部の一方で構成されている、請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記押圧部の押圧方向における前記支持部の長さは、前記押圧部の押圧方向に対して直交し、かつ、前記支持部の長手方向に対して直交する方向における前記支持部の長さよりも長く定められている、請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ヒーター保持部は、前記支持部側に向けて開かれたＵ字状の断面を有する棒状の本体部を有しており、
   前記本体部の互いに対向する２つの第２壁部の間に２つの前記第１壁部が配置されている、請求項３または４に記載の定着装置。
6. 前記ヒーター保持部には、前記ヒーター保持部を前記押圧部の押圧方向に貫通する貫通孔が設けられており、
   前記変位抑制部は、前記押圧部の押圧方向に延びる複数の棒状部材を有しており、
   前記貫通孔に前記変位抑制部が軸方向へ移動可能に挿通されている、請求項１または２に記載の定着装置。
7. 前記押圧部は、前記支持部の長手方向に間隔を隔てて設けられた複数のコイルばねを有しており、
   前記複数のコイルばねのそれぞれが前記支持部と前記ヒーター保持部との間で圧縮されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記支持部は、前記複数のコイルばねから受ける押圧力で前記ヒーター保持部から離間する方向へ膨らむように撓む強度で構成されており、
   前記支持部が撓んでいない状態を想定したとき、前記複数のコイルばねのうち前記支持部の長手方向中央部に設けられたコイルばねの設計上のばね荷重は、前記複数のコイルばねのうち前記支持部の長手方向端部に設けられたコイルばねの設計上のばね荷重よりも大きく定められている、請求項７に記載の定着装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置を備える、画像形成装置。

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