JP2023049702A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期間に亘って安定した定着性能を得る。【解決手段】定着装置は、ニップ部で第1の回転体と第2の回転体の間に記録材を挟持して搬送しながら、ヒータによって加熱された第1の回転体により記録材上の画像を加熱して定着させる。ヒータを保持するホルダ部材は、ニップ部における前記ヒータの長手方向及び短手方向の双方に垂直な厚み方向における第2の回転体の側に設けられ、ヒータを支持する第1の面と、厚み方向における第1の面の反対側に設けられ、短手方向における第1の面の上流側と下流側で支持部材に支持される第2の面と、第2の面に凸設され、短手方向に関して少なくとも第1の面が設けられた範囲に亘って短手方向に延びたリブ部と、を有する。【選択図】図7
Description
本発明は、記録材に画像を定着させる定着装置及び記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
電子写真方式等の画像形成装置は、記録材上に転写されたトナー画像を加熱して定着させる熱定着式の定着装置を備えている。特許文献1には、セラミック製の基板上に抵抗発熱体が形成されたヒータと、ヒータを保持するホルダ部材と、ヒータに外嵌された筒状のフィルムと、フィルムを挟んでヒータと圧接される加圧ローラと、を有するフィルム加熱方式の定着装置が記載されている。また、上記文献には、ホルダ部材に熱伝導率が低い粒子を分散させることで、効率よくフィルムを加熱することが記載されている。
しかしながら、定着装置を長期間に亘って使用した場合に、ホルダ部材が持続的に熱や荷重を受けることでクリープ変形する場合があった。例えば上記文献の構成でホルダ部材がクリープ変形すると、ホルダ部材の周りで回転するフィルムの回転軌道が変化し、フィルムとヒータの接触面積の減少によって定着性能が低下する等の影響が顕れる可能性がある。
そこで、本発明は、長期間に亘って安定した定着性能を得ることが可能な定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様は、第1の回転体と、細長いヒータと、前記ヒータを保持するホルダ部材と、を有し、前記第1の回転体の内部空間に配置されたニップ形成ユニットと、前記第1の回転体を挟んで前記ニップ形成ユニットと圧接され、前記ニップ形成ユニットとの間にニップ部を形成する第2の回転体と、前記第1の回転体の内部空間に配置され、前記ニップ形成ユニットを支持する支持部材と、を備え、前記ニップ部で前記第1の回転体と前記第2の回転体により記録材を挟持して搬送しながら、前記ヒータによって加熱された前記第1の回転体により前記記録材上の画像を加熱して定着させる定着装置であって、前記ホルダ部材は、前記ニップ部における前記ヒータの長手方向及び短手方向の双方に直交する厚み方向において、前記第2の回転体の側に設けられ、前記ヒータを支持する第1の面と、前記厚み方向における前記第1の面の反対側に設けられ、前記短手方向における前記第1の面の上流側と下流側で前記支持部材に支持される第2の面と、前記第2の面に凸設され、前記短手方向において、少なくとも前記第1の面が設けられた範囲に亘って前記短手方向に延びたリブ部と、を有することを特徴とする定着装置である。
本開示によれば、長期間に亘って安定した定着性能を得ることができる。
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(画像形成装置)
第1の実施形態(実施例1)に係る画像形成装置について、図1に示す概略図を用いて説明する。本実施例における画像形成装置50は、感光ドラム1上に形成したトナー画像を直接(即ち、中間転写体を介さずに)記録材P上に転写する直接転写方式の電子写真装置である。
第1の実施形態(実施例1)に係る画像形成装置について、図1に示す概略図を用いて説明する。本実施例における画像形成装置50は、感光ドラム1上に形成したトナー画像を直接(即ち、中間転写体を介さずに)記録材P上に転写する直接転写方式の電子写真装置である。
画像形成装置50は、画像形成手段として、感光ドラム1、帯電器2、露光装置3、現像器5、転写ローラ10、ドラムクリーナ16を含む電子写真ユニットを備えている。像担持体である感光ドラム1は、ドラム状(円筒状)に形成された電子写真感光体である。帯電器2、露光装置3、現像器5、転写ローラ10及びドラムクリーナ16は、感光ドラム1の周りに感光ドラム1の回転方向(矢印R1方向)に沿ってこの順に配置されている。
画像形成装置50に対して外部のコンピュータから画像形成要求が投入されると、感光ドラム1が矢印R1方向に回転駆動され、感光ドラム1の表面が帯電器2によって所定の極性(ここでは負極性)に帯電される。次に帯電された感光ドラム1の表面に露光装置3からレーザ光Lが照射され、感光ドラム1の表面上に静電潜像が形成される。現像器5は、本実施例の現像剤であるブラックトナーを収容し、負極性に帯電したブラックトナーを現像ローラによって感光ドラム1に供給する。これにより、感光ドラム1上の静電潜像領域にトナーが付着し、感光ドラム1の表面上にトナー画像が形成される。
画像形成装置50の下部には、記録材Pが積載される給送トレイが設けられている。記録材Pとしては、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート材、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート材等、サイズ及び材質の異なる多様なシート材を使用可能である。
給送トレイに積載された記録材Pは、給送ローラ4によって1枚ずつ給送され、搬送ローラ6を介して、記録材Pに対しトナー画像の転写が行われる転写部としての転写ニップNtrに搬送される。転写ニップNtrは、感光ドラム1と転写ローラ10との間のニップ部である。そして、転写ローラ10に、不図示の電源からトナーの正規帯電極性とは逆の極性である正極性の電圧が印加されることで、感光ドラム1上のトナー画像は、転写ニップNtrにおいて記録材P上に転写される。転写ニップNtrを通過した感光ドラム1の表面に付着している転写残トナー又は紙粉等の付着物は、弾性体ブレードを有するドラムクリーナ16によって除去される。
トナー画像を転写された記録材Pは、以下で説明する熱定着方式の定着装置100に搬送され、トナー画像の定着処理を受ける。定着装置100を通過した記録材Pは、排出ローラ対によって成果物として画像形成装置50の外部に排出される。
なお、本実施例では直接転写方式の画像形成装置を例示したが、記録材Pに形成したトナー画像を加熱して定着させる定着装置を備えたものであれば、他の方式の画像形成装置を用いてもよい。例えば、像担持体に形成したトナー画像を、中間転写ベルト等の中間転写体に一次転写した後に中間転写体から記録材にトナー画像を転写する中間転写方式の画像形成装置に以下で説明する定着装置を適用してもよい。また、複数色のトナーを用いて記録材にカラー画像を形成する画像形成装置に以下で説明する定着装置を適用してもよい。
(定着装置)
本実施例の定着装置100の概略について、図2(a、b)を用いて説明する。本実施例の定着装置100は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化に優れるフィルム加熱方式の定着装置である。図2(a)は定着装置100の長手方向中央部の断面図である。図2(b)は定着装置100の長手方向に沿った断面図であって、定着装置100の長手方向両端部のみを示している。
本実施例の定着装置100の概略について、図2(a、b)を用いて説明する。本実施例の定着装置100は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化に優れるフィルム加熱方式の定着装置である。図2(a)は定着装置100の長手方向中央部の断面図である。図2(b)は定着装置100の長手方向に沿った断面図であって、定着装置100の長手方向両端部のみを示している。
以下の説明において、定着装置100における部材の形状や位置関係等について、記録材搬送方向A、長手方向B及び垂直方向Cを用いて説明する。記録材搬送方向Aとは、定着装置100のニップ部である定着ニップNfにおける記録材Pの搬送方向である。長手方向Bは、定着ニップNfにおける記録材Pの幅方向(記録材搬送方向Aと垂直に交差する方向)である。長手方向Bは、画像形成時の主走査方向でもある。垂直方向Cは、記録材搬送方向A及び長手方向Bの双方と直交する方向である。
図2(a、b)に示すように、定着装置100は、定着フィルム112、ヒータ113、ヒータホルダ130、加圧ステイ119を含むフィルムユニット101(フィルムアセンブリ)と、フィルムユニット101に対向する加圧ローラ110と、を有する。定着フィルム112、ヒータ113、ヒータホルダ130、加圧ステイ119及び加圧ローラ110は、いずれも長手方向Bに細長く延びた部材である。つまり、定着装置100の長手方向Bは、定着フィルム112、ヒータ113、ヒータホルダ130、加圧ステイ119及び加圧ローラ110の長手方向でもある。また、記録材搬送方向Aは、ヒータ113の短手方向でもあり、垂直方向Cはヒータ113の厚み方向でもある。
ヒータホルダ130は本実施例のホルダ部材又は保持部材である。加圧ステイ119は、本実施例の支持部材又は補強部材である。加圧ローラ110は、本実施例の定着装置100における第2の回転体である。また、加圧ローラ110は、本実施例の加圧部材である。
定着フィルム112は、本実施例の定着装置100における第1の回転体である。定着フィルム112は、可撓性を有する筒状(無端状)のフィルム部材(ベルト部材)である。本実施例の定着フィルム112は、変形させていない円筒状の状態で外径が18mmであり、厚み方向には多層構成となっている。定着フィルム112の層構成としては、少なくともフィルムの強度を保つための基層と、表面への汚れ付着低減のための離型層を含む。
基層の材質は、ヒータ113の熱に耐える耐熱性を有し、かつ、ヒータ113と摺動するために十分な強度を有するものが好適である。基層の材質としては、ステンレス鋼やニッケルなどの金属や、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を好適に用いることができる。本実施例では、定着フィルム112の基層の材質として、ポリイミド樹脂に熱伝導率と強度を向上させるためカーボン系のフィラーを添加したものを用いた。基層の厚さは薄いほどヒータ113の熱を記録材P表面に伝達しやすいが強度が低下するため、15μm~100μm程度が好ましく、本実施例では60μmとした。
定着フィルム112の離型層の材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン樹脂(FEP)等のフッ素樹脂を好適に用いることができる。本実施例ではフッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れるPFAを用いた。離型層は、基層にチューブを被覆することで形成してもよく、基層の表面を塗料でコートすることで形成してもよい。本実施例では、薄肉成型に優れるコート法により離型層を形成した。離型層は薄いほどヒータ113の熱を定着フィルム112表面に伝達しやすいが、薄すぎると耐久性の確保が難しくなるため、5μm~30μm程度が好ましく、本実施例では10μmとした。また、本実施例では使用していないが、基層と離型層の間に弾性層を設けても良い。その場合、弾性層の材質としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどが用いられる。
定着フィルム112の内周側には、ヒータホルダ130が設けられている。ヒータホルダ130は、横断面(長手方向Bに垂直な平面における断面)で略半円弧状樋型である。つまり、ヒータホルダ130は、定着ニップNfに対向する面が垂直方向Cの加圧ローラ110側に向かって凸に湾曲しており、かつ、湾曲した面の記録材搬送方向A略中央部にヒータ113を保持するヒータ保持部(嵌合部)が設けられている。ヒータ保持部は、垂直方向Cの加圧ローラ110側に開口し、長手方向Bに細長い溝形状である。ヒータホルダ130は、耐熱性・剛性を満足するために耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されている。なお、本実施例においては、液晶ポリマー樹脂として、住友化学工業株式会社製のスミカスーパーE5204L(登録商標)を使用している。
ヒータホルダ130は、ヒータ113を支持するヒータ座面S1と、ヒータ座面S1に隣接する上流突出部131及び下流突出部132と、垂直方向C1においてヒータ座面S1とは反対側に設けられたステイ接触面S3と、を有する。ヒータ座面S1は、記録材搬送方向A及び長手方向Bの双方に垂直な垂直方向Cにおける加圧ローラ110の側に設けられたヒータホルダ130の第1の面である。ヒータ座面S1は、ヒータ113の垂直方向Cにおける加圧ローラ110とは反対側の面(即ち、摺動面S2とは反対側の面)を支持する。
上流突出部131は、記録材搬送方向Aにおけるヒータ座面S1の上流側に設けられ、ヒータ座面S1に比べて垂直方向Cにおける加圧ローラ110の側に突出している。下流突出部132は、記録材搬送方向Aにおけるヒータ座面S1の下流側に設けられ、ヒータ座面S1に比べて垂直方向Cにおける加圧ローラ110の側に突出している。ヒータ座面S1は、上流突出部131と下流突出部132の間に形成された溝形状(ヒータ保持部)の底部である。また、上流突出部131及び下流突出部132は、それぞれ記録材搬送方向Aにおけるヒータ113の摺動面S2の上流及び下流で定着フィルム112の内面と摺動する摺動面を有している。
更に、ヒータホルダ130は、記録材搬送方向Aにおいて定着ニップNfの上流側で定着フィルム112をガイドする上流ガイド126と、定着ニップNfの下流側で定着フィルム112をガイドする下流ガイド127を有する。つまり、ヒータホルダ130は、ヒータ113を保持すると共に、定着フィルム112の回転をガイドする役割を有する。
上流ガイド126及び下流ガイド127は、いずれも、ヒータホルダ130のステイ接触面S3に対して垂直方向Cに加圧ローラ110とは反対側に延びている。詳細には、図6に示すように、上流ガイド126及び下流ガイド127は、記録材搬送方向Aにおけるステイ接触面S3の端部から垂直方向Cに立ち上がる壁部124と、長手方向Bにおける壁部124の複数の位置に設けられたガイドリブ129と、を含む。ガイドリブ129の端面は、上述したように定着フィルム112が定着ニップNfで加圧されたときに形成される自然な形状(図2(a))に沿って湾曲している。上流ガイド126及び下流ガイド127は、ガイドリブ129の端面により、定着フィルム112の回転軌跡をガイドする。上流ガイド126は、定着ニップNfに向けて定着フィルム112の内面を案内する本実施例の第1ガイド部である。下流ガイド127は定着ニップNfを通過した定着フィルム112の内面を案内する本実施例の第2ガイド部である。
なお、壁部124から突出したガイドリブ129によって定着フィルム112をガイドする構成に代えて、壁部124自体を本実施例のガイドリブ129と同様の断面形状とし、壁部124の外面で定着フィルム112をガイドするようにしてもよい。この場合、ガイドリブ129は、壁部124の外面に連続し、壁部124の外面よりも定着フィルム112の回転方向上流又は下流で定着フィルム112をガイドするようにしてもよく、ガイドリブ129を省略してもよい。
ヒータ113及びヒータホルダ130は、定着フィルム112の内部空間に配置され、定着フィルム112を挟んで加圧ローラ110と圧接されることで定着ニップNfを形成するニップ形成ユニットとして機能する。なお、本実施例ではヒータ113が直接、定着フィルム112の内面と摺動する構成を説明するが、ヒータ113と定着フィルム112との間に摺動部材が介在する構成としてもよい。摺動部材としては、熱伝導性が高く、定着フィルム112の内面に対する摺動性が高いものが用いられ、例えば合金鉄やアルミのシート状部材を用いることができる。つまり、ニップ形成ユニットは、ヒータ113が摺動部材を介して間接的に定着フィルム112を加熱する構成であってもよい。
加圧ステイ119は、ヒータホルダ130の長手方向Bに沿って配設されている。加圧ステイ119は、ヒータホルダ130を長手方向均一に加圧するために、ステンレス等の剛性の高い板金に曲げ加工を施したもので構成される。加圧ステイ119は、長手方向Bに見て垂直方向Cにおける加圧ローラ110の側に開放されたコの字状(角ばったC字状)に形成されておいる。つまり、加圧ステイ119は、記録材搬送方向Aに延びる第1部分91と、記録材搬送方向Aにおける第1部分91の上流端及び下流端から垂直方向Cにヒータホルダ130に向かってそれぞれ延びる第2部分92及び第3部分93と、を有する。
加圧ステイ119の一方の端部119aは、ヒータ座面S1より記録材搬送方向Aの上流で、ヒータホルダ130のステイ接触面S3に当接している。加圧ステイ119の他方の端部119bは、ヒータ座面S1より記録材搬送方向Aの下流で、ヒータホルダ130のステイ接触面S3に当接している。つまり、加圧ステイ119は、第2部分92及び第3部分93の先端である端部119a,119bにおいてヒータホルダ130のステイ接触面S3(第2の面)に当接している。
加圧ステイ119は、端部119aにおいてステイ接触面S3を垂直方向Cの加圧ローラ110側に押圧することで、定着ニップNfにおけるニップ圧に抗して、ヒータホルダ130を支持する。即ち、加圧ステイ119は、ヒータ113及びヒータホルダ130を含むニップ形成ユニットを支持する支持部材として機能する。
本実施例の加圧ローラ110は外径20mmであり、直径14mmの鉄製の芯金117の外周に厚さ3.0mmの弾性層116が形成されている。弾性層116の材質としては、ソリッドゴムや、発泡ゴムが用いられる。発泡ゴムは、低熱容量で熱伝導率が低く、加圧ローラ110表面の熱が内部へ吸収され難いため、表面温度が上昇しやすく、定着装置100の立ち上がり時間を短縮できる利点がある。本実施例においては、シリコーンゴムを発泡させた発泡ゴムを弾性層116として使用した。弾性層116の上には、離型層として、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)からなる離型層118が形成されている。離型層118は、定着フィルム112の離型層同様、チューブを被覆させたものでも弾性層116の表面を塗料でコートしたものでも良い。本実施例では、耐久性に優れるチューブで弾性層116の外周面を被覆することで離型層118を形成した。離型層118の材質としては、PFAの他に、PTFE、FEP等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。加圧ローラ110の表面硬度は、低いほど軽圧で定着ニップNfの幅が得られるが、同時に耐久性を考慮して決定する。本実施例では、Asker-C硬度(4.9N荷重)で、50°のものを使用した。なお、加圧ローラ110に代えて、複数のローラに張架されたベルト部材を含むベルトユニットを加圧部材として用いてもよい。
本実施例のヒータ113は、セラミック製の基板上に抵抗発熱体を設けたものを用いている。具体的には、ヒータ113の基板としては、記録材搬送方向Aの幅6mm、垂直方向Cの厚さ1mmのアルミナを用いた。この基板表面に、Ag/Pd(銀パラジウム)の抵抗発熱体をスクリーン印刷により厚さ数μmで塗工し、その上に発熱体保護と摺動性向上のためガラス層を60μmの厚さで形成することで、ヒータ113を作成した。
定着装置100は、ヒータ113の基板又は定着フィルム112の温度を検知する後述の温度検知素子(感熱素子)の信号に応じて抵抗発熱体に流す電流を適切に制御することで、ヒータ113の温度を調整可能に構成される。ヒータ113は、ヒータホルダ130に設けられた溝部分に嵌入して固定支持してある。本実施例では、記録材搬送方向Aにおけるヒータ113の中心は加圧ローラ110の中心(回転軸線)に対して0.4mm上流に位置する。
図2(b)に示すように、加圧ステイ119は、定着装置100のフレーム133を構成する長手方向B両側の側板134を貫通して側板134の外側に延びた延長部119eを有する。加圧ステイ119の両側の延長部119eには、定着フランジ120がそれぞれ嵌着されている。フィルムユニット101は、定着フランジ120が側板134に支持されることで、ヒータ113を垂直方向Cに加圧ローラ110側に向けた姿勢で両側の側板134の間に装着される。各定着フランジ120には垂直方向Cに延びる縦溝部が設けられており、縦溝部を側板134に設けた縦ガイドスリットの縁部に係合させる。これにより、各定着フランジ120は側板134により垂直方向Cに移動可能に支持される。本実施例では、定着フランジ120の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。
加圧ローラ110の芯金117は、両側の側板134を貫通する軸部117aを有し、各軸部117aは側板134に係合された軸受部材135に保持されている。これにより、加圧ローラ110は、フレーム133により回転可能に支持される。
そして、定着フランジ120の加圧部120bと、フレーム133に対して固定されたバネ支持部121との間に加圧バネ122を縮設する。これにより、両側の定着フランジ120、加圧ステイ119、ヒータホルダ130を介して加圧バネ122の付勢力がヒータ113に伝わり、ヒータ113が定着フィルム112を挟んで加圧ローラ110に対して所定の押圧力で加圧される。
本実施例では、定着フィルム112と加圧ローラ110とが定着ニップNfで垂直方向Cに互いに押し合う押圧力が15kgfとなるように、加圧バネ122のバネ定数や圧縮量を設定している。定着ニップNfにおいては定着フィルム112がヒータ113と加圧ローラ110との間に挟まれてヒータ113の表側の扁平面である摺動面S2に倣って撓み、定着フィルム112の内面が摺動面S2に密着(面接触)した状態になる。なお、定着フランジ120のフィルム規制部120aは、定着フィルム112が定着ニップNfで加圧されたときに形成される自然な形状(図2(a)参照)に沿った形状としている。
加圧ローラ110の軸部117aに設けられた駆動ギア117g(図2(b))に不図示の駆動源から伝達されてきた駆動力が入力されると、加圧ローラ110が図2(a)の矢印R2方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ110の回転駆動に伴って定着ニップNfにおける加圧ローラ110と定着フィルム112との摩擦力で定着フィルム112に回転力が作用する。これにより、定着フィルム112は、内面をヒータ113の摺動面S2に対して摺動させながら、加圧ローラ110の回転に追従してヒータ113及びヒータホルダ130の周りで図中矢印R3方向に回転する。加圧ローラ110の回転速度は、定着ニップNfにおける加圧ローラ110及び定着フィルム112の表面移動速度が200mm/secとなるように設定されている。
画像の定着を行う際は、ヒータ113への通電を行いながら加圧ローラ110を駆動することで、定着ニップNfにおいて加圧ローラ110と定着フィルム112の間に記録材が挟持されて搬送される。これと同時に、ヒータ113により加熱された定着フィルム112によって記録材上の画像が加熱されることで、画像の熱定着が行われる。
なお、定着フィルム112の内面には耐熱性を持つ潤滑剤が塗布されており、これによりヒータ113及びヒータホルダ130と定着フィルム112の内面との摺動性が確保されている。本実施例では潤滑剤としてフッ素系のグリスを用いた。具体的には基油としてパーフルオロポリエーテル(PFPE)オイルを用い、増調剤としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末を混合したグリスを用いた。
(ヒータホルダ)
図3はヒータホルダ130の長手方向Bのクラウン形状について説明するための模式図である。図3に示すように、ヒータホルダ130は、ヒータ113を支持するヒータ座面S1の長手方向Bにおける中央部が両端部に比べて垂直方向Cの加圧ローラ110側に突出するように緩やかに湾曲した形状(即ち、クラウン形状)となっている。ヒータ113は、長手方向Bの両端部でヒータ給電部136及びヒータクリップ137によってヒータホルダ130に固定されている。そのため、ヒータ113は、ヒータ座面S1のクラウン形状に添って湾曲した状態で取付けられている。
図3はヒータホルダ130の長手方向Bのクラウン形状について説明するための模式図である。図3に示すように、ヒータホルダ130は、ヒータ113を支持するヒータ座面S1の長手方向Bにおける中央部が両端部に比べて垂直方向Cの加圧ローラ110側に突出するように緩やかに湾曲した形状(即ち、クラウン形状)となっている。ヒータ113は、長手方向Bの両端部でヒータ給電部136及びヒータクリップ137によってヒータホルダ130に固定されている。そのため、ヒータ113は、ヒータ座面S1のクラウン形状に添って湾曲した状態で取付けられている。
ヒータ座面S1のクラウン形状の具体例としては、ヒータ113が加圧ローラ110と対向する長手方向Bの範囲に相当する長手幅225mmの領域CRにおいて、記録材搬送方向Aに見てなだらかな2次曲線状の形状とする。ヒータ座面S1の中央部が両端部に対して垂直方向Cに突出する突出量は、例えば0.4mmである。
このようなクラウン形状を設けることで、長手方向Bの略全域に亘って均一な幅の定着ニップNfを形成することができる。つまり、加圧バネ122の付勢力によってフィルムユニット101が加圧ローラ110に対して加圧されると、加圧ステイ119や加圧ローラ110の芯金117に若干の撓みが生じる。仮に、ヒータ座面S1にクラウン形状が設けられていない場合、長手方向Bの両端部ではヒータ113が加圧ローラ110に強く押圧されて定着ニップNfのニップ幅が広くなる一方、長手方向Bの中央部では定着ニップNfのニップ幅が狭くなる。これに対し、本実施例のようなクラウン形状を設けることで、長手方向Bの中央部と両端部とにおける定着ニップNfのニップ幅の差を小さくすることができる。本実施例における定着ニップNfの記録材搬送方向Aの幅は、長手方向Bにおける領域CRの全体に亘って約6.2mmである。
次に、ヒータホルダ130の開口部Oについて説明する。図4(a)は、ヒータホルダ130をヒータ座面S1側から見た斜視図である。図4(b)は、温度検知素子Tが配置された部分(図4(a)の破線4B-4B)における定着装置100の断面図(長手方向Bに垂直な平面での断面)である。
図4(a)に示すように、ヒータホルダ130のヒータ座面S1には温度ヒューズやサーモスイッチ、サーミスタ等の温度検知素子Tを嵌め込むための開口部Oが設けられている。図4(b)に示すように、開口部Oは、ヒータ座面S1からその反対側のステイ接触面S3まで垂直方向Cにヒータホルダ130を貫通する穴部である。ヒータホルダ130の開口部Oにより、温度検知素子Tをヒータ113に接触させて配置することが可能になっている。温度検知素子Tは、ヒータ113の温度に応じた信号を発する。なお、温度検知素子Tをヒータ113に接触させず、所定の間隙をあけて近接配置してもよい。
温度検知素子Tとして温度ヒューズやサーモスイッチを用いることで、温度検知素子Tの信号に基づいて画像形成装置50の制御部51がヒータ113の給電回路52を制御してヒータ113への給電を遮断するようにすることができる。給電回路52は、制御部51からの指令に基づいてヒータ113の通電を遮断可能なリレー等の遮断回路を有する。この場合、制御部51及び遮断回路はヒータ113の異常昇温を感知してヒータ113への給電を遮断する遮断手段(安全装置)として機能する。また、温度検知素子Tとしてサーミスタを用いることで、温度検知素子Tの信号に基づいて制御部51が給電回路52からヒータ113に供給される電力量を制御するようにすることができる。この場合、制御部51はヒータ113の温度を所定の目標温度に合わせるように制御する温度制御手段(温調装置)として機能する。
ここで、ヒータホルダ130の開口部Oの周辺部は、ヒータホルダ130の他の部分に比べて剛性が低下する。そのため、後述するように、本実施例ではヒータ座面S1の裏側のステイ接触面S3における開口部Oの近傍に、補強リブ123を設ける。
次に、ヒータホルダ130によって規制される定着フィルム112の回転軌道について説明する。図5は長手方向Bの中央部における定着ニップNf付近の断面図である。
上述したように、ヒータホルダ130は、ヒータ113よりも記録材搬送方向Aの上流側に、ヒータ座面S1よりも加圧ローラ110側に突出した上流突出部131を有する。ヒータ113の摺動面S2に対する上流突出部131の突出高さHは、定着フィルム112がヒータ113のエッジ部(記録材搬送方向Aの上流側のエッジ部)に接触しないように定着フィルム112の軌道を規制するには、ある程度の高さがあることが望ましい。ただし、突出高さHを高くしすぎると、上流突出部131により定着フィルム112が押圧されることで、定着フィルム112の内面とヒータ113との接触幅(内面ニップ幅Nn)が減少する。この場合、ヒータ113から定着フィルム112への熱伝達が損なわれることとなり、定着不良が発生する要因となる。
ヒータ113の摺動面S2に対する上流突出部131の突出高さHは例えば0.1~0.7mm程度の高さが望ましく、本実施例では0.2mmとしている。また、内面ニップ幅Nnは、4mm以上確保されていることが望ましく、本実施例では4.2mmとしている。
(ヒータホルダの補強リブ)
次に本実施例に係るヒータホルダ130に設けた補強リブ123について、その形状及び加圧ステイ119との位置関係について説明する。
次に本実施例に係るヒータホルダ130に設けた補強リブ123について、その形状及び加圧ステイ119との位置関係について説明する。
図6はヒータホルダ130をヒータ座面S1とは反対側から見た斜視図であり、特に温度検知素子Tが配置される開口部Oの付近を拡大したものである。図6に示すように、ヒータホルダ130の開口部Oを長手方向Bの両側から挟むように、記録材搬送方向Aに延びる補強リブ123が2か所に形成されている。補強リブ123は、ヒータホルダ130のステイ接触面S3(第2の面)から垂直方向Cに凸設され、記録材搬送方向A(ヒータ113の短手方向)に延びるリブ部(突条部)である。
図7は、長手方向Bにおいて補強リブ123が配置されている部分の定着装置100の断面図である。図6及び図7に示すように、本実施例における補強リブ123は、ヒータホルダ130の上流ガイド126及び下流ガイド127を接続するように記録材搬送方向Aに延びている。補強リブ123により上流ガイド126及び下流ガイド127が接続されることで、加圧ステイ119及び加圧ローラ110から受ける力に対するヒータホルダ130の曲げ剛性が向上する。なお、補強リブ123は、上流ガイド126及び下流ガイド127の壁部124又はガイドリブ129のどちらかに接続されていればよい。
ところで、補強リブ123は、ヒータホルダ130のステイ接触面S3から垂直方向Cに加圧ローラ110とは反対側に突出した形状である。そのため、加圧ステイ119のヒータホルダ130に対向する端部119a,119bには、補強リブ123を避ける切欠き部119cが設けられている(図7)。切欠き部119cは、記録材搬送方向Aに見た場合に、長手方向Bに延びるヒータホルダ130の端部119a,119bの一部が垂直方向Cにおいて加圧ローラ110とは反対側に向かって凹んだ凹形状である。つまり、支持部材である加圧ステイ119の第2部分91及び第3部分93には、垂直方向Cにヒータホルダ130のステイ接触面S3(第2の面)から離れる方向に凹んで形成され記録材搬送方向Aに延びた凹形状としての切欠き部119cが設けられている。リブ部としての補強リブ123は、切欠き部119cの内側を通って記録材搬送方向Aに延びている。
本実施例において、補強リブ123の垂直方向Cの高さHrは1.5mmとし、補強リブ123の長手方向Bの幅Wrは2.0mmとしている。また、加圧ステイ119の切欠き部119cの記録材搬送方向Aの高さは2.0mmとし、切欠き部119cの長手方向Bの幅は2.5mmとしている。これにより、補強リブ123と加圧ステイ119の接触が回避され、補強リブ123を設けた状態でも加圧ステイ119が長手方向Bに略均一な力でヒータホルダ130を押圧することが可能となる。
(本実施例の作用効果)
本実施例の構成によってヒータホルダ130のクリープ変形が抑制されることについて図7~図9を用いて説明する。
本実施例の構成によってヒータホルダ130のクリープ変形が抑制されることについて図7~図9を用いて説明する。
図8は定着ニップNfの加圧状態においてヒータホルダ130にはたらく応力について説明するための模式図である。図8に示すように、ヒータホルダ130は、ステイ接触面S3において、加圧ステイ119の端部119a,119bから垂直方向Cに加圧ローラ110側に向かう力F1を受ける。また、ヒータホルダ130は、軸受部材135で支持された加圧ローラ110から定着フィルム112及びヒータ113を介して受ける反力として、垂直方向Cに加圧ローラ110とは反対側の力F2を受ける。
これにより、ヒータホルダ130には、加圧ステイ119との接触部(第1位置P1,第2位置P2)の間でヒータ座面S1が垂直方向Cに加圧ローラ110とは反対側に向かって変位するような曲げモーメントが作用する。言い換えると、ヒータ113に対して上流突出部131及び下流突出部132が垂直方向Cに加圧ローラ110の側に変位するように、ヒータホルダ130を撓ませようとする曲げモーメントが発生する。
このような曲げモーメントによってヒータホルダ130の変形が生じると、定着装置100の定着性能が低下する可能性がある。
次に、参考例を用いて、曲げモーメントによってヒータホルダ130の変形が生じた場合について説明する。図9は参考例におけるヒータホルダ130の開口部の近傍における定着装置100の断面図であり、ヒータホルダ130には本実施例のような補強リブ123は配置されていない。
この参考例の定着装置100を備えた画像形成装置50を用いてLTRサイズ用紙に画像を形成させる通紙試験を実施したところ、ヒータホルダ130の破損や記録材のシワが生じることはなかった。仮に、ヒータホルダ130の機械的な強度や寸法精度が十分ではなかった場合は、ヒータホルダ130の破損や、定着フィルム112の走行が不安定になることによる定着フィルム112の寄り移動や記録材のシワが発生する可能性がある。これに対し、参考例の定着装置100では、ヒータホルダ130の機械的な強度が寸法精度は十分に確保されていたと考えられる。
一方、この参考例では、多数の用紙に対して繰り返し画像を形成させる耐久試験を行った場合に、累積通紙枚数の増加と共に定着不良が発生し、徐々に悪化する結果となった。これは、上述した曲げモーメントによりヒータホルダ130のクリープ変形が生じたことで、定着フィルム112の内面とヒータ113との接触幅である内面ニップ幅Nnが減少したことが原因だと考えられる。即ち、ヒータ113に対して上流突出部131及び下流突出部132が垂直方向Cに加圧ローラ110の側に変位したことで、定着フィルム112がヒータ113の一部から離れた状態になったと考えられる。内面ニップ幅Nnが減少すると定着フィルム112の表面温度が低下し、画像の定着に適した温度帯の下限を下回ると定着不良として顕在化する。
また、耐久試験において、定着不良は、長手方向Bに関してヒータホルダ130の開口部Oの近傍に相当するシート上の位置で発生していた。これは、上述した曲げモーメントにより、比較的剛性が低い開口部Oの近傍で主にヒータホルダ130のクリープ変形が生じていたためだと考えられる。
次に、本実施例の場合について図7を用いて説明する。前述したように、本実施例のヒータホルダ130には、ステイ接触面S3に凸設されて記録材搬送方向Aに延びる補強リブ123が形成されている。この補強リブ123により、定着ニップNfの加圧状態においてヒータホルダ130が受ける曲げモーメント(図8)に対するヒータホルダ130の曲げ剛性が向上し、ヒータホルダ130のクリープ変形は生じにくくなる。
特に、本実施例では、長手方向Bにおいてヒータホルダ130の開口部Oの付近に補強リブ123を配置している。これにより、開口部Oの無い部分に比べて剛性が低い開口部Oの付近の曲げ剛性を向上させることができ、ヒータホルダ130のクリープ変形を効果的に抑制することができる。
補強リブ123は、記録材搬送方向Aに関して少なくともヒータ座面S1(第1の面)が設けられた範囲に亘って配設すると好適である。これにより、ヒータ113を受け入れる空間によってヒータホルダ130の垂直方向Cの厚さが薄くなっている部分の曲げ剛性を補強リブ123によって向上させ、クリープ変形を抑制することができる。
より好ましくは、補強リブ123は、少なくとも記録材搬送方向Aに関して図8の第1位置P1から第2位置P2までの範囲に亘って配設する。第1位置P1は、ヒータ113の上流側で加圧ステイ119がヒータホルダ130のステイ接触面S3に当接する位置であり、第2位置P2は、ヒータ113の下流側で加圧ステイ119がヒータホルダ130のステイ接触面S3に当接する位置である。これにより、加圧ステイ119及び加圧ローラ110からヒータホルダ130が受ける力F1,F2によってヒータホルダ130に曲げモーメントが作用する範囲の曲げ剛性を補強リブ123によって向上させ、クリープ変形をより効果的に抑制できる。
更に好ましくは、本実施例のように、補強リブ123をヒータホルダ130の上流ガイド126(第1ガイド部)から下流ガイド127(第2ガイド部)まで記録材搬送方向Aに連続させた構成とする。これにより、ヒータホルダ130の曲げ剛性を更に向上させ、クリープ変形を更に抑制することができる。
本実施例の定着装置100を備えた画像形成装置50を用いてLTRサイズ用紙による通紙試験を実施したところ、ヒータホルダ130に破損や記録材のシワが生じることはなかった。また、耐久試験を行った場合でも、定着不良等の異常画像が発生することなく長手方向Bの全域に亘って均一な定着画像が得られる状態が長期間に亘って維持された。これは、ヒータホルダ130の開口部Oの近傍に配設した補強リブ123によって、ヒータホルダ130のクリープ変形が抑制されたためだと考えられる。
なお、ヒータホルダ130の曲げ剛性を向上させてクリープ変形を防ぐ代替手段として、ヒータ座面S1及びステイ接触面S3が設けられている部分のヒータホルダ130の厚さを大きくすることも考えられる。しかし、この構成では、ヒータホルダ130の熱容量が大きくなり、定着装置100の立ち上がり時間が長くなってしまう。これに対し、本実施例のように補強リブ123を用いることで、ヒータホルダ130の熱容量の増加を抑制しながら、ヒータホルダ130の曲げ剛性を向上させることができる。つまり、本実施例の構成により、定着装置100の立ち上がり時間への影響を抑制しつつ、ヒータホルダ130のクリープ変形を抑制することができる。
本開示における実施例2を以下に説明する。実施例1の定着装置100を備えた画像形成装置50を用いてA4サイズ用紙による通紙評価を実施したのちにLTRサイズ用紙の画像を確認したところ、画像の左右両端部にごく軽微な定着不良がみられる場合があった。本実施例は、このような定着不良の発生を更に抑制することを可能とする。
本実施例では実施例1で用いたヒータホルダ130に更に補強リブ123を追加する。それ以外の構成は、実施例1と実質的に同一である。以下、実施例1と共通の符号を付した要素は、実施例1で説明したものと実質的に同一の構成及び作用を有するものとし、実施例1と異なる部分を主に説明する。
(ヒータホルダの補強リブ)
本実施例に係るヒータホルダ130の補強リブ123について図10を用いて説明する。図10に示すように、本実施例で追加される補強リブ123は、長手方向Bに関して、A4サイズ用紙の端部位置と、ヒータ113上の抵抗発熱体の端部位置との間に配置される。つまり、本実施例のリブ部は、長手方向Bに関して、ヒータ113が発熱する領域の内側、かつ、定着装置100が画像を定着可能な記録材の中で長手方向Bの幅が最も大きい記録材より長手方向Bの幅が小さい記録材が通過する領域の外側に配置されている。
本実施例に係るヒータホルダ130の補強リブ123について図10を用いて説明する。図10に示すように、本実施例で追加される補強リブ123は、長手方向Bに関して、A4サイズ用紙の端部位置と、ヒータ113上の抵抗発熱体の端部位置との間に配置される。つまり、本実施例のリブ部は、長手方向Bに関して、ヒータ113が発熱する領域の内側、かつ、定着装置100が画像を定着可能な記録材の中で長手方向Bの幅が最も大きい記録材より長手方向Bの幅が小さい記録材が通過する領域の外側に配置されている。
本実施例では、長手方向Bにおいて定着ニップNfを通過する記録材の中心位置の基準となる位置(以下、記録材の搬送中心)から長手方向Bの両側に107.5mm離れた位置に補強リブ123を追加している。これは、長手方向Bにおける記録材の搬送中心を基準として、A4サイズ用紙の端部位置までの距離が105mm、ヒータ113上の抵抗発熱体の端部位置までの距離が110mmであることを考慮したものである。
本実施例で追加した補強リブ123は、実施例1で説明した補強リブ123と同じく、ヒータホルダ130の上流ガイド126及び下流ガイド127を接続するように形成されている。本実施例において、補強リブ123の垂直方向Cの高さHrは1.5mmとし、幅Wrは2.0mmとしている。
また、補強リブ123の追加に合わせて、加圧ステイ119には補強リブ123を受け入れる切欠き部を追加する。加圧ステイ119に形成した切欠き部の記録材搬送方向Aの高さは2.0mmとし、長手方向Bの幅は2.5mmとし、補強リブ123が加圧ステイ119と接触しないようにしている。
(非通紙昇温について)
本実施例の定着装置100及び画像形成装置50は、実施例1と同様に、最大でLTRサイズ用紙(長手方向Bの幅216mm)に対して画像形成を行うことができる。つまり、LTRサイズ用紙が本実施例における最大通紙可能用紙である。これに合わせて、ヒータ113上の抵抗発熱体の長手方向Bの幅は、最大通紙可能用紙に対して画像を形成可能な有効画像領域を包含するように設定されている。
本実施例の定着装置100及び画像形成装置50は、実施例1と同様に、最大でLTRサイズ用紙(長手方向Bの幅216mm)に対して画像形成を行うことができる。つまり、LTRサイズ用紙が本実施例における最大通紙可能用紙である。これに合わせて、ヒータ113上の抵抗発熱体の長手方向Bの幅は、最大通紙可能用紙に対して画像を形成可能な有効画像領域を包含するように設定されている。
ここで、最大通紙可能用紙より長手方向Bの幅が小さい記録材(小サイズ紙)に対して画像形成を行う場合、定着ニップNfにおいて記録材が通過せず、且つ、抵抗発熱体によって加熱される領域(以下、非通紙領域)が存在することになる。そのため、小サイズ紙(例えば、A4サイズ用紙)に対して連続的に画像形成を行う場合、小サイズ紙が通過する通紙領域よりも、非通紙領域における定着フィルム112及び加圧ローラ110の表面温度が高くなる可能性がある。これは、非通紙領域では、定着ニップNfにおいて記録材に熱が奪われないため、抵抗発熱体が発生させた熱が徐々に蓄積されるからである。この現象は「非通紙部昇温」と称される。
非通紙部昇温により、小サイズ紙に対して連続的に画像形成を行う場合、ヒータホルダ130は非通紙領域内(通紙領域外かつヒータ113の発熱領域内)に熱的ピークを持つこととなる。つまり、非通紙部昇温によりヒータホルダ130の非通紙領域の温度が通紙領域よりも高くなった状態が継続すると、非通紙領域においてヒータホルダ130のクリープ変形が生じる可能性がある。
(本実施例の作用効果)
本実施例によってヒータホルダ130の非通紙領域におけるクリープ変形が抑制されることについて説明する。本実施例では、ヒータホルダ130の非通紙部領域内に補強リブ123を配置したため、非通紙部領域におけるヒータホルダ130の曲げ剛性が向上している。そのため、非通紙部領域において、図8に示すようにヒータホルダ130に対して力F1,F2と非通紙部昇温による熱とが同時に作用したとしても、ヒータホルダ130のクリープ変形は生じにくくなっている。
本実施例によってヒータホルダ130の非通紙領域におけるクリープ変形が抑制されることについて説明する。本実施例では、ヒータホルダ130の非通紙部領域内に補強リブ123を配置したため、非通紙部領域におけるヒータホルダ130の曲げ剛性が向上している。そのため、非通紙部領域において、図8に示すようにヒータホルダ130に対して力F1,F2と非通紙部昇温による熱とが同時に作用したとしても、ヒータホルダ130のクリープ変形は生じにくくなっている。
本実施例の定着装置100を備えた画像形成装置50を用いて、A4サイズ用紙に画像を形成させる通紙試験を実施したところ、ヒータホルダ130の破損や記録材のシワが生じることはなかった。また、耐久試験を行った場合でも、定着不良等の異常画像が発生することなく長手方向Bの全域に亘って均一な定着画像が得られる状態が長期間に亘って維持された。
更に、A4サイズ用紙を用いた耐久試験の後にLTRサイズ用紙の通紙試験を実施した場合でも、定着不良が発生することはなかった。これは、本実施例において追加された補強リブ123によって、非通紙部領域におけるヒータホルダ130のクリープ変形を抑制することができたためだと考えられる。
なお、本実施例では、実施例1で説明した補強リブ123に追加して非通紙領域に補強リブ123を配置した構成を例示したが、本実施例で説明した非通紙部領域の補強リブ123のみを配置してもよい。
(変形例)
実施例1、2では、記録材搬送方向Aにおける上流ガイド126と下流ガイド127との間で平坦なステイ接触面S3の上に補強リブ123が凸設されていた。これに限らず、長手方向Bに見た場合にヒータホルダ130のヒータ座面S1(第1の面)とは反対側の面に凹凸がある場合でも、補強リブ123を設けることができる。例えば、図11(a)に示すように、ヒータホルダ130の上流ガイド126又は下流ガイド127の間に長手方向Bに延びた2つのリブ128を有する場合、リブ128を接続する補強リブ123を設けてもよい。リブ128は、上流ガイド126又は下流ガイド127と共に、加圧ステイ119の端部119a,119bを受け入れる凹部を形成している。なお、図11(a)の更なる変形として、補強リブ123がリブ128と交差してリブ128の外側まで延びて上流ガイド126と下流ガイド127まで接続されるように構成してもよい。
実施例1、2では、記録材搬送方向Aにおける上流ガイド126と下流ガイド127との間で平坦なステイ接触面S3の上に補強リブ123が凸設されていた。これに限らず、長手方向Bに見た場合にヒータホルダ130のヒータ座面S1(第1の面)とは反対側の面に凹凸がある場合でも、補強リブ123を設けることができる。例えば、図11(a)に示すように、ヒータホルダ130の上流ガイド126又は下流ガイド127の間に長手方向Bに延びた2つのリブ128を有する場合、リブ128を接続する補強リブ123を設けてもよい。リブ128は、上流ガイド126又は下流ガイド127と共に、加圧ステイ119の端部119a,119bを受け入れる凹部を形成している。なお、図11(a)の更なる変形として、補強リブ123がリブ128と交差してリブ128の外側まで延びて上流ガイド126と下流ガイド127まで接続されるように構成してもよい。
また、図11(b)に示すように、記録材搬送方向Aにおける上流ガイド126と下流ガイド127の内側に段差部138を有する構成において、段差部138を接続するように補強リブ123を形成してもよい。この場合、加圧ステイ119は段差部138においてヒータホルダ130に当接しているため、補強リブ123は加圧ステイ119とヒータホルダ130の当接位置の内側に位置し、加圧ステイ119に切欠き部は不要である。
他の変形例として、図11(c)に示すように、定着フィルム112の回転を案内するフィルムガイド139がヒータホルダ130とは別個に設けられていてもよい。
図11(a~c)に示した補強リブ123は、ヒータホルダ130の上流ガイド126(第1ガイド部)から下流ガイド127(第2ガイド部)まで連続するようには配設されていないリブ部の例である。これらの変形例でも、補強リブ123が設けられていることでヒータホルダ130の曲げ剛性が向上してクリープ変形が抑制されるため、長期間に亘って安定した定着性能を得ることができる。
また、実施例1、2では、ヒータホルダ130の内、長手方向Bにおいて開口部Oの近傍又は長手方向B端部の非通紙領域に配置した補強リブ123を例示した。補強リブ123の配置は、これに限らない。例えば長手方向Bにおいて所定の間隔で複数の補強リブ123を配置してもよい。また、補強リブ123は少なくとも1つ配置すればよい。いずれの変形例でも、補強リブ123によりヒータホルダ130の曲げ剛性が向上するため、ヒータホルダ130のクリープ変形を抑制することができる。
(他の実施形態)
上述した実施例1、2では、定着装置の加熱手段(ヒータ)としてセラミック基板上に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータを使用し、セラミックヒータの非輻射熱で定着フィルム112が加熱される構成を例示した。これに限らず、ヒータとしてハロゲンランプを用いる構成としてもよい。即ち、ニップ形成ユニットとして、第1の回転体の内部空間に配置されたハロゲンランプと、第1の回転体の内面と接触しハロゲンランプからの輻射熱を受けて第1の回転体を加熱する摺動部材(ニップ形成部)と、を備えた構成としてもよい。この場合でも、ニップ形成ユニットを保持するホルダ部材にリブ部(補強リブ)を設けることで、クリープ変形を抑制することができる。
上述した実施例1、2では、定着装置の加熱手段(ヒータ)としてセラミック基板上に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータを使用し、セラミックヒータの非輻射熱で定着フィルム112が加熱される構成を例示した。これに限らず、ヒータとしてハロゲンランプを用いる構成としてもよい。即ち、ニップ形成ユニットとして、第1の回転体の内部空間に配置されたハロゲンランプと、第1の回転体の内面と接触しハロゲンランプからの輻射熱を受けて第1の回転体を加熱する摺動部材(ニップ形成部)と、を備えた構成としてもよい。この場合でも、ニップ形成ユニットを保持するホルダ部材にリブ部(補強リブ)を設けることで、クリープ変形を抑制することができる。
また、上述した実施例1、2では第1の回転体としてフィルムを使用し、第2の回転体としてローラを使用する構成を例示したが、第1の回転体及び第2の回転体はこの組み合わせに限らない。例えば、第1の回転体としてローラ部材を使用してもよい。
100…定着装置/110…第2の回転体(加圧ローラ)/112…第1の回転体、フィルム(定着フィルム)/113…ヒータ/119…支持部材(加圧ステイ)/123…リブ部(補強リブ)/130…ホルダ部材(ヒータホルダ)/S1…第1の面(ヒータ座面)/S3…第2の面(ステイ接触面)
Claims (11)
- 第1の回転体と、
細長いヒータと、前記ヒータを保持するホルダ部材と、を有し、前記第1の回転体の内部空間に配置されたニップ形成ユニットと、
前記第1の回転体を挟んで前記ニップ形成ユニットと圧接され、前記ニップ形成ユニットとの間にニップ部を形成する第2の回転体と、
前記第1の回転体の内部空間に配置され、前記ニップ形成ユニットを支持する支持部材と、
を備え、前記ニップ部で前記第1の回転体と前記第2の回転体により記録材を挟持して搬送しながら、前記ヒータによって加熱された前記第1の回転体により前記記録材上の画像を加熱して定着させる定着装置であって、
前記ホルダ部材は、
前記ニップ部における前記ヒータの長手方向及び短手方向の双方に直交する厚み方向において、前記第2の回転体の側に設けられ、前記ヒータを支持する第1の面と、
前記厚み方向における前記第1の面の反対側に設けられ、前記短手方向における前記第1の面の上流側と下流側で前記支持部材に支持される第2の面と、
前記第2の面に凸設され、前記短手方向において、少なくとも前記第1の面が設けられた範囲に亘って前記短手方向に延びたリブ部と、
を有することを特徴とする定着装置。 - 前記リブ部は、前記短手方向に関して、少なくとも前記ヒータの上流側で前記支持部材が前記第2の面と当接している位置から前記ヒータの下流側で前記支持部材が前記第2の面と当接している位置までの範囲に亘って設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記短手方向において前記ニップ部より上流に設けられ、前記第2の面に対して前記厚み方向における前記第2の回転体の反対側に延び、前記ニップ部に向けて前記第1の回転体の内面を案内する第1ガイド部と、
前記短手方向において前記ニップ部より下流に設けられ、前記第2の面に対して前記厚み方向における前記第2の回転体の反対側に延び、前記ニップ部を通過した前記第1の回転体の内面を案内する第2ガイド部と、
を更に有し、
前記リブ部は、前記第1ガイド部から前記第2ガイド部まで前記短手方向に連続している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記ホルダ部材には、前記第1の面から前記第2の面まで貫通する穴部が設けられ、
前記穴部に配置され、前記ヒータの温度に応じて信号を発する検知素子を更に有し、
前記リブ部は、前記長手方向における前記穴部の両側に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記検知素子の信号に基づいて前記ヒータの温度を制御する温度制御手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項4に記載の定着装置。 - 前記検知素子の信号に基づいて前記ヒータへの給電を遮断する遮断手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項4に記載の定着装置。 - 前記リブ部は、前記長手方向に関して、前記ヒータが発熱する領域の内側、かつ、前記定着装置が画像を定着可能な記録材の中で前記長手方向の幅が最も大きい記録材より前記長手方向の幅が小さい記録材が通過する領域の外側に配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記支持部材は、前記短手方向に延びる第1部分と、前記短手方向における前記第1部分の上流端から前記厚み方向に前記ホルダ部材に向かって延びる第2部分と、前記短手方向における前記第1部分の下流端から前記厚み方向に前記ホルダ部材に向かって延びる第3部分と、を有し、前記第2部分及び前記第3部分の先端において前記ホルダ部材の前記第2の面に当接しており、
前記支持部材の前記第2部分及び前記第3部分には、前記厚み方向に前記第2の面から離れる方向に凹んで形成され前記短手方向に延びた凹形状が設けられ、
前記リブ部は、前記凹形状の内側を通って前記短手方向に延びている、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記ホルダ部材は、
前記短手方向において前記第1の面の上流側に設けられ、前記第1の面に比べて前記厚み方向における前記第2の回転体の側に突出し、前記第1の回転体の内面と摺動する上流突出部と、
前記短手方向において前記第1の面の下流側に設けられ、前記第1の面に比べて前記厚み方向における前記第2の回転体の側に突出し、前記第1の回転体の内面と摺動する下流突出部と、
を有し、前記上流突出部は、前記ニップ形成ユニットの前記第1の回転体の内面と摺動する面に比べて前記厚み方向における前記第2の回転体の側に突出している、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記ヒータは、前記長手方向及び前記短手方向に広がる基板と、前記基板に形成された抵抗発熱体と、を有し、
前記第1の回転体は、筒状のフィルムであり、前記ヒータへの通電により前記抵抗発熱体が発する非輻射熱によって加熱される、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置。 - 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って形成されたトナー画像を記録材に定着させる、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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