JP6472404B2

JP6472404B2 - 像加熱装置

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Publication number: JP6472404B2
Application number: JP2016050770A
Authority: JP
Inventors: 田中　範明; 範明田中; 佳典橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: JP2016212384A

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する定着装置として、フィルム方式の装置が知られている。このタイプの定着装置は、通電により発熱する発熱体をセラミック製の基板の長手方向に沿って形成したヒータと、ヒータに接触しつつ回転する筒状のフィルムと、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ローラと、を有する。未定着トナー像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これによりトナー像は記録材上に定着される。

フィルムを用いた定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｔＯｕｔＴｉｍｅ）を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。このようなメリットがあるため、近年、高速装置に導入されている。そのため、さらなる熱伝導効率の向上を目的として、ヒータ位置を最適化する技術が考案されている。

特許文献１には、ヒータを保持するヒータホルダを記録材の搬送方向でフレームに対して位置決めすることにより、ヒータ位置を最適化した定着装置が開示されている。特許文献１に記載の定着装置は、ヒータホルダの記録材の搬送方向に対する位置決めを最適化し、熱伝達効率を向上させることに対して有効である。

特許第５３８８４９８号公報

フィルムを用いた定着装置では、熱伝達効率を向上させるために、フレームに対してヒータの記録材の搬送方向と直交する長手方向の位置決めを最適化することが求められている。

図１７、図１８を参照して、従来の定着装置におけるヒータホルダの長手方向の位置決め構造を説明する。図１７は従来の定着装置を記録材の搬送方向（紙面に対して垂直な方向）の下流側から見たときの正面図である。図１８はフィルム１３を取り外した加熱ユニットを記録材の搬送方向の下流側から見たときの正面図である。図示していないが、定着装置の記録材の搬送方向の上流側の位置決め構造は記録材の搬送方向の下流側と同じである。

図１７に示すように、定着装置の左右フレーム１９ａ，１９ｂには溝（不図示）が設けられている。この溝には軸受２０ａ，２０ｂが装着、位置決めされ、その軸受２０ａ，２０ｂで加圧ローラ１７の芯金１７ａが保持される。加熱ユニット１８のフランジ１６ａ，１６ｂはフレーム１９ａ，１９ｂに設けられた溝に対して上下にスライド可能に装着されている。

両フランジ１６ａ，１６ｂによって、記録材の搬送方向（Ｙ軸方向）と直交する定着装置の長手方向（Ｘ軸方向）におけるフィルム１３の位置が規制される。記録材の搬送方向（Ｙ軸方向）におけるヒータホルダ１５の位置は、ヒータホルダ１５に設けられた位置決め部２５ａ，２５ｂがフレーム１９ａ，１９ｂの溝を構成するフレーム１９ａ，１９ｂのリム部（不図示）に突き当たることによって決まる。

なお、番号２１は加圧ローラ１７の芯金１７ａに取り付けられたギアである。不図示のモータの動力でギア２１を回転させることにより加圧ローラ１７が回転する。加圧ローラ１７に接触するフィルム１３は、加圧ローラ１７の回転に従動して回転する。

図１８に示すように、フランジ１６ａ，１６ｂは加圧板３２ａ，３２ｂを介して加圧バネ３０ａ，３０ｂの加圧力を受ける。フランジ１６ａ，１６ｂが受けた加圧力はステー２７を介してヒータホルダ１５が受け、ヒータ１４へ加圧力を伝達する。

次に、定着装置の長手方向Ｘにおけるステー２７の位置について説明する。ステー２７は、フランジ１６ａとフランジ１６ｂの間に配置されている。長手方向（Ｘ軸方向）においてフランジ１６ａ、１６ｂとステー２７の間には隙間がある。しかし、ステー２７に設けられた突き当て部３７ａ又は突き当て部３７ｂがフランジ１６ａ又はフランジ１６ｂと突き当たることで、長手方向（Ｘ軸方向）におけるステー２７の位置が大よそ決まる。

上述したように、フランジ１６ａ，１６ｂと突き当て部３７ａ，３７ｂの間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。突き当て部３７ａ，３７ｂ間は比較的寸法が大きい（Ａ４サイズ紙、Ｌｅｔｔｅｒサイズ紙を用いるプリンタで２００ｍｍ以上）ため、上記隙間は比較的大きくなる。

次に、定着装置の長手方向Ｘにおけるヒータホルダ１５の位置について説明する。図１８に示すように、ヒータホルダ１５には突き当て部３４ａ，３４ｂが設けられている。ヒータホルダ１５の突き当て部３４ａ，３４ｂがステー２７に突き当たることによって、定着装置の長手方向Ｘにおけるヒータホルダ１５の位置が大よそ決まる。

ステー２７と突き当て部３４ａ，３４ｂの間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。突き当て部３４ａ，３４ｂ間は比較的寸法が大きい（Ａ４サイズ紙、Ｌｅｔｔｅｒサイズ紙を用いるプリンタで２００ｍｍ以上）ため、上記隙間は比較的大きくなる。

次にヒータ１４の位置について説明する。長手方向Ｘに関し、ヒータ１４の一端がヒータホルダ１５に備えられた突き当て部２９に突き当たることにより、長手方向Ｘにおけるヒータ１４の位置が大よそ決まっている。

以上のように、定着装置の長手方向Ｘに関し、フレーム１９ａ，１９ｂに対するヒータ１４の位置は、フランジ１６ａ，１６ｂ、ステー２７、ヒータホルダ１５を介して大よそ決まっている。

しかしながら、上述したように、各部品の寸法公差及び熱膨張分を考慮した隙間が存在するため、この隙間分のガタが長手方向Ｘにおけるヒータ１４の位置のばらつきになる（プリンタ個体毎に、長手方向Ｘにおけるヒータの位置がばらつく）。このような個体差があってもプリンタ個体に拘らず定着不良が生じないようにするには、ヒータの制御目標温度を全プリンタにおいて高めに設定する等の対策が必要である。しかしながら、このような対策は装置の消費エネルギーが増してしまう対策であり、改善の余地がある。

本発明の目的は、フレームに対するヒータの位置精度に優れる像加熱装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る像加熱装置は、
装置の長手方向の一方の端部に設けられた第１側板と、他方の端部に設けられた第２側板と、を有する装置のフレームと、
前記第１側板と前記第２側板の間に配置されている筒状の回転体と、
前記回転体の内面に接触するヒータと、
前記ヒータを保持するホルダであって、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向において、前記第１側板と前記第２側板間の距離より長いホルダと、
を有し、前記回転体に接触させつつ記録材を搬送し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱する像加熱装置において、
前記ホルダは、前記長手方向における前記ホルダの位置を決める位置決め部を有し、前記位置決め部は、前記長手方向において、前記第２側板に対応する位置には設けられておらず前記第１側板に対応する位置に設けられていることを特徴とする。
また本発明に係る像加熱装置は、
装置の長手方向の一方の端部に設けられた第１側板と、他方の端部に設けられた第２側板と、を有する装置のフレームと、
前記第１側板と前記第２側板の間に配置されている筒状の回転体と、
前記回転体の内面に接触するヒータと、
前記ヒータを保持するホルダであって、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向において、前記第１側板と前記第２側板間の距離より長いホルダと、
を有し、前記回転体に接触させつつ記録材を搬送し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱する像加熱装置において、
前記ホルダは、前記第１側板に対して前記長手方向における前記ホルダの位置及び記録材搬送方向における前記ホルダの位置を決める第１の位置決め部と、前記第２側板に対して記録材搬送方向における前記ホルダの位置を決める第２の位置決め部と、を有し、前記第２の位置決め部には、前記長手方向における前記ホルダの位置を決める機能がないことを特徴とする。

本発明によれば、フレームに対するヒータの位置精度に優れる像加熱装置の提供を実現できる。

実施例１の定着装置の正面図実施例１の定着装置の左側面図と右側面図実施例１の定着装置の断面図実施例１の加熱ユニットの正面図実施例１の加熱ユニットの底面図フランジの斜視図ヒータホルダの斜視図ヒータホルダの斜視図ステーの斜視図定着装置の分解図実施例２の定着装置の左側端部を示す正面図実施例３の定着装置の左側端部を示す正面図実施例４の定着装置の左側端部を示す正面図実施例５の定着装置の左側端部を示す正面図実施例６の定着装置の左側側面とその斜視図画像形成装置の断面図従来の定着装置の正面図従来の加熱ユニットの正面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の構成を他の構成に置き換えることは可能である。

［実施例１］
（１）画像形成装置１
図１６を参照して、本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置を説明する。図１１は電子写真の記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではモノクロレーザープリンタ）Ａの一例の概略構成を表わす断面図である。

本実施例に示す画像形成装置Ａは、プロセスカートリッジ７を画像形成装置の装置本体Ａ１に取り外し可能に装着した状態で、被加熱材としての記録材Ｓに画像を形成する。ここで、プロセスカートリッジ７は、感光ドラム７１と、帯電部材７２と、現像器７３と、クリーナー７４と、を一体に備えている。このプロセスカートリッジ７による画像形成のプロセスは周知であるので詳細な説明は割愛する。

以下に、記録材Ｓへの画像形成について説明する。カセット１に積載されている記録材Ｓをローラ２，３により分離、給紙してローラ対４へ搬送する。次にローラ対４はローラ対５まで記録材Ｓを搬送する。次に記録材Ｓはセンサ６を通過し、感光ドラム７１と転写ローラ８との間のニップ部に搬送される。

一方、レーザスキャナ９は、センサ６の記録材Ｓの先端検知のタイミングに合わせ、レーザ光Ｌを感光ドラム７１に照射し、プロセスカートリッジ７内のプロセスにより感光ドラム７１表面にトナー像を形成する。トナー像は感光ドラム７１と転写ローラ８にニップされている記録材Ｓに転写される。トナー像を転写された記録材Ｓは定着装置１０に搬送され、定着装置１０でトナー像が記録材上に定着される。トナー像を定着された記録材Ｓはローラ対１１によりトレイ１２に排出される。
（２）定着装置１０
図1乃至図１０を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図1乃至図５において、従来の定着装置と同じ部材には同一の符号を付す。図１は定着装置１０を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側（被加熱材の搬送方向の下流側）から見たときの正面図である。図２の（ａ）は図１に示す定着装置１０の左側面図、（ｂ）は右側面図である。図３は定着装置１０の断面図である。

図４は、図１の左右の拡大図である。図５は、後述する加圧ローラ１７を取り除いた状態の加熱ユニット１８をＹ方向に見た図である。図６（ａ）、（ｂ）は、後述するフランジ１６ａの斜視図である。図７及び図８は、後述するヒータホルダ１５の斜視図である。図９は、後述するステー２７の斜視図である。図１０は、定着装置の分解図である。なお、図１０において、後述するフィルム１３は省略している。

図１乃至図３に示すように、定着装置１０は、加熱ユニット１８と、加圧ローラ１７と、を有する。加熱ユニット１８は、可撓性スリーブ（筒状の回転体）としての筒状のフィルム１３と、加熱体としてのヒータ１４と、ヒータ１４を支持する支持部材としてのヒータホルダ１５と、を有する。更に、ヒータホルダ１５を補強するステー２７と、記録材Ｓの搬送方向Ｃと直交するフィルム１３の長手方向の位置を規制するためのフランジ１６ａ（第１規制部材），１６ｂ（第２規制部材）と、を有する。

加圧ローラ１７は、芯金１７ａと、芯金１７ａの周囲に設けられた弾性体層１７ｂと、弾性体層１７ｂの周囲に設けられた離形層（最外層）１７ｃと、を有する。ヒータホルダ１５の材質は耐熱樹脂であり、本実施例ではＬＣＰ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｉｓｔａｌＰｏｌｙｍｅｒ）を用いている。ヒータホルダ１５はフィルム１３の回転を案内するガイド部材でもある。ステー２７の材質は金属であり、本実施例では亜鉛メッキ鋼板（鉄）を用いている。

ヒータホルダ１５は、ヒータホルダ１５の端部がフィルム１３の筒の中（内部空間）からはみ出るようにフィルム１３の筒の中に配置されている。このヒータホルダ１５の端部に対向する位置にフランジ１６ａ，１６ｂが配置されている。

ヒータ１４は、Ｘ軸方向に細長い基板１４ａと、基板１４ａの長手方向に沿って設けられた発熱抵抗体１４ｂと、発熱抵抗体１４ｂを覆う保護層１４ｃと、を有する。このヒータ１４は、保護層１４ｃがフィルム１３の内面と摺動するようにヒータホルダ１５の平坦部に設けられた凹部１５ａに支持されている。

記録材Ｓの搬送方向Ｃと直交する装置の長手方向（Ｘ軸方向）における加圧ローラ１７の位置決めをする装置フレームとしての左右のフレーム１９ａ（第１側板），１９ｂ（第２側板）は溝３１ａ，３１ｂ（図２（ａ）、（ｂ）参照）を有する。

溝３１ａ，３１ｂには、軸受２０ａ，２０ｂが装着、位置決めされ、軸受２０ａ，２０ｂに加圧ローラ１７の芯金１７ａの両端を保持させている。そして、その芯金１７ａの位置より上方にはヒータホルダ１５が位置決めされている。装置の長手方向（Ｘ軸方向）において、ヒータホルダ（ガイド部材）１５の長さはフレーム１９ａとフレーム１９ｂ間の距離より長い。

図２及び図１０に示すように、符号１９ｄはフレーム１９ａとフレーム１９ｃを固定する下フレームである。符号１９ｃは、フレーム１９ａとフレーム１９ｃの上に、両者に亘って取り付けられる上フレームである。

上フレーム１９ｃに設けられた孔部１９ｃ１は、フレーム１９ａに設けられた鉤部１９ａ１に係合する。上フレーム１９ｃに設けられた孔部１９ｃ２は、フレーム１９ｂに設けられた鉤部１９ｂ２に係合する。上フレーム１９ｃに設けられた孔部１９ｃ５は、フレーム１９ａに設けられた突出部１９ａ５に係合する。上フレーム１９ｃに設けられた孔部１９ｃ６は、フレーム１９ｂに設けられた突出部１９ｂ６に係合する。

定着装置を組み立てる時、フレーム１９ａの溝３１ａとフレーム１９ｂの溝３１ｂには、以下に示す順番で各部材が挿入される（配置される）。一番目（一番下）は加圧ローラ１７の軸を保持する軸受２０ａと２０ｂ、２番目はヒータ１４を保持した状態のヒータホルダ１５、３番目はステー２７、４番目はフランジ１６ａと１６ｂである。これらの部材のうち、溝３１ａを形成するフレーム１９ａの縁部１９ａ３と、溝３１ｂを形成するフレーム１９ｂの縁部１９ｂ３と、に接触するのは、軸受２０ａと２０ｂ、ヒータホルダ１５、フランジ１６ａと１６ｂである。

フレーム１９ａの溝３１ａ，フレーム１９ｂの溝３１ｂには、ヒータホルダ１５の位置より上方にフランジ１６ａ，１６ｂが上下にスライド可能に位置決めされ、両フランジ１６ａ，１６ｂ間でフィルム１３の長手方向の位置が規制される。つまり、フランジ１６ａは、フィルム１３がフレーム１９ａに向って移動した時にフィルム１３の一方の端面が接触する部材であり、フィルム１３の長手方向への移動を規制する。また、フランジ１６ｂは、フィルム１３がフレーム１９ｂに向って移動した時にフィルム１３の他方の端面が接触する部材であり、フィルム１３の長手方向への移動を規制する。

フィルム１３の端面に対向する位置に配置されたフランジ１６ａ，１６ｂ（図２（ａ）、（ｂ）参照）は、加圧板３２ａ，３２ｂを介して加圧部材としての加圧バネ３０ａ，３０ｂにより加圧ローラ１７の母線方向と直交する方向に向って加圧される。加圧バネ３０ａ及び３０ｂは、いずれも圧縮バネであり、二つの圧縮バネは、いずれも、上フレーム１９ｃと加圧板の間に挟まっている。図１０に示すように、加圧板３２ａの一端は、上フレーム１９ｃに設けた孔部（不図示）に挿し込まれている。加圧板３２ｂの一端は、上フレーム１９ｃに設けた孔部１９ｃ４に挿し込まれている。

次に、フランジ１６ａ及び１６ｂの構造について説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）はフランジ１６ａの斜視図である。なお、フランジ１６ｂの構造もフランジ１６ａとほぼ同じなので、フランジ１６ｂの説明は割愛する。

フランジ１６ａは、フィルム１３の内面と対向するガイド部５６ａ、加圧板３２ａが当接する座面部１６Ｓ、加圧板３２ａの位置を決める位置決め部１６Ｐ、フィルム１３の端面が接触する面２３ａを有する規制部１６ａ１を有する。符号２１ａ１及び２１ａ２は、Ｘ方向に関してフランジ１６ａをフレーム１９ａに対して位置決めする位置決め部である。

次に、ヒータホルダ１５の構造について説明する。ヒータホルダ１５はフィルム１３の回転を案内する機能を有する。図７及び図８はヒータホルダ１５の斜視図である。ヒータホルダ１５は、フィルム１３の回転を案内するリブ１５ｒ、ヒータ１４を嵌め込む凹部１５ａを有する。符号２４ａ１及び２４ａ２は、Ｘ方向に関してヒータホルダ１５をフレーム１９ａに対して位置決めする位置決め部である。符号１２９は、ステー２７をＸ方向に関して位置決めする位置決め部である。

次に、ステー２７の構造について説明する。図９はステー２７の斜視図である。ステー２７は、フランジ１６ａ及び１６ｂと接触し、加圧バネ３０ａ及び３０ｂの力を受ける力受部２７ｄ、ステー２７を−（マイナス）Ｘ方向にスライドさせながらヒータホルダ１５に取り付ける際にヒータホルダ１５と嵌合する嵌合部２７ｍを有する。符号２８は、Ｘ方向に関してステー２７をヒータホルダ１５に対して位置決めする位置決め部である。位置決め部２８は、ヒータホルダの位置決め部１２９に当接する。

ステー２７はフランジ１６ａ，１６ｂから加圧力を受けてヒータホルダ１５を加圧する。ヒータ１４はヒータホルダ１５によりフィルム１３内面に圧接され、これによってヒータ１４はフィルム１３を介して加圧ローラ１７と共にニップ部Ｎを形成する。

本実施例の定着装置１０は、モータ（不図示）の駆動によりギア３８（図１参照）を介して加圧ローラ１７が矢印方向（図３参照）に回転駆動される。この加圧ローラ１７の回転に追従してフィルム１３はフィルム１３内面をヒータ１４の保護層１４ｃに摺動させつつ矢印方向に回転する。

加圧ローラ１７を駆動する歯車としてのギア３８はハスバ歯車であり、加圧ローラ１７の駆動時には加圧ローラがフレーム１９ａに向う方向（Ｘ方向）に推力が発生し、加圧ローラ１７はフレーム１９ａ側へ寄せられる。つまり、加圧ローラ１７の駆動時に発生する軸方向の推力をヒータホルダ１５の位置決め方向に発生させるようにしている。ヒータ１４は発熱抵抗体１４ｂに通電されることにより発熱する。

未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｓはニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱され、これによりトナー像Ｔは記録材Ｓ上に定着される。

図４はフィルム１３を取り外した加熱ユニット１８を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側から見たときの正面図である。図４、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図１０を参照して、左側のフランジ１６ａとフレーム１９ａとの位置決め、及び右側のフランジ１６ｂとフレーム１９ｂとの位置決めについて説明する。

先ず、フレーム１９ａ（一点鎖線にて図示）に対するフランジ１６ａの位置決めについて説明する。フランジ１６ａは、フィルム１３の左側端部を位置規制するための位置規制部１６ａ１を有する。位置規制部１６ａ１は、フランジ１６ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの上流側から下流側に掛けて形成してある。位置規制部１６ａ１には、第１の位置決め部２１ａ１と、第２の位置決め部２１ａ２と、第３の位置決め部２２ａが設けられている。これらの位置決め部によって、フランジ１６ａはフレーム１９ａに対して位置決めされる。

加圧ローラ１７の長手方向（Ｘ軸方向）において、位置決め部２１ａ１はフレーム１９ａの内側面１９ａ１に対向し、位置決め部２１ａ２はフレーム１９ａの外側面１９ａ２に対向する。記録材Ｓの搬送方向Ｃ（Ｙ軸方向）において、位置決め部２２ａは、溝３１ａを形成するフレーム１９ａの縁部１９ａ３（図２（ａ）及び図１０参照）に対向する。

よって、フランジ１６ａは、フレーム１９ａに対して、位置決め部２１ａ１，２１ａ２によりＸ軸方向の位置決めがなされ、位置決め部２２ａによりＹ軸方向の位置決めがなされる。

次に、フレーム１９ｂ（一点鎖線にて図示）に対するフランジ１６ｂの位置決めについて説明する。フランジ１６ｂは、フィルム１３の右側端部を位置規制するための位置規制部１６ｂ１を有する。位置規制部１６ｂ１も、フランジ１６ｂの記録材Ｓの搬送方向Ｃの上流側から下流側に掛けて形成してある。位置規制部１６ｂ１には、第１の位置決め部２１ｂ１と、第２の位置決め部２１ｂ２、第３の位置決め部２２ｂが設けられている。これらの位置決め部によって、フランジ１６ｂはフレーム１９ｂに対して位置決めされる。

加圧ローラ１７の長手方向（Ｘ軸方向）において、位置決め部２１ｂ１はフレーム１９ｂの内側面１９ｂ１に対向し、位置決め部２１ｂ２はフレーム１９ｂの外側面１９ｂ２に対向する。記録材Ｓの搬送方向Ｃ（Ｙ軸方向）について、位置決め部２５ｂは、溝３１ｂを形成するフレーム１９ｂの縁部１９ｂ３（図２（ｂ）及び図１０参照）に対向する。

よって、フランジ１６ｂは、フレーム１９ｂに対して、位置決め部２１ｂ１，２１ｂ２によりＸ軸方向の位置決めがなされ、位置決め部２２ｂによりＹ軸方向の位置決めがなされる。

Ｘ軸方向において、フィルム１３の位置はフランジ１６ａ，１６ｂの位置規制部１６ａ１，１６ａ２のフィルム１３側の面２３ａ，２３ｂにより規制される。この面２３ａ，２３ｂは、ヒータホルダ１５の、後述する第１、及び第２の端部位置決め部２６ａ，２６ｂにおけるフィルム１３側の面２６ａ１，２６ｂ１よりもフィルム１３側に位置している。つまり、ヒータホルダ１５の面２６ａ１，２６ｂ１は、フランジ１６ａ，１６ｂの面２３ａ，２３ｂより、装置長手方向（Ｘ軸方向）の外側に配置されている。

このため、ヒータホルダ１５の端部位置決め部２６ａ，２６ｂがフィルム１３の端部と接触することはない。

次に、図４、図７、図８及び図１０を参照して、フレーム１９ａ，１９ｂに対するヒータホルダ１５の位置決めについて説明する。

ヒータホルダ１５は、ヒータホルダ１５をフレーム１９ａに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めするための端部位置決め部２６ａを有する。ここで、端部位置決め部２６ａは、ヒータホルダ１５に対してヒータ１４をＸ軸方向において位置決めする後述の第１の突き当て部２９が配置されている側と同じヒータホルダの左側端部１５ａに配置されている。端部位置決め部２６ａには、第１の位置決め部２４ａ１と、第２の位置決め部２４ａ２と、第３の位置決め部２５ａが設けられている。

Ｘ軸方向において、位置決め部２４ａ１はフレーム内側面１９ａ１と対向し、位置決め部２４ａ２はフレーム外側面１９ａ２と対向する。Ｙ軸方向において、位置決め部２５ａは、溝３１ａを形成するフレーム１９ａの縁部１９ａ３（図２（ａ）及び図１０参照）に対向する。

よって、ヒータホルダ１５は、フレーム１９ａに対して、位置決め部２４ａ１，２４ａ２によりＸ軸方向の位置決めがなされ、位置決め部２５ａによりＹ軸方向の位置決めがなされる。

位置決め部２４ａ１，２４ａ２間には部品寸法公差及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。フレーム１９ａは鋼板からなっており、その板厚は０．６ｍｍから１．２ｍｍである。そのため、上記隙間は比較的小さくできる。

また、ヒータホルダ１５は、ヒータホルダ１５をフレーム１９ｂに対してＹ軸方向に位置決めするための端部位置決め部２６ｂを有する。位置決め部２６ｂは、フレーム１９ｂに対するＸ軸方向への位置決め機能を有していない。端部位置決め部２６ｂには、第３の位置決め部２５ｂが設けられている。

Ｙ軸方向において、位置決め部２５ｂは、溝３１ｂを形成するフレーム１９ｂの縁部１９ｂ３（図２（ｂ）及び図１０参照）に対向する。

よって、ヒータホルダ１５は、フレーム１９ｂとの位置決め部２５ｂによりフレーム１９ｂに対してＹ軸方向の位置決めがなされるが、フレーム１９ｂに対してＸ軸方向の位置決めはなされない。

次に、図４を参照して、ヒータホルダ１５とステー２７との位置決めについて説明する。ヒータホルダ１５上に配置されたステー２７のフランジ１６ａ側端部には、凹字形状溝２８が形成されている。溝２８は、ステー２７をヒータホルダ１５に対してＸ軸方向に位置決めするための位置決め部２８ａ１，２８ａ２を有する。ヒータホルダ１５には、溝２８が嵌合する凸字形状部１２９が設けてある。

よって、ステー２７は、ヒータホルダ１５との位置決め部２８ａ１，２８ａ２によりＸ軸方向の位置決めがなされるが、ヒータホルダ１５に対してＹ軸方向の位置決めはなされない。

次に、図５、図８及び図１０を参照して、ヒータホルダ１５に対するヒータ１４の位置決めについて説明する。図５はフィルム１３を取り外した加熱ユニット１８をヒータ１４側から見たときの底面図である。

Ｘ軸方向において、ヒータホルダ１５の凹部１５ａにおけるフレーム１９ａ側の内面には、第１の突き当て部２９が設けられている。また、凹部１５ａにおける記録材Ｓの搬送方向Ｃ（Ｙ方向）の下流側の内面には、第２の突き当て部３３ａと、第３の突き当て部３３ｂが設けられている。第２の突き当て部３３ａはＸ軸方向において端部位置決め部２６ａと同じ位置に位置しているが、第２の突き当て部３３ａはＸ軸方向において端部位置決め部２６ａより外側に位置している。

凹部１５ａ内において、ヒータ１４の長手方向の一端１４ｄを第１の突き当て部２９に突き当て、ヒータ１４のＹ方向下流側の側面１４ｅを第２の突き当て部３３ａと第３の突き当て部３３ｂに突き当てている。

よって、ヒータ１４は、凹部１５ａ内において、突き当て部２９によりＸ軸方向の位置決めがなされ、突き当て部３３ａ，３３ｂによりＹ軸方向の位置決めがなされる。Ｘ軸方向におけるヒータ１４の他端１４ｆは、ヒータホルダ１５に突き当てることなく自由にし、部品寸法公差及び部品の熱膨張を吸収できるようになっている。

上述したように、ヒータホルダ１５は、フレーム１９ａと接触する部であり、装置の長手方向（Ｘ軸方向）におけるヒータホルダ１５の位置を決める位置決め部２６ａを有する。これにより、装置の長手方向におけるヒータの位置精度が高くなり、ヒータの熱を有効利用でき、消費電力を抑えることができる。

また、本実施例では、ステー２７のＸ軸方向における位置がヒータホルダ１５によって決まっている。この構成により、例えばプリンタＡにおけるニップ部Ｎの幅（搬送方向Ｃ（Ｙ方向）におけるニップ部Ｎの幅）のＸ軸方向における分布と、プリンタＡと同一製造ラインで製造されたプリンタＢの定着ニップ部Ｎの幅の分布の違いを小さくできる。このため、ヒータの熱を有効利用でき、消費電力を抑えることができる。

また、ハスバ歯車３８による付勢方向が＋Ｘ方向に設定されている。これによりハスバ歯車３８が回転すると加圧ローラ１７がフレーム１９ａ側に寄る。

上述のようにＸ軸方向において、ヒータホルダ１５はフレーム１９ａに位置決めされている。また、ヒータ１４はヒータホルダ１５の位置決め部２９によってＸ軸方向の位置が決まっているが、位置決め部２９はフレーム１９ｂよりもフレーム１９ａに近い位置に設けられている。このように、Ｘ軸方向における加圧ローラ１７の位置、Ｘ軸方向におけるヒータホルダ１５の位置、Ｘ軸方向におけるヒータ１４の位置が、フレーム１９ａを基準に決まっている。

この構成により、プリンタ個体間で、ヒータ１４のＸ軸方向における発熱領域の位置と、ニップ部ＮのＸ軸方向における位置と、のずれが小さくなる。このため、ヒータの熱を有効利用でき、消費電力を抑えることができる。

更に、ヒータホルダ１５のステー２７を位置決めする部分２８も、フレーム１９ｂよりもフレーム１９ａに近い位置に設けられている。これらの構成により、各部材が熱により膨張した場合、いずれの部材もフレーム１９ａからフレーム１９ｂに向う方向（マイナスＸ方向）に延びるので、各部材間の位置ずれを小さく抑えることができる。

以上説明したように、本実施例の定着装置１０は、ヒータホルダ１５の左側端部１５ａが端部位置決め部２６ａを介してフレーム１９ａの溝３１ａに位置決めされているため、フレーム１９ａに対してヒータ１４の位置精度が向上する。

［実施例２］
図１１を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図１１は本実施例の定着装置１０の左側端部を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側から見たときの正面図である。

本実施例において、定着装置１０のみが先述の実施例１と異なるため、主としてその異なる部分について説明を行い、実施例１と同一構成部分については同一符号を付して説明は省略する。実施例３乃至実施例６についても同様とする。

加圧ローラ１７の長手方向について、フランジ１６ａは位置規制部１６ａ１の位置決め部２１ａ１，２１ａ２ｂによりフレーム１９ａに位置決めされる。さらに、フレーム１９ａに対して位置規制部１６ａ１を位置決めしている部分に設けられた位置決め突部４０ａを、ヒータホルダ１５の端部位置決め部２６ａの位置決め部２４ａ１，２４ａ２で挟むことによりヒータホルダ１５の位置決めがなされる。

ヒータホルダ１５の位置決め部２４ａ１，２４ａ２間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。ヒータホルダ１５が位置決めされるフランジ１６ａの位置決め突部４０ａのローラ長手方向Ｙの寸法は４ｍｍから６ｍｍである。そのため、上記隙間は比較的小さくできる。

以上説明したように、本実施例の定着装置１０は、ヒータホルダ１５の左側端部１５ａがフランジ１６ａを介してフレーム１９ａの溝３１ａに位置決めされているため、フレーム１９ａに対してヒータ１４の位置精度が向上する。

［実施例３］
図１２を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図１２は本実施例の定着装置１０の左側端部を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側から見たときの正面図である。

加圧ローラ１７の長手方向について、フランジ１６ａは位置規制部１６ａ１の位置決め部２１ａ１，２１ａ２によりフレーム１９ａに位置決めされる。さらに、フレーム１９ａに対して位置規制部１６ａ１を位置決めしている部分以外の部位に設けられたリブ４１ａを、ヒータホルダ１５の端部位置決め部２６ａの位置決め部２４ａ１，２４ａ２で挟むことにより位置決めがなされる。

ヒータホルダ１５の位置決め部２４ａ１，２４ａ２間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。ヒータホルダ１５が位置決めされるフランジ１６ａのリブ４１ａのローラ長手方向Ｙの寸法は１ｍｍから３ｍｍである。そのため、上記隙間は比較的小さくできる。

［実施例４］
図１３を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図１３は本実施例の定着装置１０の左側端部を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側から見たときの正面図である。

加圧ローラ１７の長手方向について、フランジ１６ａは位置規制部１６ａ１の位置決め部２１ａ１，２１ａ２によりフレーム１９ａに位置決めされる。さらに、別部材としての軸受２０ａにおいて軸受２０ａのフレーム１９ａに位置決めされている部分に設けられた位置決め突部４２ａを、ヒータホルダ１５の端部位置決め部２６ａの位置決め部２４ａ１，２４ａ２で挟むことにより位置決めがなされる。

ヒータホルダ１５の位置決め部２４ａ１，２４ａ２間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。ヒータホルダ１５が位置決めされる軸受２０ａの位置決め突部４０ａの加圧ローラ１７の長手方向の寸法は４ｍｍから６ｍｍである。そのため、上記隙間は比較的小さくできる。

以上説明したように、本実施例の定着装置１０は、ヒータホルダ１５の左側端部１５ａが軸受２０ａを介してフレーム１９ａの溝３１ａに位置決めされているため、フレーム１９ａに対してヒータ１４の位置精度が向上する。

［実施例５］
図１４を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図１４は本実施例の定着装置１０の左側端部を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側から見たときの正面図である。

加圧ローラ１７の長手方向について、フランジ１６ａは位置規制部１６ａ１の位置決め部２１ａ１，２１ａ２によりフレーム１９ａに位置決めされる。さらに、別部材としての軸受２０ａにおいてフレーム１９ａに位置決めされている部分以外の部位に設けられたリブ４３ａを、ヒータホルダ１５の端部位置決め部２６ａの位置決め部２４ａ１，２４ａ２で挟むことにより位置決めがなされる。

ヒータホルダ１５の位置決め部２４ａ１，２４ａ２間は部品の寸法公差、及び部品の熱膨張を考慮した隙間を持たせている。ヒータホルダ１５が位置決めされる軸受２０ａのリブ４３ａの加圧ローラ１７の長手方向の寸法は１ｍｍから３ｍｍである。そのため、上記隙間は比較的小さくできる。

［実施例６］
前述の各実施例の定着装置１０では、記録材Ｓの搬送方向Ｃに関し、フレームの溝３１ａ，３１ｂの幅を、部品の寸法公差や部品の熱膨張を考慮し、フランジの位置決め部２２ａ間の幅、及びフランジの位置決め部２２ｂ間の幅よりも大きくする場合がある。同様に、ヒータホルダ１５の位置決め部２５ａ間の幅、及び位置決め部２５ｂ間の幅よりも大きくする場合がある。この場合、記録材Ｓの搬送方向Ｃにおいて加熱ユニット１８とフレーム１９ａ，１９ｂの間に隙間が生ずる。

したがって、フランジ１６ａ，１６ｂと溝３０ａ，３０ｂの間、及びヒータホルダ１５と溝３０ａ，３０ｂの間には、記録材Ｓの搬送方向Ｃに隙間を有し、加熱ユニット８を溝３０ａ，３０ｂに嵌合させただけでは加熱ユニット１８の姿勢は定まらない。

そこで、本実施例の定着装置１０は、加熱ユニット１８を記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側の溝３０ａのみに当接させることにより、加熱ユニット１８の姿勢を保持する構成とした。

図１５を参照して、本実施例の定着装置１０を説明する。図１５の（ａ）は本実施例の定着装置１０の左側面図、（ｂ）は本実施例の定着装置１０の左側側面を記録材Ｓの搬送方向Ｃの上流側から見たときの斜視図である。

加圧板３２ａはレバーとして作用し、加熱ユニット１８をフレーム１９ａの溝３０ａに沿って加圧ローラ１７に対して加圧するようになっている。加圧板３２ａの一端３２ａ１はフレーム１９ａに設けられた孔ｈに通されて支点となり、他端３２ａ２がフレーム１９ａの曲げ部３５ａとの間で圧縮された加圧バネ３０ａを配置して力点となっている。そして、加圧板３２ａの中途部がフランジ１６ａに設けられた加圧部位１６ａ４を押圧する作用点となる。

加圧バネ３０ａ，３０ｂとしては、本実施例で使用した圧縮バネに代えて引っ張りバネを適用することも可能である。

以上の加圧構成により、フィルム１３を介して、ヒータ１４と加圧ローラ１７とでニップ部Ｎを形成している。フランジ１６ａの加圧部位１６ａ４は円弧状に突出した部分で、ニップ部Ｎの中心を通るニップ面に対する共通法線上（本実施例では、法線上に加圧ローラ１７の中心を含む）にある。法線は、加熱ユニット１８と加圧ローラ１７との圧接部であるニップ部Ｎにおける共通法線方向に対して記録材搬送方向下流側に所定角度θだけずらして形成されている。

次に、隙間が設けられた溝３０ａの中で、加熱ユニット１８の姿勢がどうなるか、その挙動について説明する。基本的には、加熱ユニット１８と加圧ローラ１７が駆動する状態で、加熱ユニットに作用する外力の力関係によって、加熱ユニットがフレーム１９ａの記録材の搬送方向の下流側の溝側縁部１９ａ３のみに係止し、加熱ユニットの姿勢を保持する構成となっている。この外力について、以下に詳細に説明する。

図１５の（ａ）には、加熱ユニット１８に働く外力を示してある。ここで、図中の各記号はそれぞれ以下の通りである。
Ｐ：加圧板３２ａがフランジ１６ａの加圧部位１６ａ４を押圧する力（加圧点法線方向）Ｎｚ：加圧ローラ１７からの抗力
Ｆ：ヒータホルダ１５の位置決め部２５ａがフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側の溝側縁部１９ａ３から受ける抗力（Ｆ＜０の場合は、位置決め部２５ａがフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの上流側の溝側縁部１９ａ３から受ける抗力）
Ｇ：フランジ１６ａの位置決め部２２ａがフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側の溝側縁部１９ａ３から受ける抗力（Ｇ＜０の場合は、位置決め部２２ａがフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの上流側の溝側縁部１９ａ３から受ける抗力）
μ：フィルム１３とヒータ１４の摩擦係数
ａ：ニップ部Ｎから位置決め部２５ａまでの距離
ｂ：ニップＮから位置決め部２２ａまでの距離
ｄ：ニップＮから加圧部位１６ａ４までの距離
θ：加圧板３２ａと加圧部位１６ａ４との接触点における共通法線と溝３１ａとのなす角度
ｚ方向（溝と平行方向）の力、ｙ方向（溝と垂直方向）の力、Ｏ点（ニップ部Ｎ中心）回りの回転モーメントの釣り合い式は以下のようになる。
ｚ方向の力：Ｐｃｏｓθ＝Ｎｚ
ｙ方向の力：Ｆ＋Ｇ＝μＮｚ＋Ｐｓｉｎθ
Ｏ周りの回転モーメント：ａＦ＋ｂＧ＝ｄＰｓｉｎθ
以上の３つの式より
Ｆ＝Ｐ｛ｂ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）−ｄｓｉｎθ｝／（ｂ−ａ）
Ｇ＝Ｐ｛ｄｓｉｎθ−ａ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）｝／（ｂ−ａ）
となる。

ここで、本実施例においては、μを実測から求め、ａ、ｂ、ｄ、θを
ｂ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）＞ｄｓｉｎθ＞ａ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）
という関係を満足するように設定し、Ｆ＞０、Ｇ＞０としている。つまり、加熱ユニット１８におけるヒータホルダ１５の位置決め部２５ａ、フランジ１６ａの位置決め部２２ａが共にフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側の溝側縁部１９ａ３に突き当たっていることになる。

したがって、加熱ユニットの姿勢は、記録材Ｓの搬送方向Ｃについて、ヒータホルダの位置決め部２５ａと、フランジの位置決め部２２ａと、フレームの溝側縁部１９ａ３の寸法だけからしか影響を受けないため、フレームに対してヒータの位置精度が向上する。

以上説明したように、本実施例の定着装置１０は、加圧ローラ１７が記録材Ｓを搬送する方向に回転することによってヒータ１４に当該ヒータの姿勢が傾く方向の回転モーメントが働く。このような回転モーメントが働いても、ヒータホルダ１５とフランジ１６ａがフレーム１９ａの記録材Ｓの搬送方向Ｃの下流側の溝側縁部１９ａ３に接触する状態を維持するように加圧バネ３０ａがフランジ１６ａを付勢する構成となっている。

１３筒状のフィルム、１４ヒータ、１６ａ，１６ｂフランジ、１９ａ，１９ｂフレーム、２７ステー、１７加圧ローラ、２４ａ１，２４ａ２位置決め部、３８ハスバ歯車、Ｔ未定着トナー画像、Ｓ記録材

Claims

装置の長手方向の一方の端部に設けられた第１側板と、他方の端部に設けられた第２側板と、を有する装置のフレームと、
前記第１側板と前記第２側板の間に配置されている筒状の回転体と、
前記回転体の内面に接触するヒータと、
前記ヒータを保持するホルダであって、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向において、前記第１側板と前記第２側板間の距離より長いホルダと、
を有し、前記回転体に接触させつつ記録材を搬送し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱する像加熱装置において、
前記ホルダは、前記長手方向における前記ホルダの位置を決める位置決め部を有し、前記位置決め部は、前記長手方向において、前記第２側板に対応する位置には設けられておらず前記第１側板に対応する位置に設けられていることを特徴とする像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体が前記第１側板に向って移動した時に前記回転体の前記第１側板側の端面が接触する部材であって、前記回転体の前記長手方向への移動を規制する第１規制部材と、前記回転体が前記第２側板に向って移動した時に前記回転体の前記第２側板側の端面が接触する部材であって、前記回転体の前記長手方向への移動を規制する第２規制部材と、を有し、
前記第１規制部材は前記第１側板に嵌合しており、前記第２規制部材は前記第２側板に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
前記位置決め部は、前記第１側板の前記長手方向における内側面に対向する部分と、前記第１側板の前記長手方向における外側面に対向する部分と、を有することを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
前記位置決め部の前記第１側板の前記長手方向における内側面に対向する部分の前記回転体と対向する面は、前記長手方向において、前記第１規制部材の前記回転体の端面が接触する面よりも前記装置の外側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向における長さが前記第１側板と前記第２側板間の距離より長く前記ホルダを支える金属製のステーを有し、
前記長手方向における前記ステーの位置は、前記ホルダによって決まっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記ホルダの前記ステーを位置決めする部分は、前記第２側板よりも前記第１側板に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体を介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送するローラを有し、前記ローラにはハスバ歯車が取り付けられており、前記ハスバ歯車が回転することによって生じる力の方向は、前記第２側板から前記第１側板に向う方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記回転体はフィルムであることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の像加熱装置。
装置の長手方向の一方の端部に設けられた第１側板と、他方の端部に設けられた第２側板と、を有する装置のフレームと、
前記第１側板と前記第２側板の間に配置されている筒状の回転体と、
前記回転体の内面に接触するヒータと、
前記ヒータを保持するホルダであって、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向において、前記第１側板と前記第２側板間の距離より長いホルダと、
を有し、前記回転体に接触させつつ記録材を搬送し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱する像加熱装置において、
前記ホルダは、前記第１側板に対して前記長手方向における前記ホルダの位置及び記録材搬送方向における前記ホルダの位置を決める第１の位置決め部と、前記第２側板に対して記録材搬送方向における前記ホルダの位置を決める第２の位置決め部と、を有し、前記第２の位置決め部には、前記長手方向における前記ホルダの位置を決める機能がないことを特徴とする像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体が前記第１側板に向って移動した時に前記回転体の前記第１側板側の端面が接触する部材であって、前記回転体の前記長手方向への移動を規制する第１規制部材と、前記回転体が前記第２側板に向って移動した時に前記回転体の前記第２側板側の端面が接触する部材であって、前記回転体の前記長手方向への移動を規制する第２規制部材と、を有し、
前記第１規制部材は前記第１側板に嵌合しており、前記第２規制部材は前記第２側板に嵌合していることを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
前記第１の位置決め部は、前記第１側板の前記長手方向における内側面に対向する部分と、前記第１側板の前記長手方向における外側面に対向する部分と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の像加熱装置。
前記第１の位置決め部の前記第１側板の前記長手方向における内側面に対向する部分の前記回転体と対向する面は、前記長手方向において、前記第１規制部材の前記回転体の端面が接触する面よりも前記装置の外側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体の内部空間に設けられており、前記長手方向における長さが前記第１側板と前記第２側板間の距離より長く前記ホルダを支える金属製のステーを有し、
前記長手方向における前記ステーの位置は、前記ホルダによって決まっていることを特徴とする請求項９乃至請求項１２の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記ホルダの前記ステーを位置決めする部分は、前記第２側板よりも前記第１側板に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の像加熱装置。
前記装置は更に、前記回転体を介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送するローラを有し、前記ローラにはハスバ歯車が取り付けられており、前記ハスバ歯車が回転することによって生じる力の方向は、前記第２側板から前記第１側板に向う方向であることを特徴とする請求項９乃至請求項１４の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記回転体はフィルムであることを特徴とする請求項９乃至請求項１５の何れか一項に記載の像加熱装置。