JP5955440B2

JP5955440B2 - 定着装置

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Description

本発明は、電子写真方式の複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられる、記録材上に形成させた未定着トナー像を記録材に加熱定着処理する定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置で用いられる定着装置として、オンデマンド性に優れたフィルム定着方式の定着装置が用いられている。

フィルム定着方式の定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面と接触するヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧部材を有する。そして、ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、トナー像を記録材に定着するものである。

フィルム加熱方式の定着装置は、フィルムを目標温度まで早く立ち上げるために、熱容量の小さいフィルムを用いている。フィルムの材料としては、ステンレス鋼やニッケルなどの金属材料を用いる場合や、ポリイミドなどの耐熱樹脂材料を用いる場合がある。一般的に、金属材料は樹脂材料に比べると強度があるため薄肉化でき、また熱伝導率も高いという特徴を持つ。一方、樹脂材料は、金属に比べると比重が小さいため熱容量が小さく温まりやすい利点がある。また、樹脂材料は塗工成型により薄肉のフィルムを成型できるため、安価に成型できるという特徴がある。

また、フィルム加熱方式での定着装置においては、設計の公差等により、加圧部材とフィルムの平行度のズレや加圧力の左右差が発生する場合がある。そのような場合、フィルムの記録材搬送方向に直交する方向への片寄り（以下、フィルムの寄りと称する）が発生する場合がある。

そこで、フィルム端部を、規制部材の規制面で受け止め、またその形状を工夫することでフィルムの寄りの規制を行い、フィルム端部が折れたり、ラッパ状に広がって亀裂が生じるなどのフィルム端部破損を防止する構成が開示されている（特許文献１及び２）。

特開２００２−２４６１５１号公報特許第３８１４５４２号

しかしながら、近年の環境意識の高まりを背景にした省エネルギー化のために、定着装置の更なる低消費電力化が求められている。消費電力を低減させるためには、フィルムから記録材への伝熱効率を高めることが有効であるため、更なるフィルムの薄層化が進められており、フィルムの端部の強度が不足することが予想される。

従って、更なるフィルムの薄層化が進められた場合、特許文献１又は特許文献２に示す規制部材を用いたとしてもフィルム端部破壊の対策として十分でない場合がある。なぜなら、特許文献１及び特許文献２では、フィルムの寄りでフィルムがラジアル方向に移動した際に、フィルム端部に内面方向への力が加わると、フィルム端部が内面方向へ折れてしまう虞がある。

本発明の目的は、上記のような状況を鑑み、フィルムの更なる薄層化が進められた場合でも、フィルムの寄りによるフィルム端部破損を抑制できる定着装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の好適な実施形態の一つは、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するニップ形成部材と、前記フィルムを介して前記ニップ形成部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、前記フィルムが前記フィルムの母線方向に移動したときに前記フィルムの前記母線方向の端面が接触し前記フィルムの前記母線方向の移動を規制する規制面を有する規制部材と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、記録材に前記トナー像を定着する定着装置において、前記規制面は凹形状の曲面領域を有することを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の好適な実施形態の一つは、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するニップ形成部材と、前記フィルムを介して前記ニップ形成部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、前記フィルムが前記フィルムの母線方向に移動したときに前記フィルムの前記母線方向の端面が接触し前記フィルムの前記母線方向の移動を規制する規制面を有する規制部材と、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、記録材に前記トナー像を定着する定着装置において、前記規制面は、前記フィルムの前記端面が前記規制面に接触するときに、前記端面が接触する位置が前記フィルムのラジアル方向において外側である程、前記端面が前記規制面から受ける力であって前記端面を前記フィルムのラジアル方向の内側に曲げる方向の力が大きくなるように形成された領域を有することを特徴とする。

本発明によれば、薄層化されたフィルムを用いた場合でも、フィルムの寄りに起因するフィルムの端部破壊を抑制できる。

実施例１に係る定着装置のフィルムの母線方向に垂直な断面図実施例１に係る定着装置の記録材搬送方向上流側から見た模式図（ａ）実施例１に係る加圧ローラの軸方向に垂直な断面図、（ｂ）実施例１に係るフィルムの母線方向に垂直な断面図（ａ）実施例１に係るフィルムアセンブリのフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ａ−Ａ断面図（左図）、（ｂ）実施例１に係るフィルムアセンブリのフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｂ−Ｂ断面図（左図）（ａ）〜（ｃ）比較例に係るフィルムとフィルム端部規制面のニップ部に平行な断面図（ａ）（ｂ）比較例に係るフィルムとフィルム端部規制面のニップ部に平行な断面図比較例においてフィルムとフィルム端部規制面が接触した際の力のつり合いを表す図（ａ）〜（ｃ）実施例１に係るフィルムとフィルム端部規制面のニップ部に平行な断面図（ａ）（ｂ）比較例においてフィルムとフィルム端部規制面が接触した際の力のつり合いを表す図実施例１及び比較例においてフィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量と内向きの力の関係を表す図実施例１におけるフィルム端部規制面の形状を示す断面図実施例１におけるフィルム端部のラジアル方向の基準位置を表す図（ａ）実施例２に係るフィルムアセンブリのフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｃ−Ｃ断面図（左図）、（ｂ）実施例２に係るフィルムアセンブリのフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｄ−Ｄ断面図（左図）

（実施例１）
実施例１に係る定着装置の概要について説明する。図１は定着装置１８のフィルム３６の母線方向に垂直な断面図であり、図２は定着装置１８を記録材搬送方向上流側から見た図である。また、以下の定着装置の説明において、長手方向とは、記録材搬送方向に直交する方向である。幅方向とは記録材搬送方向である。３１はフィルム３６を含むフィルムアセンブリ、３２は加圧部材としての加圧ローラである。加圧ローラ３２は、図３（ａ）に示すように、芯金３２ａと、芯金３２ａの周りに同心一体にローラ状に形成した、シリコーンゴムやフッ素ゴム等からなる弾性層３２ｂからなる。更に、その上に、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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等の離型性層３２ｃを形成している。実施例１では、ステンレス鋼製の外径１１ｍｍの芯金３２ａ上に射出成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂを形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡチューブ３２ｃを被覆した加圧ローラ３２を用いた。加圧ローラ３２の外径は１８ｍｍである。この加圧ローラ３２は図２に示すように、芯金３２ａの長手方向両端で、それぞれ軸受部材３５を介して装置フレーム側板３４間に回転自在に支持させて配設してある。Ｇは加圧ローラ芯金３２ａの一端部に固着した駆動ギアである。

フィルムアセンブリ３１は、フィルム３６、ヒータ３８、ガイド部材３７、加圧ステイ３９、及び、規制部材４０を有する。

フィルム３６は筒状のもので、図３（ｂ）に示すように、内面側から外面側に向かって、耐熱樹脂から成る基層３６ａ、弾性層３６ｂ、離型層３６ｃを有する。実施例１では基層３６ａとして、筒状に形成した厚み４５μｍのポリイミドの基材を用いている。基層３６ａの上には、弾性層３６ｂとして厚み約１５０μｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に離型層３６ｃとして厚み１５μｍのＰＦＡチューブを被覆した。実施例１では、フィルム３６は内径１８ｍｍのものを用いている。

ニップ形成部材としてのヒータ３８は、フィルム３６の内面と接触してフィルム３６を加熱し、フィルム３６を介して加圧ローラ３２と共にニップ部Ｎを形成する。ヒータ３８の基板は、アルミナ又はチッ化アルミ等の高絶縁性且つ良熱伝導性のセラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、又は、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂基板が用いられる。そして、その基板の表面に長手に沿って、例えば、銀パラジウム等の通電発熱抵抗体層をスクリーン印刷等により、線状もしくは細帯状に形成されている。ヒータ３８は不図示の給電部から通電発熱抵抗体層に電力が供給されることにより昇温する。そしてヒータ温度が不図示の温度センサにより検知され、不図示の制御部により目標温度に温調維持されるように給電部から通電発熱抵抗体層への電力供給が制御される。

ガイド部材３７は図１に示すように、横断面略半円状樋型で、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。ヒータ３８はガイド部材３７の加圧ローラ３２に対向する側にガイド部材の長手方向に沿って配設されている。

加圧ステイ３９はフィルム３６の母線方向に垂直な断面でＵ字型の断面形状を有し、ガイド部材の長手方向に長い部材で、ガイド部材を補強するものである。実施例１では、加圧ステイ３９の材料としてステンレス鋼を用いている。

以上、前述したフィルムアセンブリ３１を、図１のように、ヒータ３８側が加圧ローラ３２に対向するように、加圧ローラに対して加圧バネ４２で押圧する。

そして、加圧ローラ３２の駆動ギアＧに不図示の駆動機構部から回転力が伝達されて加圧ローラ３２が図１において時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転駆動によってニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３２とフィルム３６との間に摩擦力が働き、フィルム３６が回転する。

フィルム３６が回転して、ヒータ３８の温度が目標温度に到達し温調された状態において、ニップ部Ｎに記録材Ｐが突入するようにする。

ニップ部Ｎにおいて未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが搬送されながら加熱され、記録材Ｐ上のトナー像ｔは記録材Ｐ上に定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはフィルム３６の面から曲率分離して排出し、不図示の排紙ローラ対により搬送される。

次に、実施例１に係る規制部材４０について説明する。図４（ａ）は、実施例１に係るフィルムアセンブリ３１のフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ａ−Ａ断面図（左図）である。図４（ｂ）は実施例１に係るフィルムアセンブリ３１のフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｂ−Ｂ断面図（左図）である。

規制部材４０は、第１の規制面としてのフィルム内周規制面４０ｃと、第２の規制面としてのフィルム端部規制面４０ｄを有し、フィルムの寄りが発生した際にフィルム３６の位置を規制するためのものである。

ここで、フィルムの寄りの発生メカニズムについて説明する。通常の定着動作時において、加圧ローラ３２の軸方向とフィルム３６の母線方向は、完全な平行になるとは限らず、製造上の公差で交差角を持つ場合がある。また、加圧ローラ３２の軸方向とフィルム３６の母線方向が平行であったとしても、加圧バネ４２による加圧力の左右差により、従動回転するフィルム３６の送り速度に左右差が生じる場合もある。このような場合、フィルム３６が回転駆動される時に、フィルム３６にフィルムのラジアル方向、及び、フィルムの母線方向へ移動させる力（以後、フィルムの寄り力と記する）が働き、フィルムの寄りが発生する。また、通常の定着動作時以外にも、ニップ部Ｎに記録材を挟持した状態でジャムが発生した際に、ユーザが記録材を記録材搬送方向に対して角度を持った方向に引き抜いた場合にも、フィルムの寄りは発生する。

このようなフィルムの寄りが発生した際に、フィルム内周規制面４０ｃは、フィルム３６の端部内周面と接触しフィルム３６のラジアル方向の移動を規制する。フィルム内周規制面４０ｃは、ニップ部Ｎに近い部分を切欠いた筒状で、その外径はフィルム３６の端部内周面の内径より僅かに小さい。フィルム内周規制面４０ｃのフィルム３６の母線方向に垂直な断面形状は、フィルム３６がニップ部でヒータ３８と加圧ローラ３２に挟持されて加圧された時の形状に近いものにしている。

実施例１では、フィルム内周規制面４０ｃの外径Ａとフィルム３６の端部内周面の内径Ｄを次式（１）を満たすように設定する。
１．００＜Ｄ／Ａ＜１．０７・・・式（１）
尚、実施例１ではＤ／Ａ＝１．０３５としている。規制部材４０のフィルム内周規制面４０ｃの外径は１７．４ｍｍであり、フィルム端部内周面の内径は１８．０ｍｍである。
式（１）を満たすことで、フィルム３６の端部内周面とフィルム内周規制面４０ｃのラジアル方向の間隔を小さくして、フィルム内周規制面４０ｃがフィルム３６の内周面のバックアップとして機能しやすいようにしている。

次に、実施例１の特徴であるフィルム端部規制面４０ｄについて説明する。フィルム端部規制面４０ｄは、フィルムの寄りが発生した際に、フィルム３６の母線方向にフィルム３６が移動することを規制する規制面である。フィルム端部規制面４０ｄはニップ部付近を除いた部分で構成される。その理由は、フィルム３６はニップ部Ｎによって強く拘束されるため柔軟性がなく、ニップ部付近で寄り力を受けてしまうと局部的な変形応力が発生し、フィルム端部破壊が発生しやすくなるためである。

実施例１の特徴的な構成であるフィルム端部規制面４０ｄは、凹形状の曲面である。前述したようにフィルム３６はフィルム内周規制面４０ｃによってラジアル方向の移動範囲が制限されており、少なくともこの時のフィルムの母線方向の端面の移動範囲に対向するフィルム端部規制面４０ｄの領域は凹形状の曲面とする。

その凹形状の曲面は、フィルム３６の母線方向に垂直な任意の断面上においては、円弧で表される。その円弧の半径がフィルム３６の母線方向のフィルム３６側に向かう程大きくなり、その半径の変化率がフィルム３６の母線方向のフィルム側に向かう程小さくなる曲面である。

実施例１に係るフィルム端部規制面４０ｄの具体的な形状について説明する。図１１に、フィルム３６と規制部材４０のニップ部Ｎに平行な断面で、フィルム端部がフィルム端部規制面４０ｄに接触している部分の拡大図を示す。図１１において、ｙ方向がフィルム３６のラジアル方向である。フィルム端部規制面４０ｄは、この断面上で短軸半径２ｍｍ及び長軸半径４ｍｍの楕円の一部（ｘ^２／２^２＋ｙ^２／４^２＝１ｘ≧０，ｙ≧０）を含むラインになる曲面である。

実施例１の作用効果について比較例と対比して説明する。比較例のうち実施例１と異なるのは、規制部材４０１のフィルム端部規制面４０１ｄの形状のみである。その他の構成については同じであるので説明を省略する。

フィルムアセンブリ３２の加圧方向でフィルム３６を２等分した比較例の規制部材４０１とフィルム３６の断面図を図５及び図６に示す。比較例のフィルム端部規制面４０１ｄは、ラジアル方向に直線的な斜面を有した面である。フィルム３６はフィルム内周規制面４０１ｃによってラジアル方向の移動範囲が制限されており、少なくともこの時の前記フィルムの母線方向の端面の移動範囲に対向するフィルム端部規制面４０１ｄの領域は上記のラジアル方向に直線的な斜面を有した面とする。

上記のラジアル方向に直線的な斜面を有した面も、フィルム３６の母線方向に垂直な任意の断面上においては、円弧で表される。その円弧の半径がフィルム３６の母線方向のフィルム３６側に向かう程大きくなり、その半径の変化率がフィルム３６の母線方向のフィルム３６側に向かう方向で一定である。

図７に、フィルムの寄り力Ｆがフィルム３６に加わり、フィルム端部がフィルム端部規制面４０１ｄ上の任意の接触ポイントで接触した場合の力のつり合いを表した図を示し、詳細に説明する。

上記の斜面形状の斜面とフィルム３６の母線方向の端面を含む仮想面の交わる角度をθ１とする。そうすると、フィルムの寄り力Ｆは、フィルム端部規制面４０１ｄに垂直な方向の分力（Ｆｃｏｓθ１）と、フィルム端部規制面４０１ｄに平行な方向の分力（Ｆｓｉｎθ１）と、に分解できる。フィルム端部規制面４０１ｄに垂直な方向の分力（Ｆｃｏｓθ１）は、フィルム端部規制面４０１ｄの垂直抗力と釣り合う。フィルム端部規制面４０１ｄに平行な方向の分力Ｆｓｉｎθ１は、更に、フィルム３６の母線方向の力と、フィルムの母線方向に直交する方向の分力（１／２Ｆｓｉｎ２θ１）と、に分解できる。このフィルムの母線方向に直交する方向の分力（１／２Ｆｓｉｎ２θ１）は、フィルム端部をフィルム内周規制面４０ｃ側に曲げる方向の力（以後、内向きの力Ｆｒ１と記す）となる。比較例では、θ１はフィルム３６のラジアル方向で一定である。従って、比較例においては、フィルム端部に加わる内向きの力Ｆｒ１（＝１／２Ｆｓｉｎ２θ１）は、フィルムの寄り力Ｆ、及び、角度θ１が同じであれば、フィルム３６のラジアル方向で接触ポイントに限らず一定となる。また、内向きの力Ｆｒ１は、寄り力Ｆが同じであっても、角度θ１を調整することで、調整可能である。

続いて、実施例１の規制部材４０を用いた際に、フィルム端部に加わる内向きの力ついて説明する。フィルムの寄り力Ｆがフィルム３６に加わり、フィルム端部がフィルム端部規制面４０ｄに接触ポイントＰ２で接触した時の力のつりあいを表した断面図を図９（ａ）に示す。接触ポイントＰ２におけるフィルム端部規制面４０ｄの接線と、フィルム３６の母線方向の端面を含む仮想面を上記の断面図に投影した線と、が交差する角度をθ２とする。接触ポイントＰ２におけるフィルム端部規制面４０ｄフィルムの寄り力Ｆは、フィルム端部規制面４０ｄの接触ポイントＰ２における接線に垂直な方向の分力（Ｆｃｏｓθ２）と、フィルム端部規制面４０ｄに平行な方向の分力（Ｆｓｉｎθ２）と、に分解できる。フィルム端部規制面４０ｄに垂直な方向の分力（Ｆｃｏｓθ２）は、フィルム端部規制面４０ｄの垂直抗力と釣り合う。更に、フィルムの斜面に平行な方向の分力（Ｆｓｉｎθ２）は、フィルム３６の母線方向の分力と、フィルムの母線方向に直交する方向の分力（１／２Ｆｓｉｎ２θ２）と、に分解することができる。このフィルムの母線方向に直交する方向の分力（１／２Ｆｓｉｎ２θ２）が内向きの力Ｆｒ２となる。

次に、フィルム端部がフィルム端部規制面４０ｄに接触する接触ポイントがＰ２よりもラジアル方向にずれたＰ３である場合の内向きの力Ｆｒ３について、図９（ｂ）を用いて説明する。接触ポイントＰ３におけるフィルム端部規制面４０ｄの接線と、フィルム３６の母線方向の端面を含む仮想面を上記の断面図に投影した線と、がなす角度をθ３とする。寄り力Ｆと上記の角度θ３を用いて、接触ポイントＰ３における内向きの力Ｆｒ３は、１／２Ｆｓｉｎ３θ３と表すことができる。θ３＞θ２であることから、Ｆｒ３＞Ｆｒ２となる。つまり、実施例１におけるフィルム端部に加わる内向きの力は、ラジアル方向に向かう程大きくなることがわかる（ただし、０＜θ＜４５°）。

次に、図１０を用いて、実施例１及び比較例のフィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量と、内向きの力の大きさと、の関係について比較する。上記の基準位置について、フィルムの端部及びフィルム内周規制面４０ｃ（４０１ｃ）の位置関係をフィルム３６の母線方向から見た図で表した図１２を用いて説明する。基準位置とは、図１２において、フィルム３６の端部内周面と、規制部材４０のフィルム内周規制面４０ｃ（４０１ｃ）と、のラジアル方向の間隔（ΔＲ）が任意のラジアル方向で等しいフィルム端部の位置を指す。

図１０のグラフの横軸はフィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量であり、縦軸は内向きの力である。フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量は、フィルム３６自身のラジアル方向の移動以外にも、フィルム端部がラッパ状に開く又は内側に折れるなどの局所的な変形によるものも含まれる。前述したように、フィルム３６のラジアル方向の移動範囲は、フィルム内周規制面４０ｃに制限されている。その制限された移動範囲において、フィルム３６の端部が基準位置からラジアル方向に移動できる最大移動量をＲ１とする（ただし、フィルム端部の変形による移動は含まない）。そのＲ１は、フィルム内周規制面４０ｃ（４０１ｃ）の外径とフィルム３６の端部内周面の内径と、の差分の半分にほぼ一致する。フィルム端部がラジアル方向にＲ１移動した時のフィルム内周規制面４０ｃ（４０１ｃ）との位置関係は、図１２に示した通りである。

比較例の場合、フィルム端部が受ける内向きの力Ｆｒ１の大きさは、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量が０〜Ｒ１の間においても一定値Ｆ_２となる。

次に、この内向きの力の大きさＦ_２について説明する。フィルム３６自身がラジアル方向に移動せずにフィルム端部が破損に至ることなくラジアル方向に最大限にラッパ状に広がった状態（図５（ｃ））におけるフィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量をＲ２とする。フィルム端部がラジアル方向にＲ２移動した時のフィルム内周規制面４０ｃ（４０１ｃ）との位置関係は、図１２に示した通りである。内向きの力の大きさＦ_２は、フィルム端部のラジアル方向における基準位置からの移動量がＲ２に達した際に、フィルム端部が更にラッパ状に広がってフィルム端部破損に至らないように抑えることが可能な大きさに設定されている。

比較例では、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量が０の場合（図５（ａ）及び図１２）、フィルム端部は、大きさＦ_２の内向きの力が加えられても、フィルム内周規制面４０１ｃがバックアップとして機能して折れ曲がらない（図６（ａ））。

しかしながら、例えば、図５（ｂ）及び図１２に示すように、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量がＲ１に達すると、フィルム端部内周面と、フィルム内周規制面４０１ｃと、のラジアル方向の間隔が大きくなる部分が生じることになる。この部分は、フィルム内周規制面４０１ｃのバックアップとしての機能は働きにくい。そうなると、上記の内向きの力（大きさＦ_２）が、フィルム端部がフィルム自身の曲げ剛性で曲がらずに維持できる力の最大値Ｆ_１を超えていると、図６（ｂ）のようにフィルム端部がフィルム内周規制面４０１ｃ側に折れ曲がるという課題が発生する可能性がある。

将来的にフィルムが薄肉化が進むと、フィルム３６自身の曲げ剛性はますます小さくなるので、上記の課題が発生する可能性は大きくなる。

一方、実施例１における内向きの力は、図１０に示すように、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量が大きくなる程、大きくなる。更に、内向きの力が大きくなる割合は、フィルム３６のラジアル方向に向かう程大きくなる。

図８に、実施例１に係るフィルム３６と規制部材４０の位置関係を、ニップ部Ｎに平行な断面で示す。図８（ａ）はフィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量が０の場合で、図８（ｂ）がフィルム端部の基準位置からの移動量がＲ１の場合である。また、図８（ｃ）は、フィルムの寄り力によって、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量がＲ２で、フィルム端部がラッパ状に開いた状態を表した図である。つまり、実施例１では、図１０に示すように、フィルム端部の基準位置からのラジアル方向の移動量がＲ１までは、内向きの力の大きさをＦ_１以下に抑え、上記の移動量がＲ２に達した時は内向きの力の大きさをＦ_２に設定することができる。このように、実施例１は、フィルム端部の状態に応じた内向きの力に設定できる。

従って、実施例１は、フィルム端部に内向きの力を作用させることによってフィルム端部がラジアル方向にラッパ状に広がって破損することを抑制しつつ、その内向きの力によってフィルム端部が内向きに折り曲げられることを抑制する効果がある。

尚、実施例１では、ニップ形成手段としてヒータを用いたものの、これに限らない。例えば、ニップ形成手段をフィルムの回転によってフィルム内面と摺動する摺動板として、その摺動板又はフィルムを熱源で加熱する構成でも良い。

フィルム端部規制面４０ｄは、凹形状の曲面であれば、実施例１のようなニップ部に平行な断面上で楕円の一部を含むラインとなる曲面に限定されない。例えば、上記の断面上で円弧や指数関数で表されるラインとなる曲面でも良い。

（実施例２）
実施例２に係る定着装置について説明する。図１３（ａ）は実施例２に係るフィルムアセンブリ３２のフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｃ−Ｃ断面図（左図）である。また、図１３（ｂ）は実施例２に係るフィルムアセンブリのフィルムの母線方向に垂直な断面図（右図）、及び、Ｄ−Ｄ断面図（左図）である。

実施例２は、実施例１に対して規制部材５０の第２の規制面としてのフィルム端部規制面５０ｄの形状のみが異なる。その他の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。

フィルム３６はニップ部Ｎで強く拘束されているので、フィルム３６は、フィルム３６のラジアル方向のうちフィルムアセンブリ３２の加圧方向に関しては動きの自由度が少ない。従って、フィルム３６のフィルム回転方向でニップ部Ｎの反対側の部分のフィルム３６の母線方向の端部は、そこに加わる内向きの力が大きいと折れ曲がって破損してしまう場合がある。

実施例２の特徴的な構成であるフィルム端部規制面５０ｄについて説明する。実施例２においてもフィルム３６がフィルム内周規制面５０ｃによってラジアル方向の移動範囲が制限されている。また、少なくともこの時のフィルム３６の母線方向の端面の移動範囲に対向するフィルム端部規制面５０ｄの領域は凹形状の曲面であることは実施例１と同じである。これに加えて、フィルム３６の回転方向でフィルム３６のニップ部Ｎで挟持される部分の反対側の部分のフィルム３６の母線方向の端面に対向するフィルム端部規制面５０ｄの第１の領域は、その曲面のうち第１の領域を除いた第２の領域よりも曲率が小さい。

実施例２におけるフィルム端部規制面５０ｄの第１の領域の具体的な形状について説明する。図１３（ａ）（ｂ）のフィルム回転方向でニップ部Ｎの反対側の第１の領域Ｅのラジアル方向の断面（例えば、Ｃ−Ｃ断面）上で短軸半径２ｍｍ及び長軸半径６ｍｍの楕円の一部（ｘ^２／２^２＋ｙ^２／６^２＝１ｘ≧０，ｙ≧０）を含むラインとなる曲面にする。次に、フィルム端部規制面５０ｄのその他の領域（第２の領域）の具体的な形状について説明する。第２の領域は、第１の領域Ｅの端から円周方向に滑らかに連続し、ラジアル方向の断面（例えばＤ−Ｄ断面）上で、短軸半径２ｍｍ及び長軸半径４ｍｍの一部（ｘ^２／２^２＋ｙ^２／４^２＝１ｘ≧０，ｙ≧０）を含むラインとなる曲面にする。短軸の半径２ｍｍ及び長軸の半径６ｍｍの楕円は、軸半径２ｍｍ及び長軸半径４ｍｍの楕円よりも曲率が小さい。従って、上記の曲面におけるラジアル方向の曲率も小さいので、フィルム端部に加わる内向きの力も小さくなる。

実施例２は、フィルム回転方向でフィルム端部のラジアル方向の動きの自由度が少ないニップ部の反対側の領域で、フィルム端部に加わる内向きの力をその他の領域よりも小さくして、フィルム端部破損に対して有利な構成にすることができる。

１８定着装置
３１フィルムアセンブリ
３２加圧ローラ
３６フィルム、
３７ガイド部材、
３８ヒータ、
３９加圧ステイ
４０実施例１の規制部材、
４０ｃ実施例１のフィルム内周規制面
４０ｄ実施例１のフィルム端部規制面
４２加圧バネ
４０１比較例の規制部材
４０１ｃ比較例のフィルム内周規制面
４０１ｄ比較例のフィルム端部規制面
５０ｃ実施例２のフィルム内周規制面
５０ｄ実施例２のフィルム端部規制面

Claims

筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するニップ形成部材と、
前記フィルムを介して前記ニップ形成部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
前記フィルムが前記フィルムの母線方向に移動したときに前記フィルムの前記母線方向の端面が接触し前記フィルムの前記母線方向の移動を規制する規制面を有する規制部材と、
を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、記録材に前記トナー像を定着する定着装置において、
前記規制面は凹形状の曲面領域を有することを特徴とする定着装置。
前記曲面領域は、前記フィルムのラジアル方向において外側に向かう程、曲率が大きくなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記曲面領域において、前記フィルムの回転方向に関し前記ニップ部から遠い第１の領域は、前記第１の領域によりも前記ニップ部に近い第２の領域よりも曲率が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
前記規制部材は、前記フィルムの前記フィルムの母線方向における端部の内面に対向する対向面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
前記ニップ形成部材は、ヒータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するニップ形成部材と、
前記フィルムを介して前記ニップ形成部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
前記フィルムが前記フィルムの母線方向に移動したときに前記フィルムの前記母線方向の端面が接触し前記フィルムの前記母線方向の移動を規制する規制面を有する規制部材と、
を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、記録材に前記トナー像を定着する定着装置において、
前記規制面は、前記フィルムの前記端面が前記規制面に接触するときに、前記端面が接触する位置が前記フィルムのラジアル方向において外側である程、前記端面が前記規制面から受ける力であって前記端面を前記フィルムのラジアル方向の内側に曲げる方向の力が大きくなるように形成された領域を有することを特徴とする定着装置。