JP2023156052A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムの回転の安定性とフィルムからの記録材の分離性の向上を図ることができる技術を提供する。【解決手段】像加熱装置において、フィルム内面の長手両端を案内するフランジ部材は、長手方向に見たときに、記録材搬送方向の上流側に最も突出する部分がフィルム内面と接触する第１位置と、第１位置を通りニップに平行な第１仮想線とニップの搬送方向中心を通り第１仮想線に直交する第２仮想線との交点であるニップ中心と、の間の第１距離が、フランジ部材外面のうち下流側でフィルム内面と対向すると領域と第１仮想線とが交わる第２位置と、ニップ中心と、の間の第２距離よりも長く、フィルムガイドは、長手方向に見たときに、第１仮想線上において、上流側でフィルム内面と対向する第３位置と、ニップ中心と、の間の第３距離が、下流側でフィルム内面と対向する第４位置と、ニップ中心と、の間の第４距離よりも長い。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載される像加熱装置に関する。

画像形成装置に搭載される像加熱装置として、省電力性に優れたフィルム加熱方式の像加熱装置が知られている。フィルム加熱方式の像加熱装置は、加圧ローラがヒータとともにフィルムと加圧ローラの間に記録材を挟持搬送するための定着ニップを形成し、この定着ニップで加圧しつつヒータの熱により未定着トナー画像を記録材に定着させる。フィルムは、筒状に構成され、その内側には、ヒータとともにフィルムガイドやフランジ部材の内面摺動部などが配置され、加圧ローラの回転に従動するフィルムの回転がガイドされる（特許文献１）。

特開２００４－２８１２８６号公報

フィルム加熱方式の像加熱装置では、フィルムの回転の安定性とともに、フィルムからの記録材の良好な分離性が求められる。

本発明の目的は、フィルム加熱方式の像加熱装置において、フィルムの回転の安定性とフィルムからの記録材の分離性の向上を図ることができる技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明における像加熱装置は、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内部空間に配置されるヒータと、
前記フィルムの外面に接触し、前記フィルムとの間にニップを形成するローラと、
前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面を案内するフィルムガイドと、
前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面のうち、前記フィルムの長手方向の両端の領域を案内するフランジ部材と、
を備え、
前記ローラの回転によって前記ニップで挟持搬送する記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱する像加熱装置において、
前記長手方向に見たときに、前記フランジ部材において記録材の搬送方向の上流側に最も突出する部分が前記フィルムの前記内面と接触する位置を、第１の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の位置を通り前記ニップと平行な第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フランジ部材において前記フィルムの前記内面と対向する面と交差する位置を、第２の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の上流側において、前記フィルムガイドにおいて前記フィルムの前記内面と対向する外面と交差する位置を、第３の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フィルムガイドの前記外面と交差する位置を、第４の位置としたとき
に、
前記第１の仮想線上において、前記第１の仮想線に沿った方向における前記ニップの中心と直交する第２の仮想線と前記第１の仮想線との交点と、前記第１の位置と、の間の第１の距離が、前記交点と前記第２の位置との間の第２の距離よりも長く、かつ、前記交点と前記第３の位置との間の第３の距離が、前記交点と前記第４の距離との間の第４の距離よりも長いことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明における画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が本発明の像加熱装置であることを特徴とする。

本発明によれば、フィルム加熱方式の像加熱装置において、フィルムの回転の安定性とフィルムからの記録材の分離性の向上を図ることができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図 本発明の像加熱装置の模式的断面図 本発明の像加熱装置の模式図 本発明の像加熱装置の模式的断面図 比較例の像加熱装置の模式的断面図 フィルムガイドの構成例の模式的断面図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
１．画像形成装置の構成
図１は、本発明の実施例１における画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式を利用して記録材Ｐ上に画像を形成するレーザプリンタである。

画像形成装置１がプリント信号を受信すると、その画像情報に応じて変調されたレーザー光をスキャナユニット３が出射し、帯電ローラ４によって所定の極性に帯電された感光ドラム（電子写真感光体）５表面を走査する。これにより像担持体としての感光ドラム５には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像ローラ６から所定の極性に帯電したトナーが供給されることで、感光ドラム５上の静電潜像は、トナー画像（現像剤像）として現像される。一方、給紙カセット７に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ８によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ対９によってレジストローラ対１０に向けて搬送される。更に、記録材Ｐは、感光ドラム５上のトナー画像が感光ドラム５と転写部材としての転写ローラ１１で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対１０から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光ドラム５上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。以上の未定着トナー画像を記録材Ｐ上に形成するまでのプロセスを担う装置構成が、本発明の画像形成部に対応する。

その後、記録材Ｐは、定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）２においてヒータの熱を利用して加熱され、トナー画像が記録材Ｐに定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、搬送ローラ対１２、１３によって画像形成装置１上部のトレイに排出される。

本実施例の画像形成装置１は、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向における最大通紙幅が２１６ｍｍであり、ＬＴＲサイズの記録材Ｐを３００ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度で毎分６０枚プリントすることが可能である。

２．定着装置（像加熱装置）の構成
図２は、本実施例の定着装置２の側面断面図である。定着装置２は、フィルムＦ（図２では破線で図示）と、ヒータ２１と、フィルムガイドＧと、加圧ローラ２２と、金属ステイ２３と、フランジＥ（内面摺動部Ｅ１）と、により構成される。フィルムＦは、可撓性を有する筒状（エンドレス状）の部材である。ヒータ２１、フィルムガイドＧ、金属ステイ２３、フランジＥの内面摺動部Ｅ１は、フィルムＦの内側（フィルムＦの内側周面に対向する領域であるフィルムＦの内部空間）に配置される。加圧ローラ２２は、フィルムＦの外側（フィルムＦの外側周面に対向する領域）に配置される。加熱体としてのヒータ２１は、フィルムＦの内面に接触するように配置される。フィルムガイドＧは、ヒータホルダでもあり、ヒータ２１を断熱支持しつつ、フィルムＦの内面をガイドする。加圧ローラ２２は、ヒータ２１とともにフィルムＦ外面との間に定着ニップ部Ｎを形成するように配置される。金属ステイ２３は、フィルムＦを介したヒータ２１と加圧ローラ２２との当接状態が形成されるようにフィルムガイドＧを押圧する。フランジ部材としてのフランジＥは、フィルムＦの長手方向両端部にそれぞれ配置され、内面摺動部Ｅ１が、フィルムＦの長手方向両側からフィルムＦの長手端部の内側に長手方向に挿入され、フィルムＦの長手方向両端部をフィルムＦの内面からガイドする。フランジＥの長手方向の構成については後述する。

ここで、フィルムＦの長手方向は、フィルムＦの円筒形状の中心軸に沿った方向であり、ヒータ２１や金属ステイ２３、フィルムガイドＧの長手方向、加圧ローラ２２の長手方向（回転軸方向）、記録材Ｐ搬送方向と直交する記録材の幅方向と、それぞれ一致する。

フィルムＦは、筒状に形成された耐熱フィルムであり、ポリイミド等の耐熱性樹脂を基層としている。また、フィルムＦの表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、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等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。画質向上のため、上記基層と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱ゴムを弾性層として形成してもよい。本実施例のフィルムＦは、外径が２４ｍｍ、基層はポリイミドで形成し厚みは７０μm、弾性層
はシリコーンゴムで形成し厚みは２００μm、離型層はＰＦＡで形成し厚みは１５μmである。

ヒータ２１は、低熱容量のセラミックヒータであり、基板の上に抵抗発熱体が形成せれており、通電により発熱抵抗体が発熱することで定着加熱処理に用いる熱を発生させるように構成されている。ヒータ２１の定着ニップ部Ｎの反対側には、サーミスタ等の温度検知素子（不図示）が設置され、その検知温度に基づいてヒータ２１は通電制御される。

フィルムガイドＧは、耐熱性樹脂や、耐熱性樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料などで構成される。耐熱性樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド ）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエー
テルケトン）、液晶ポリマー等が挙げられる。フィルムガイドＧには、フィルムＦの回転軌道を安定化しつつ、フィルムＦとの摺動抵抗を抑える目的で、フィルムＦの内面に向か
って径方向に張り出すように複数のリブＲａ、Ｒｂが設けられている。フィルムガイドＧは、ヒータ２１を支持するともに、ヒータ２１に対してフィルムＦの回転方向における両側にそれぞれフィルムＦの内面を案内する案内面を有する。フィルムガイドＧは、ヒータ２１を保持する収容部としての凹部ＧＲを備えたベース部ＧＢと、ベース部ＧＢにおける記録材Ｐの搬送方向の上流側に設けられた第１のリブであるリブＲａと、下流側に設けられた第２のリブであるリブＲｂと、を備える。ベース部ＧＢは、フィルムＦ内面と対向する側に、凹部ＧＲがフィルム長手方向に延びるように設けられている。また、ベース部ＧＢは、凹部ＧＲに対して記録材Ｐ搬送方向（フィルムＦの回転方向）の両側にそれぞれ、フィルムＦ内面をガイドする凸状のフィルム案内曲面ＢａＳ、ＢｂＳを備える。リブＲａ、Ｒｂは、ベース部ＧＢのフィルム案内曲面ＢａＳ、ＢｂＳに連なってフィルムＦ内面をガイドする凸状のフィルム案内曲面ＲａＳ、ＲｂＳをそれぞれ有している。本実施例では、ベース部ＧＢからフィルムＦの内面に向かう張り出し量が、上流側のリブＲａの方が、下流側のリブＲｂよりも大きい構成となっている。リブＲａ、Ｒｂのフィルム長手方向における構成および張り出し構成については後述する。

図６は、フィルムガイドＧの構成例の模式的断面図である。フィルムガイドＧの一例として、図６（Ａ）に示すフィルムガイドＧ１のように、リブＲａ、Ｒｂが、ベース部ＧＢの上面（凹部ＧＲＢを備えた側とは反対側の面）からそれぞれ突出する構成としてよい。この構成においては、上流側のリブＲａの方が、下流側のリブＲｂよりも定着ニップ部Ｎに対して記録材搬送方向に離れており、同方向における厚みも厚く、また、ベース部ＧＢからの高さ（突出量）も大きい。また、他の例として、図６（Ｂ）に示すフィルムガイドＧ２のように、リブＲａ、Ｒｂが、ベース部ＧＢの側面（記録材の搬送方向における両側の側面）からそれぞれ突出する構成としてもよい。この構成においては、上流側のリブＲａの方が、下流側のリブＲｂよりもベース部ＧＢからの記録材搬送方向の突出量が大きく、ベース部ＧＢからの高さ（突出量）も大きい。図６に示す構成はあくまで例示であり、例えば、記録材搬送方向の上流側のリブを、図６（Ａ）に示す構成とし、下流側のリブを図６（Ｂ）に示す構成とするなど、他の構成を採用してよい。

ヒータ２１は、フィルムガイドＧに固定支持され、ヒータ２１を含むフィルムガイドＧの外周長は、フィルムＦの内周長より小さくしてある。したがって、フィルムＦはヒータ２１を含むフィルムガイドＧに対し余裕をもって外嵌している。

加圧ローラ２２は、鉄やＳＵＳ、アルミニウム等の材質の芯金２４の上に、シリコーンゴム等の材質の弾性層を有する。また、加圧ローラ２２の表面には、トナーの付着防止のため、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等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。本実施例において、加圧ローラ２２の外径は２４ｍｍである。

金属ステイ２３は、コの字形状に曲げられた金属板であり、ヒータ２１を含むフィルムガイドＧを所定の加圧力をもって加圧ローラ２２側に付勢する。これによって、フィルムＦが加圧ローラ２２に圧接され、フィルムＦと加圧ローラ２２とで定着ニップ部Ｎが形成される。

加圧ローラ２２は、モータ（不図示）から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ２２が回転することによって、フィルムＦが従動して矢印方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを上流から下流へ挟持搬送しつつフィルムＦの熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着される。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、本実施例の定着装置２の正面図（記録材Ｐの搬送方向に見た定着装置２の模式的正面図）であり、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）ではフィル
ムＦの図示を省略して示している。また、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、記録材Ｐの搬送上流側から見た正面図、図３（Ｃ）は、記録材Ｐの搬送下流側から見た正面図である。

金属ステイ２３は、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示すように、長手方向の両端部に設置された加圧バネ２５によってフィルムガイドＧを加圧ローラ２２に向かわせる方向に付勢されることで、加圧バネ２５のバネ圧を加圧ローラ２２側へ伝える。

フランジＥは、半円形状の内面摺動部Ｅ１と、内面摺動部Ｅ１の長手方向外側端部に設けられた端部当接部Ｅ２と、を備え、耐熱性材料によって形成される。内面摺動部Ｅ１は、半円形状の外周面が凸状のフィルム案内曲面Ｅ１Ｓ（図２参照）を形成し、その外周面を囲むようにフィルムＦの筒状の端部が嵌め込まれる。内面摺動部Ｅ１は、その外周面に沿ってフィルムＦの内面が摺動されることでフィルムＦの回転軌道を規制する。内面摺動部Ｅ１の外周長（フィルム案内曲面Ｅ１Ｓの周長）は、フィルムガイドＧの外周長（フィルム案内曲面ＲａＳ、ＲｂＳのうちフィルム案内曲面Ｅ１Ｓとオーバーラップしない領域の周長＋フィルム案内曲面ＢａＳ、ＢｂＳの周長）より大きくしてある。また、内面摺動部Ｅ１は、フィルムＦ内面のうち長手方向両端の領域を案内し、フィルムガイドＧは、内面摺動部Ｅ１よりも長手方向の内側において、フィルムＦ内面を案内する。すなわち、フランジＥは、フィルムＦ内面においてフィルムガイドＧが案内する領域に対して長手方向の両外側において、フィルムガイドＧよりも径方向に張り出した形でフィルム内面を案内する。そのため、フィルムＦの回転軌跡はもっぱら内面摺動部Ｅ１の外周長によって決定される。一方、端部当接部Ｅ２は、その内側面でフィルムＦの筒状の端部外端面を受け止めており、回転動作中のフィルムＦの長手方向での動きを抑制する。

フィルムガイドＧは、上述したように、ヒータ２１を保持するベース部ＧＢと、ベース部ＧＢからそれぞれ突出するリブＲａ、Ｒｂと、を有する。リブＲａ、Ｒｂは、それぞれ、長手方向において一定の間隔を空けて複数並ぶように配設されている。すなわち、フィルムガイドＧのフィルム案内曲面は、ベース部ＧＢにおいては、フィルム長手方向の全域に渡るように形成されるのに対し、リブＲａ、Ｒｂにおいては、フィルム長手方向に断続的に形成されることになる。

本実施例では、上流側の複数のリブＲａと、下流側の複数のリブＲｂとがそれぞれ同数設けられるとともに、それぞれの長手方向の配置が互いに一致するように構成されている。すなわち、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示すように、記録材搬送方向に見たときに、上流側の複数のリブＲａと下流側の複数のリブＲｂとが互いに重なる配置となっている。なお、上流側の複数のリブＲａと下流側の複数のリブＲｂの配置構成は、上記構成に限定されない。例えば、互いに長手方向にずれた配置構成としてもよく、配置間隔も一定でなくてよく、それぞれの張り出し量が異なっていてもよく、さらには、リブの本数が上流側と下流側で異なっていてもよい。

上述したように、ベース部ＧＢは、ヒータ２１を収容する凹部ＧＲに対して記録材搬送方向両側にフィルム案内曲面ＢａＳ、ＢｂＳを有する。リブＲａ、Ｒｂは、それぞれ、ベース部ＧＢからフィルムＦの内周面に沿う方向に延びる、フィルムＦの内周面に対向した凸状のフィルム案内曲面ＲａＳ、ＲｂＳを有する。すなわち、フィルムガイドＧは、ヒータ２１に対して記録材搬送方向の上流側に、フィルム案内面ＢａＳとフィルム案内曲面ＲａＳとが連なる上流側案内曲面を有し、下流側に、フィルム案内面ＢｂＳとフィルム案内曲面ＲｂＳとが連なる下流側案内曲面を有する。

フィルムガイドＧのフィルム案内曲面は、フィルムＦ長手方向に見たときに（図２）、フィルムＦの周が真円を形成した場合のフィルムＦの径、もしくはフランジＥの内面摺動部Ｅ１のガイド曲面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有するように構成してよい。ある
いは、曲率半径が一定の曲面とせず、曲率半径が漸次変化するような曲面としてもよい。すなわち、後述するフィルムＦの回転の案内の安定性が担保される（回転を妨げない）限りにおいてその曲面形状は任意である。

また、上流側のリブＲａは、下流側のリブＲｂに対し、ベース部ＧＢからの突出高さが高く（記録材搬送方向及び長手方向と直交する方向の突出量が大きく）、定着ニップ部Ｎからの記録材搬送方向における突出量が大きくなるように構成してよい。また、複数のリブＲａのそれぞれの外形は、本実施例では、フィルム長手方向に見たときにそれぞれ同一形状となるように構成するが、互いに異なる外形に構成されてもよい。複数のリブＲｂについても同様である。また、リブＲａ、Ｒｂのそれぞれの長手方向の厚みは、本実施例では、それぞれ略同じとなるように構成するが、互いに異なっていてもよい。すなわち、後述するフィルムＦの回転の案内の安定性が担保される（回転を妨げない）限りにおいて、各リブＲａ、Ｒｂの構成や配置等は任意に設定してよい。

３．フィルムガイドの構成
図４（Ａ）は、本実施例のフィルムガイドＧの上流側のリブＲａと、下流側のリブＲｂと、フランジＥの内面摺動部Ｅ１により規制されたフィルムＦ（破線）と、の位置関係を示しす、記録材搬送方向と直交する方向に見た定着装置の部分断面図である。図中、第１の位置としての位置Ｆａは、定着ニップ部Ｎに対して記録材搬送方向の上流側において、フランジＥの内面摺動部Ｅ１がフィルムＦの内面を記録材搬送方向の最も上流側で規制する箇所である。すなわち、位置Ｆａは、フランジＥの内面摺動部Ｅ１のうち記録材搬送方向の上流側に最も突出する部分が、フィルムＦの内面と接触する位置である。水平線Ｌは、位置Ｆａを通り、フィルムＦと加圧ローラ２２の接触領域である定着ニップ部Ｎあるいは記録材搬送方向に平行な第１の仮想線である。また、第２の位置としての位置Ｆｂは、水平線Ｌと、フランジＥの内面摺動部Ｅ１の外面のうち定着ニップ部Ｎに対して記録材搬送方向の下流側においてフィルムＦの内面を規制する領域と、の交点である。なお、フィルムＦは、少なくとも定着装置の駆動時においては、加圧ローラ２２に対する従動回転に伴い、若干、記録材搬送方向の下流側に引っ張られるように変形する。これにより、フィルムＦの内面は、内面摺動部Ｅ１によって位置Ｆａのみで接触・規制され、位置Ｆｂでは接触しない。すなわち、位置Ｆｂは、水平線Ｌが、定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向下流側において、フランジＥの内面摺動部Ｅ１においてフィルムＦの内面と対向する外面と交差する位置となる。さらに、図中、位置Ｅａは、フィルムＦの内面がフランジＥの内面摺動部Ｅ１で規制される記録材搬送方向上流側の端の箇所である。水平線Ｍは、位置Ｅａを通り、定着ニップ部Ｎに平行な仮想線である。フランジＥのフィルム案内曲面Ｅ１Ｓは、フィルムＦの長手方向に見たときに、水平線Ｌが曲率中心を通り、記録材搬送方向の上流側の端部と下流側の端部が、それぞれ、水平線Ｌよりも定着ニップ部Ｎの側に延びている。すなわち、フィルム案内曲面Ｅ１Ｓの両端部は、記録材搬送方向とフィルム長手方向のそれぞれと直交する方向（本実施例では鉛直方向）において、水平線Ｌよりも定着ニップ部Ｎに近い位置にある。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）においてフィルムガイドＧとフランジＥの内面摺動部Ｅ１との図示を省略した、定着装置の部分断面図である。図中、第１の距離としての距離Ｌａは、水平線Ｌ上における定着ニップ部Ｎの中心線Ｃとの交点から、フランジＥの内面摺動部Ｅ１による規制位置Ｆａまでの距離を示している。定着ニップ部Ｎの中心線Ｃは、記録材搬送方向とフィルム長手方向のそれぞれと直交する方向（本実施例では鉛直方向）に延び、かつ定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向における幅の中心を通る第２の仮想線である。また、第２の距離としての距離Ｌｂは、水平線Ｌ上における定着ニップ部Ｎの中心線Ｃとの交点から、フランジＥの内面摺動部Ｅ１による規制位置Ｆｂまでの距離を示している。本実施例では、距離Ｌａは１３ｍｍ、Ｌｂは１１ｍｍであり、すなわち、フランジＥの内面摺動部Ｅ１は、定着ニップ部Ｎに対して上流側に１ｍｍオフセットしている。これは、オ
フセットにより、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側においてフィルムＦの曲率半径を小さくして、記録材Ｐとの分離性を向上させるためである。

図４（Ｃ）～図４（Ｆ）は、図４（Ａ）においてフランジＥの内面摺動部Ｅ１の図示を省略した、定着装置の部分断面図である。

図４（Ｃ）は、フィルムの長手方向（記録材搬送方向と直交する方向）に見たときの、記録材搬送方向と平行な仮想線上における、定着ニップ部Ｎの中心線Ｃとの交点からリブＲａとリブＲｂの外周面までの距離Ｗａ、Ｗｂを示している。すなわち、第３の距離としての距離Ｗａは、水平線Ｌと定着ニップ部Ｎの中心線Ｃとの交点から、第３の位置としての、フィルムガイドＧの外面のうち定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向上流側においてフィルムＦの内面と対向する領域と水平線Ｌとが交差する位置Ｇａまでの距離を示している。また、第４の距離としての距離Ｗｂは、水平線Ｌと定着ニップ部Ｎの中心線Ｃとの交点から、第４の位置としての、フィルムガイドＧの外面のうち定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向下流側においてフィルムＦの内面と対向する領域と水平線Ｌとが交差する位置Ｇｂまでの距離を示している。フィルムＦは、両端がフランジＥに支持されることで、ある程度の張りを持った状態で長手方向全域にわたって筒形状が維持される。したがって、少なくとも水平線Ｌ上においては、フィルムガイドＧが、例えば、その長手方向の中央部であってもフィルムＦの内面と接触することはない。

図４（Ｄ）は、フィルムの長手方向に見たときの、定着ニップ部Ｎから鉛直方向にリブＲａとリブＲｂの外周面の高さＹａ、Ｙｂを示している。本実施例では、幅方向の距離Ｗａは１２ｍｍ、距離Ｗｂは９．５ｍｍとし、また、高さ方向の距離Ｙａは１６ｍｍ、距離Ｙｂは１３ｍｍとした。上述したように、フランジＥの内面摺動部Ｅ１によるオフセット量は１ｍｍであるため、この上流側のリブＲａが張り出した構成によりオフセットは相殺されるため、フィルムＦと上流側のリブＲａとのクリアランスは広がらない。よって、記録材Ｐの突入における衝撃を上流側のリブＲａが受け止めてくれるようになるため、フィルムＦの座屈は防止される。

なお、上記説明では、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向における幅の中心を鉛直方向に通る中心線を基準として説明したが、ヒータ２１やフィルムガイドＧの凹部ＧＲの同方向の幅中心を鉛直方向に通る中心線を基準として、各種位置関係を規定してもよい。また、本実施例では、定着装置（画像形成装置）の通常想定される設置状態として、フィルム（ヒータ、フィルムガイド）と加圧ローラとが鉛直方向に並ぶ配置構成を前提として、各構成の位置関係を規定したが、かかる配置構成に限定されるものではない。例えば、フィルムと加圧ローラとが水平方向に並ぶ配置構成となる場合においては、かかる配置構成を前提として、各構成の位置関係が規定されることは言うまでもない。すなわち、この場合には、鉛直方向で規定された位置関係は水平方向で規定されることになり、水平方向で規定された位置関係は鉛直方向で規定されることになる。

ここで、本実施例に係る定着装置におけるフィルムＦの座屈防止の効果について、比較例と対比して説明する。図５（Ａ）は、フィルムガイドＧのリブＲを、フランジＥの内面摺動部Ｅ１よりも、フィルムＦの回転中心方向に小さくして、リブＲがフィルムＦを傷つけることを防止するように構成した比較例に係る定着装置の部分断面図である。この定着装置は、フランジＥの内面摺動部Ｅ１がオフセットされておらず、フィルムＦと記録材Ｐとの分離性において本実施例に係る定着装置の方が有利である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す定着装置において、定着ニップ部Ｎ下流においてフィルムＦの曲率半径を小さくして、記録材Ｐとの分離性を向上させるため、フランジＥの内面摺動部Ｅ１を定着ニップ部Ｎに対して上流側にオフセットさせた構成を示す。しかしながら、この構成においては、定着装置の上流側において、フィルムＦとリブＲとのクリアランスが広がることになる
。そのため、図５（Ｃ）に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに対し跳ねて突入してきた場合においては、図５（Ｄ）に示すように、記録材Ｐの突入の衝撃によりフィルムＦの長手中央部において座屈を生じさせる可能性がある。

このような座屈の発生は、近年においてより高速化が求められる画像形成装置においては、より顕著に発生する可能性がある。また、フィルムを薄層化した構成によっては、極端な場合、フィルムの破損に至る可能性も懸念される。これに対し、上述したように、本実施例に係る定着装置は、上流側のリブＲａが張り出した構成により、フィルムＦと上流側のリブＲａとのクリアランスが広がらないように構成されている。以下、上流側のリブＲａの張り出し構成についてさらに詳細に説明する。

図４（Ｅ）は、フィルムの長手方向に見たときの、水平線Ｌと水平線Ｍとで挟まれた区間における、リブＲａとフィルムＦとの間の記録材搬送方向上流側の間隙Ｘａと、リブＲｂとフィルムＦとの間の記録材搬送方向下流側の間隙Ｘｂと、を示している。フィルムＦの回転軌道において、位置Ｅａから定着ニップ部Ｎにかけては、フランジＥの内面摺動部Ｅ１による規制がないため、フィルムＦは比較的自由にその軌道を変えられる。そのため、フィルムＦの座屈は起こりにくい。これに対し、水平線Ｌと水平線Ｍとで挟まれた区間においては、フィルムＦはフランジＥの内面摺動部Ｅ１による規制されるため、記録材の突入による座屈が起こりやすい。

本実施例ではこの観点から、フィルムＦの座屈が起こりやすい水平線Ｌと水平線Ｍとで挟まれた区間において、第１の隙間としての間隙Ｘａの方を、第２の隙間としての隙間Ｘｂより狭くなるようにしている。これにより、記録材搬送方向の上流側では、記録材Ｐの突入におけるフィルムＦの屈曲を小さくすることが可能となる。一方、下流側においては、フィルムＦとフィルムガイドＧとの間のクリアランスを確保することにより、全体としてフィルムＦの摺動抵抗が増すことを抑えている。

ここで、フィルムＦの回転中における間隙Ｘａ、Ｘｂの測定は、例えば、フィルムＦの一部に空けた孔に、レーザ測長器のレーザ光を当てることにより測定することができる。

図４（Ｆ）は、フィルムの長手方向に見たときの、フィルムＦの内面のうち水平線Ｌとの交点から定着ニップ部Ｎに至る境界と、リブＲａ、Ｒｂの案内面のうち水平線Ｌとの交点から定着ニップ部Ｎに至る境界と、水平線Ｌと、で囲まれる領域の面積Ｓａ、Ｓｂを示している。本実施例では、上記境界と水平線によって記録材搬送方向の上流側と下流側に分かれて形成される二つの領域のうち上流側の領域の面積Ｓａが、下流側の領域の面積Ｓｂより狭くなっている。これにより、定着ニップ部Ｎに対して記録材搬送方向における上流側において、記録材Ｐの突入におけるフィルムＦの屈曲を平均的に小さくすることが可能となっている。また、下流側においては、フィルムＦとフィルムガイドＧとの間のクリアランスを確保することにより、全体としてフィルムＦの摺動抵抗が増えることを抑えている。

なお、フィルムＦの回転中における面積Ｓａ、Ｓｂの測定も、例えば、フィルムＦの一部に空けた孔に、レーザ測長器のレーザ光を当てることにより測定することができる。

以上、本実施例によれば、フィルムガイドの上流側のリブの方を下流側のリブよりも張り出した構成にすることにより、記録材の突入に起因するフィルムの座屈を防止することができる。

なお、本発明においてのヒータの構成は、上記実施例の構成に限定されるものではない。例えば、電磁誘導によりフィルムの導電層を発熱させるようなＩＨ定着器や、フィルム
の内部空間の中央にハロゲンヒータを配置したような定着器などに対しても、本発明は好適に適用することができる。

本発明の実施の形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内部空間に配置されるヒータと、
前記フィルムの外面に接触し、前記フィルムとの間にニップを形成するローラと、
前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面を案内するフィルムガイドと、
前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面のうち、前記フィルムの長手方向の両端の領域を案内するフランジ部材と、
を備え、
前記ローラの回転によって前記ニップで挟持搬送する記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱する像加熱装置において、
前記長手方向に見たときに、前記フランジ部材において記録材の搬送方向の上流側に最も突出する部分が前記フィルムの前記内面と接触する位置を、第１の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の位置を通り前記ニップと平行な第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フランジ部材において前記フィルムの前記内面と対向する面と交差する位置を、第２の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の上流側において、前記フィルムガイドにおいて前記フィルムの前記内面と対向する外面と交差する位置を、第３の位置とし、
前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フィルムガイドの前記外面と交差する位置を、第４の位置としたときに、
前記第１の仮想線上において、前記第１の仮想線に沿った方向における前記ニップの中心と直交する第２の仮想線と前記第１の仮想線との交点と、前記第１の位置と、の間の第１の距離が、前記交点と前記第２の位置との間の第２の距離よりも長く、かつ、前記交点と前記第３の位置との間の第３の距離が、前記交点と前記第４の距離との間の第４の距離よりも長いことを特徴とする像加熱装置。
（構成２）
前記第１の仮想線上において、前記第１の位置と前記第３の位置との間の第１の隙間が、前記第２の位置と前記第４の位置との間の第２の隙間より狭いことを特徴とする構成１に記載の像加熱装置。
（構成３）
前記長手方向に見たときに、前記フィルムの内面における前記第１の仮想線との交点から前記ニップに至る境界と、前記フィルムガイドの前記外面における前記第１の仮想線との交点から前記ニップに至る境界と、前記第１の仮想線と、で囲まれる、前記搬送方向の上流側と下流側に分かれた二つの領域は、前記搬送方向の上流側の領域の面積が、前記搬送方向の下流側の領域の面積より小さいことを特徴とする構成１又は２に記載の像加熱装置。
（構成４）
前記フランジ部材は、前記フィルムの長手方向の両端の内面を案内する案内曲面を有し、
前記案内曲面の曲率中心は、前記搬送方向において、前記ニップの前記中心よりも下流に位置することを特徴とする構成１～３のいずれか一の構成に記載の像加熱装置。
（構成５）
前記案内曲面は、前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が前記曲率中心を通り、前記搬送方向の上流側の端部と下流側の端部が、それぞれ、前記搬送方向と前記長手方
向のそれぞれと直交する方向において、前記第１の仮想線よりも前記ニップに近い位置にあることを特徴とする構成４に記載の像加熱装置。
（構成６）
前記フィルムガイドは、前記ヒータを支持するともに、前記ヒータに対して前記フィルムの回転方向における両側にそれぞれ前記フィルムの内面を案内する案内面を有することを特徴とする構成１～５のいずれか一の構成に記載の像加熱装置。
（構成７）
前記フィルムガイドは、
前記ヒータを収容する凹部を有するベース部と、
前記ベース部の前記搬送方向の上流側から突出する第１のリブと、
前記ベース部の前記搬送方向の下流側から突出する第２のリブと、
を有し、
前記第１のリブは、前記長手方向に見たときに、前記第２のリブよりも、前記ベース部から前記フィルムの内面に向かう張り出す量が大きいことを特徴とする構成１～６のいずれか一の構成に記載の像加熱装置。
（構成８）
前記第１のリブは、前記第２のリブよりも、前記搬送方向における前記ベース部からの突出量と、前記搬送方向と直交する方向における前記ベース部からの突出量とが、それぞれ大きいことを特徴とする構成７に記載の像加熱装置。
（構成９）
前記第１のリブは、前記ベース部に前記長手方向に複数並ぶように設けられており、
前記第２のリブは、前記ベース部に前記長手方向に複数並ぶように設けられていることを特徴とする構成７又は８に記載の像加熱装置。
（構成１０）
前記ヒータは、前記フィルムの内面に接触し、
前記ローラは、前記ニップを前記ヒータとともに形成することを特徴とする構成１～９のいずれか一の構成に記載の像加熱装置。
（構成１１）
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が構成１～１０のいずれか一の構成に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。

Ｆ…フィルム、Ｇ…フィルムガイド、Ｎ…定着ニップ部、Ｅ、Ｅ１、Ｅ２…フランジ、Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ…フィルムガイドリブ

Claims (11)

1. 筒状のフィルムと、
   前記フィルムの内部空間に配置されるヒータと、
   前記フィルムの外面に接触し、前記フィルムとの間にニップを形成するローラと、
   前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面を案内するフィルムガイドと、
   前記ローラの回転に従動して回転する前記フィルムの内面のうち、前記フィルムの長手方向の両端の領域を案内するフランジ部材と、
   を備え、
   前記ローラの回転によって前記ニップで挟持搬送する記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱する像加熱装置において、
   前記長手方向に見たときに、前記フランジ部材において記録材の搬送方向の上流側に最も突出する部分が前記フィルムの前記内面と接触する位置を、第１の位置とし、
   前記長手方向に見たときに、前記第１の位置を通り前記ニップと平行な第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フランジ部材において前記フィルムの前記内面と対向する面と交差する位置を、第２の位置とし、
   前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の上流側において、前記フィルムガイドにおいて前記フィルムの前記内面と対向する外面と交差する位置を、第３の位置とし、
   前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が、前記ニップよりも前記搬送方向の下流側において、前記フィルムガイドの前記外面と交差する位置を、第４の位置としたときに、
   前記第１の仮想線上において、前記第１の仮想線に沿った方向における前記ニップの中心と直交する第２の仮想線と前記第１の仮想線との交点と、前記第１の位置と、の間の第１の距離が、前記交点と前記第２の位置との間の第２の距離よりも長く、かつ、前記交点と前記第３の位置との間の第３の距離が、前記交点と前記第４の距離との間の第４の距離よりも長いことを特徴とする像加熱装置。
2. 前記第１の仮想線上において、前記第１の位置と前記第３の位置との間の第１の隙間が、前記第２の位置と前記第４の位置との間の第２の隙間より狭いことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記長手方向に見たときに、前記フィルムの内面における前記第１の仮想線との交点から前記ニップに至る境界と、前記フィルムガイドの前記外面における前記第１の仮想線との交点から前記ニップに至る境界と、前記第１の仮想線と、で囲まれる、前記搬送方向の上流側と下流側に分かれた二つの領域は、前記搬送方向の上流側の領域の面積が、前記搬送方向の下流側の領域の面積より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
4. 前記フランジ部材は、前記フィルムの長手方向の両端の内面を案内する案内曲面を有し、
   前記案内曲面の曲率中心は、前記搬送方向において、前記ニップの前記中心よりも下流に位置することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
5. 前記案内曲面は、前記長手方向に見たときに、前記第１の仮想線が前記曲率中心を通り、前記搬送方向の上流側の端部と下流側の端部が、それぞれ、前記搬送方向と前記長手方向のそれぞれと直交する方向において、前記第１の仮想線よりも前記ニップに近い位置にあることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
6. 前記フィルムガイドは、前記ヒータを支持するともに、前記ヒータに対して前記フィルムの回転方向における両側にそれぞれ前記フィルムの内面を案内する案内面を有することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
7. 前記フィルムガイドは、
   前記ヒータを収容する凹部を有するベース部と、
   前記ベース部の前記搬送方向の上流側から突出する第１のリブと、
   前記ベース部の前記搬送方向の下流側から突出する第２のリブと、
   を有し、
   前記第１のリブは、前記長手方向に見たときに、前記第２のリブよりも、前記ベース部から前記フィルムの内面に向かう張り出す量が大きいことを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
8. 前記第１のリブは、前記第２のリブよりも、前記搬送方向における前記ベース部からの突出量と、前記搬送方向と直交する方向における前記ベース部からの突出量とが、それぞれ大きいことを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。
9. 前記第１のリブは、前記ベース部に前記長手方向に複数並ぶように設けられており、
   前記第２のリブは、前記ベース部に前記長手方向に複数並ぶように設けられていることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
10. 前記ヒータは、前記フィルムの内面に接触し、
    前記ローラは、前記ニップを前記ヒータとともに形成することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
11. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
    記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
    を有する画像形成装置において、
    前記定着部が請求項１に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
    

Images