JP6625073B2

JP6625073B2 - 像加熱装置

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Inventors: 佳典橋本
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真方式等の画像形成装置に搭載する定着装置として、加熱体（ヒータ）に接触しつつ移動する定着フィルム（定着ベルト）としての可撓性スリーブ（以下、回転体と記す）を備えるフィルム方式の定着装置が知られている。この定着装置は、熱伝達効率が良いため、加熱体（ヒータ）に通電を開始してから定着可能温度に達するまでの時間が短く、一枚目の画像を出力するまでの時間が短いというメリットがある。また、プリント命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り、近年の画像形成装置の多くに導入されている。

フィルム方式の定着装置においては、加熱体を内包する回転体を回転体規制部材（定着フランジ）および加熱体支持部材（ヒータホルダ）で支持する。回転体規制部材が装置本体としての定着フレームを挟持するように係合され、加圧ローラのローラ軸方向（スラスト方向）の位置決めを行っている。そして、これらを弾性部材（加圧バネ）および加圧板金により加圧ローラへ向けて加圧している。

このように構成された回転体と加圧ローラの間の定着ニップ部にトナー像を担持した記録材（シート：以下、用紙又は紙と記す）を挟持しつつ搬送することで、熱および圧力を印加しトナーを用紙に定着している。尚、弾性部材および加圧板金は設置スペースの都合上、定着フレームに対して前記ローラ軸方向の外側へ配置されている。

一方、通紙中に紙詰まり（ジャム）が発生した際に用紙を定着ニップ部から容易に取り除くことができるように、回転体を弾性部材の加圧力に反して加圧ローラから離間するための圧解除機構が設けられている。回転体を支持する回転体規制部材は、定着フレームに対して加圧方向へ移動可能に構成されている。回転体規制部材は、弾性部材による加圧時には加圧ローラの方向へ移動しつつ加圧するとともに、圧解除機構により圧解除される際には加圧ローラとは反対の方向へ移動することで定着ニップ部での圧力を軽減する構成となっている。

そのため、回転体規制部材が定着フレームに対して円滑に移動できるように、回転体規制部材と定着フレームの係合部には適度な隙間が設けられている。また、回転体のローラ軸方向の位置は回転体規制部材の規制面にて規制されており、回転体がローラ軸方向に寄る際に回転体の端部が規制面に突き当たることで回転体の位置ずれを防止している。

しかしながら、回転体の端部に局所的な強いストレスが加わると破損する虞があるため、例えば、回転体規制部材の規制面を曲面にすることにより、局所的な応力集中を防止する構成が提案されている（特許文献１）。

特開２００６‐２９３２２５号公報

しかしながら、弾性部材の中心線が定着フレームに対して前記ローラ軸方向の外側へ配置される構成においては、加圧時に回転体規制部材が上記の隙間の範囲内で傾くことがある。したがって、回転体規制部材の規制面も傾くため、回転体の端面に対して局所的に接触し、破損につながる虞がある。

以上より、回転体規制面の定着フレームに対する傾きを抑制し、回転体規制面と回転体の端面との安定した接触を達成する装置が求められている。また一方で、加圧時および圧解除時の円滑な動作を妨げることのない安定した圧解除構成が求められており、これら２つを両立する装置が望まれている。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて、円滑な加圧および圧解除動作と、局所的な接触を防ぐこととを両立可能な像加熱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、筒状のフィルムと、前記フィルムの外周面に接触しており、前記フィルムとの間にニップ部を形成するローラと、前記フィルムの長手方向における前記フィルムの端面と対向するように配置されており、前記長手方向への前記フィルムの移動を規制する規制部材と、前記規制部材と前記ローラを保持するフレームと、前記ニップ部が形成されるように、前記規制部材を付勢することによって前記規制部材を介して前記ローラに圧力を掛ける加圧バネと、を有し、前記規制部材は、前記長手方向へ前記フィルムが移動した際に前記フィルムの前記端面を受ける規制面と、前記加圧バネの付勢力を受ける力受部と、前記規制部材を前記フレームに装着するための溝部と、を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ前記画像を加熱する像加熱装置において、前記フレームに装着されている状態の前記規制部材を前記ニップ部における記録材の搬送方向に見たとき、前記規制面は前記フレームの第１の面の側に位置しており、前記力受部は前記フレームの前記第１の面とは反対の第２の面の側に位置しており、前記規制部材の前記溝部の中の位置であって前記フレームの前記第１の面と対向する位置には、前記第１の面に向って突出する第１の突出部と、前記フレームの前記第１の面に向って突出する突出部であって前記第１の突出部よりも前記加圧バネの付勢方向における下流側に位置する第２の突出部と、が設けられており、前記規制部材の前記溝部の中の位置であって前記フレームの前記第２の面と対向する位置には、前記第２の面に向って突出する第３の突出部が設けられており、前記フレームの前記第１の面に向う方向に関する前記第１の突出部の高さは、前記第２の突出部より高く、記録材上の画像を前記ニップ部で加熱処理する際の圧力が前記加圧バネによって前記規制部材に掛っているとき、前記第１の突出部は前記フレームの前記第１の面に接触しており、前記第２の突出部は前記フレームから離間しており、前記第３の突出部は前記フレームの前記第２の面と接触していることを特徴とする。

本発明によれば、円滑な加圧および圧解除動作を妨げることなく、局所的な接触を防止することができる。

実施例１の定着装置の要部の構成説明図実施例２の定着装置の要部の構成説明図実施例３の定着装置の要部の構成説明図画像形成装置例の概略構成図定着装置例の外観斜視図図５の（６）−（６）線矢視の横断右側面模式図定着装置の分解斜視図であり、（ａ）は装置の一端側（左側）、（ｂ）は他端側（右側）フィルムユニットの分解斜視図フランジの構成説明図（ａ）は加圧状態時の定着装置の右側面図、（ｂ）は圧解除状態時の定着装置の右側面図フランジの傾き説明図

《実施例１》
［画像形成装置］
図４は本発明に係る像加熱装置を定着装置（定着器）７０として搭載している画像形成装置１００の一例の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置１００は電子写真プロセスを用いたモノクロプリンタであり、ホストコンピュータ等の外部装置Ｂから制御部Ａに画像情報が入力、制御部Ａは所定の画像形成制御シーケンスを実行する。

記録材（シート：以下、用紙または紙と記す）Ｓにトナー像を形成する画像形成部１０１は、矢印の時計方向に回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１０２を有する。ドラム１０２の周囲にはドラム回転方向に沿って順に、帯電ローラ１０３、レーザースキャナユニット１０４、現像装置１０５、転写ローラ１０６が配設されている。以上の画像形成部１０１の画像形成動作（電子写真プロセス）は周知であるので詳細な説明は割愛する。

給紙カセット１０７または給送トレイ（手差しトレイ）１０８に積載されている用紙Ｓは給送ローラ１０９または同１１０の回転によって１枚ずつ繰り出される。そして、用紙Ｓはレジストローラ対１１２を有する搬送路１１１によりドラム１０２と転写ローラ１０６とで形成される転写ニップ部１１３へ所定の制御タイミングにて導入されてドラム１０２側のトナー像の転写を受ける。

転写ニップ部１１３を通った用紙Ｓは搬送路１１４に沿って定着装置７０へ送られ、トナー像の熱圧定着処理を受ける。定着装置７０を出た用紙Ｓは搬送路１１５を通り、排出ローラ対１１６により画像形成物として排出トレイ１１７に排出される。

［定着装置］
実施例の定着装置７０に関して、正面とは用紙Ｓの入口側、背面とは同出口側である。左右とは装置７０を正面から見て左（一端側）または右（他端側）である。上下とは重力方向において上または下である。上流側と下流側は用紙搬送方向（記録材搬送方向）において上流側と下流側である。また、定着フィルムの母線方向もしくは加圧ローラの軸線方向或いはこれに平行な方向を長手方向とし、これに直交する方向を短手方向とする。

この定着装置７０は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を可能としたフィルム（ベルト）加熱方式の像加熱装置（ＯＭＦ：オンデマンド定着器）である。図５は定着装置７０の外観斜視図、図６は図５の（６）−（６）線矢視の横断右側面模式図である。

定着装置７０は、大別して、フィルムユニット（ベルトユニット）７３と、対向体（加圧部材）としての弾性加圧ローラ７１と、これらを収容している定着フレーム（筐体：装置本体）２０を有する。図７は定着装置７０の分解斜視図であり、（ａ）は装置の一端側（左側）、（ｂ）は他端側（右側）を示している。

（１）フィルムユニット（ベルトユニット）７３
フィルムユニット７３は、可撓性を有する中空（無端状、エンドレスベルト状、筒状）の第１の回転体である定着フィルム（可撓性スリーブ、無端ベルト、定着ベルト：以下、フィルムと記す）７２を有する。フィルム７２の内側には、ヒータ（加熱体）３０、これを保持すると共にフィルムの回転をガイドするヒータホルダ（加熱体支持部材：以下、ホルダと記す）４０、ホルダ４０を保持するステイ４５が内部アセンブリとして配設されている。図８はフィルムユニット７３の分解斜視模式図である。

ヒータ３０、ホルダ４０、ステイ４５は何れも長さがフィルム７２の幅（長さ）よりも長い部材であり、一端側（左側）と他端側（右側）がそれぞれフィルム７２の両端部から外方に突出している。４０ａはホルダ４０の外方突出部、４５ａはステイ４５の外方突出部である。そして、ステイ４５の一端側と他端側の外方突出部４５ａに対してそれぞれ一端側と他端側の定着フランジ（回転体規制部材：以下、フランジと記す）１０Ｌ・１０Ｒが嵌着されている。即ち、フィルム７２の長手方向両端部にフランジ１０Ｌ・１０Ｒが配置されている。

可撓性を有するフィルム７２は自由状態においては自身の弾発性により円筒形状を呈する耐熱性を有する伝熱部材である。例えば、内側から外側に順に、耐熱性樹脂材料あるいは薄肉金属の基層、シリコーンゴム等の弾性層、フッ素樹脂等の表層の３層の複合層からなる。

ヒータ３０には、一般的にセラミックヒータが使用される。このヒータ３０は、窒化アルミニウム、アルミナ等からなる耐熱性のヒータ基板（セラミック基板）を有している。そして、ヒータ基板の表面側には、通電により発熱する発熱抵抗体（抵抗発熱体）としての抵抗体パターンが、例えば印刷によってヒータ基板の長手方向に沿って形成されている。更にその抵抗体パターンの表面が保護層としてのガラス層で被覆されている。フィルム７２は内面がヒータ表面に密着して摺動する。ヒータ基板の裏面側には、ヒータ３０の温度を検知する温度検知部材としてのサーミスタＴＨが配設されている。

ホルダ４０は耐熱樹脂によって形成された部材であり、ヒータ３０を支持するとともに、フィルム７２の回転ガイドを兼ねている。ホルダ４０の下面には長手に沿って溝部が形成されており、ヒータ３０はその溝部に表面側を外側にして嵌め込まれて支持されている。ホルダ４０の材料として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂が用いられている。ステイ４５は鉄等の金属製の剛性部材であり、ホルダ４０を全長に渡って加圧する型材である。

フィルム７２の長手方向両端部に配置されるフランジ１０（Ｌ・Ｒ）はそれぞれ左右対称形状の耐熱樹脂製のモールド成形品である。フランジ１０は耐熱性に優れ、比較的熱伝導率が良くなく、滑り性にも優れる材料として、例えば、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＴ、ＰＡ、等のガラス繊維含有の樹脂が用いられる。以下の記載において、「フランジ１０Ｌ」は左側（一端側）のフランジ、「フランジ１０Ｒ」は右側（他端側）のフランジ、「フランジ１０」或いは「フランジ１０（Ｌ・Ｒ）」は左右両方のフランジとする。

図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、フランジ１０を、それぞれ、内面側、側面側、天面側から見た図である。（ｄ）は（ｃ）の縦断面図である。フランジ１０は、回転体規制面１０ｒを有する鍔座部１０Ａ、回転体ガイド部１０Ｂ、受圧部１０Ｃ、嵌着部１０Ｄ、嵌着縦溝部１０Ｅ、を有する。

回転体ガイド部１０Ｂは鍔座部１０Ａの回転体規制面１０ｒの側に設けられている。受圧部１０Ｃ（力受部）は鍔座部１０Ａの回転体規制面１０ｒの側とは反対側に設けられている。嵌着部１０Ｄは回転体ガイド部１０Ｂ、鍔座部１０Ａ、受圧部１０Ｃの３者にわたって延在している。嵌着縦溝部１０Ｅは鍔座部１０Ａと受圧部１０Ｃとの会合部においてフランジを天面から見て会合部の両側部に設けられている。

回転体規制面１０ｒはフィルム７２の長手端部の端面７２ａに対向する面であり、フィルム７２が長手方向に動いた場合に移動を規制する役割を果たし、フィルム７２が長手方向の所定の位置にとどまるようにする。即ち、回転体規制面１０ｒはフィルム７２の長手端部の端面７２ａと接触することでフィルム７２の長手方向の移動を規制する。

回転体ガイド部１０Ｂはフィルム７２の長手端部の内周面を内側から支持してフィルム７２の回転をガイドする。即ち、回転体ガイド部１０Ｂはフィルム７２の長手端部を内側から規制することにより、フィルム７２に所望の回転軌跡を描かせる役割を果す。

嵌着部１０Ｄはステイ４５の外方突出部４５ａに対して嵌着される部分である。受圧部１０Ｃは、ステイ４５の外方突出部４５ａに嵌着された状態において外方突出部４５ａと直接触れており、後述する加圧機構によってステイ４５を押し下げる役割を果たしている。

嵌着縦溝部１０Ｅは定着フレーム２０の側板２０Ｌ・２０Ｒに対する係合部である。フランジＬ・１０Ｒはそれぞれこの嵌着縦溝部１０Ｅにおいて側板２０Ｌ・２０Ｒすなわちフレームを挟持するように且つ加圧ローラ７１の軸線方向に交差する方向おいて加圧ローラ７１に近づく方向とその逆方向（遠のく方向）とに可動に配設される。これについては後述する。

（２）加圧ローラ７１
第２の回転体（対向体）としての加圧ローラ７１は、フィルム７２を挟んでヒータ３０との間にニップ部Ｎを形成し、かつ、フィルム７２を回転駆動するための駆動回転体である。加圧ローラ７１は、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金の外周側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層からなる弾性ローラである。弾性層の上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層を形成されるものであってもよい。

加圧ローラ７１は一端側と他端側の軸部をそれぞれフレーム２０の一端側と他端側の側板２０Ｌ・２０Ｒ間に軸受部材２３を介して軸受させて回転可能に支持されている。加圧ローラ７１は制御部Ａで制御される駆動源Ｍ１の駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達されることで、図６において矢印Ｒ７１の方向に所定の周速度で回転駆動される。

フィルムユニット７３はヒータ３０の側を下向きにして加圧ローラ７１の上側において加圧ローラ７１に実質平行に配列して側板２０Ｌ・２０Ｒ間に配設されている。フィルムユニット７３のフランジ１０Ｌ・１０Ｒはそれぞれ嵌着縦溝部１０Ｅが側板２０Ｌ・２０Ｒに設けられた縦ガイドスリット２４・２４の縦縁部２４ａを挟持して係合している。この係合状態において、フランジ１０Ｌの鍔座部１０Ａは側板２０Ｌの内側に位置し、受圧部１０Ｃは側板２０Ｌの外側に位置する。フランジ１０Ｒの鍔座部１０Ａは側板２０Ｒの内側に位置し、受圧部１０Ｃは側板２０Ｒの外側に位置する。

これによりフランジ１０Ｌ・１０Ｒは、それぞれ、側板２０Ｌ・２０Ｒに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。即ち、フィルムユニット７３は全体に側板２０Ｌ・２０Ｒ間においてスリット２４・２４の縦縁部２４ａに沿って加圧ローラ７１に対して近づく方向と遠のく方向とに移動可能な自由度を有する。

（３）加圧機構
フランジ１０Ｌ・１０Ｒの受圧部１０Ｃはそれぞれ加圧バネ（弾性部材）５０Ｌ・５０Ｒと加圧レバー（加圧板金）５１Ｌ・５１Ｒを有する加圧機構により押圧されて所定の加圧力を受ける。加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒは、それぞれ、側板２０Ｌ・２０Ｒの外側において受圧部１０Ｃの上側に配置されており、先端部５１aがフレーム２０の天板２１側の穴部２１ａに挿入されて係合している。５１ｃはその係合部である。加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒはそれぞれ係合部５１ｃを中心にして上下方向に揺動可能である。

加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒはそれぞれ加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒと天板２１の一端側と他端側の各バネ受け部２１ｂとの間に縮設（圧縮）されている。加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒは本例においてはコイル状の圧縮バネである。装置構成によっては引っ張りバネや他の加圧機構でもよい。

加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒの自由状態時においてはフランジ１０Ｌ・１０Ｒの受圧部１０Ｃはそれぞれ加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒの縮設反力により加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒを介して下方への押圧されて所定の同等の加圧力を受ける。図１０の（ａ）はこの加圧状態時における定着装置７０の右側面図である。定着装置７０の左側面はこの右側面と対称である。Ｚは加圧方向を示している。加圧バネ５０Ｒ（５０Ｌ）の中心線５０ｃは側板２０Ｒ（２０Ｌ）の外側に配置されている。

フランジ１０Ｌ・１０Ｒは、それぞれ、ステイ４５の一端側と他端側の外方突出部４５ａ・４５ａに嵌着されているから、図１０の（ａ）の加圧状態においてはステイ４５もフランジ１０Ｌ・１０Ｒを介してそれぞれ下方への所定の同等の加圧力が作用している。

これにより、ヒータ３０を有するホルダ４０と加圧ローラ７１とが加圧ローラ７１の弾性層の弾性に抗してフィルム７２を挟んで所定の加圧力をもって圧接する。本例の定着装置７０においては、ヒータ３０とホルダ４０の一部がフィルム７２の内面に接触する当接する摺動部材（バックアップ部材）として機能している。そのため、図６のように、フィルム７２と加圧ローラ７１との間に用紙搬送方向（記録材搬送方向）ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

レバー５１Ｌ・５１Ｒはそれぞれフランジ１０Ｌ・１０Ｒの受圧部１０Ｃを中にして係合部５１ｃの側とは反対側に延長されている。５１ｂはその延長レバー部である。そして、側板２０Ｌ・２０Ｒの各外側には加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒの各延長レバー部５１ｂの下側にそれぞれ加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒによるフランジ１０Ｌ・１０Ｒの押圧を解除する圧解除機構としての圧解除カム６０Ｌ・６０Ｒが配設されている。なお、圧解除カム６０Ｌは不図示である。カム６０Ｌ・６０Ｒは側板２０Ｌ・２０Ｒ間に回転可能に支持された回転中心軸６０ｃの一端部と他端部に同じ位相で固着された同形状の偏心カムである。

カム６０Ｌ・６０Ｒは制御部Ａで制御される駆動源Ｍ２の駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達されることで、半回転間欠制御される。カム６０Ｌ・６０Ｒが図１０の（ａ）のように小径部が上向きとなった回転角に姿勢に制御されることで、カム６０Ｌ・６０Ｒは加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒの各延長レバー部５１ｂに非接触になる。そのため、加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒは自由状態であり、定着装置７０はフィルム７２と加圧ローラ７１との間に所定幅のニップ部Ｎが形成された加圧状態となる。

また、カム６０Ｌ・６０Ｒが図１０の（ｂ）のように大径部が上向きとなった回転角に姿勢に制御されることで、カム６０Ｌ・６０Ｒは加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒの各延長レバー部５１ｂに接触する。そして、更に、カム６０Ｌ・６０Ｒは加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒをそれぞれ加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒの圧縮反力に抗して先端部５１ａと挿入穴部２１ａとの係合部５１ｃを中心に上方に持ち上げる。これにより、加圧レバー５１Ｌ・５１Ｒによる各フランジ１０Ｌ・１０Ｒの受圧部１０Ｃに対する押圧が解除される。即ち、ニップ部Ｎの形成が解除もしくはニップ部Ｎの加圧力が低減される。

このように定着装置７０は加圧状態（図１０の（ａ））と圧解除状態（図１０の（ｂ））を切替可能に構成している。非画像形成時には圧解除状態にすることで、加圧ローラ７１の弾性層の塑性変形を防ぐことができる。また通紙中に紙詰まり（ジャム）が発生した最には加圧状態から圧解除状態への切り替えによりニップ部Ｎから用紙を容易に取り除くことができる。

（４）定着動作
制御部Ａは画像形成開始信号に基づいて画像形成装置１００の作像動作シーケンス制御を開始する。定着装置７０については、圧解除状態（図１０の（ｂ））から加圧状態（図１０の（ａ））に切り替え、加圧ローラ７１を回転駆動させる。加圧ローラ７１の回転によりニップ部Ｎにおける加圧ローラ７１との摩擦力でフィルム７２に回転力が作用する。これにより、フィルム７２はその内面がニップ部Ｎにおいてヒータ３０の表面およびホルダ４０の外面の一部に密着して摺動しながら矢印Ｒ７２（図６）の方向に加圧ローラ７１の回転周速度にほぼ対応し周速度で従動回転する。

一方、ヒータ３０は制御部Ａで制御される給電部（不図示）から給電経路（不図示）を介して電力供給を受けて急峻に発熱する。このヒータ３０の温度がヒータ裏面に当接させて配置されているサーミスタＴＨで検知され、検知温度情報が制御部Ａに入力する。制御部Ａは入力する検知温度情報に応じて給電部からヒータ３０に流す電流を適切に制御することで、ヒータ３０の温度を所定の温度に立ち上げてその温度が維持されるように温調する。

このように、加圧ローラ７１が回転駆動され、これに伴いフィルム７２が従動して回転し、ヒータ３０が所定の温度に立ち上げられて温調された状態において、画像形成部１０１側から未定着のトナー像Ｔを担持した用紙Ｓがニップ部Ｎに導入される。用紙Ｓはトナー像Ｔの担持面がフィルム７２に対面するようにニップ部Ｎに導入されて挟持搬送されていく。これにより、用紙上の未定着のトナー像Ｔは加熱加圧されて固着画像として定着される。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｓはフィルム７２の表面から曲率分離して定着装置７０から排出搬送されていく。

（５）フランジの側板に対する取り付け構成
上述のように、フィルムユニット７３のフランジ１０Ｌ・１０Ｒは、側板２０Ｌ・２０Ｒに対して加圧方向へ移動可能に取り付けられており、加圧機構５０・５１による加圧時（押圧時）には加圧ローラ７１の方向へ移動しつつ加圧ステイ４５を加圧する。即ち、ニップ部Ｎを所定の加圧状態にする。また、圧解除機構６０により圧解除される際には加圧ローラ７１とは反対の方向へ移動することでニップ部Ｎでの圧力を軽減する構成となっている。

そのため、フランジ１０Ｌ・１０Ｒが側板２０Ｌ・２０Ｒに対して円滑に移動できるように、フランジ１０Ｌ・１０Ｒと側板２０Ｌ・２０Ｒの係合部には適度な隙間が設けられている。即ち、フランジ１０Ｌ・１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅと側板スリット２４の縦縁部２４ａとの係合部には適度な隙間が設けられている。以下では他端側のフランジ１０Ｒを代表して説明するが、一端側のフランジ１０Ｌについても同様である。

図１１の（ｂ）は（ａ）の１点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。フランジ１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅにおける、側板２０Ｒ（２４ａ）を挟持する複数の規制面（凸部）１０ｍ、１０ｎ、１０ｏ、１０ｐと側板２０Ｒのスリット２４の縦縁部２４ａの内面および外面と間には隙間Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐがある。Ｍ＝Ｎ、Ｏ＝Ｐのように設定されている。

また、フィルム７２のローラ軸方向（スラスト方向）の位置はフランジ１０Ｒの鍔座部１０Ａの規制面１０ｒにて規制されている。即ち、フィルム７２がローラ軸方向に寄る際にフィルム７２の長手端部の端面７２ａが規制面１０ｒに突き当たることでフィルム７２の位置ずれを防止している。

しかしながら、加圧バネ５０Ｒの中心線５０ｃが側板２０Ｒに対してローラ軸方向の外側へ配置される構成においては、加圧時にフランジ１０Ｒが隙間Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの範囲内で図１１の（ｃ）のようにＲ方向に傾くことがある。したがって、フランジ１０Ｒの規制面１０ｒも傾くため、フィルム７２の端面７２ａに対して局所的に接触し、フィルム端面（フィルム端部）の破損につながる虞がある。なお、図１１の（ｃ）はフランジ１０ＲのＲ方向への傾く様子の誇張図である。

そこで、課題の項に記載したように、フランジ１０の規制面１０ｒの定着フレーム２０に対する傾きを抑制し、規制面１０ｒとフィルム７２の端面７２ａとの安定した接触を達成する定着装置が求められている。また一方で、加圧時および圧解除時の円滑な動作を妨げることのない安定した圧解除構成が求められており、これら２つを両立する定着装置が望まれている。

そのために、本実施例１においては図１に示したようなフランジ１０の傾き防止構成を採っている。図１の（ａ）はフィルム７２を加圧ローラ７１に加圧する際のローラ軸方向（スラスト方向）における概略構成図である。（ｂ）は（ａ）における一点鎖線で囲んだ部分の拡大図であり、フランジ１０Ｒと側板２０Ｒの係合部、即ち、フランジ１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅと側板スリット２４の縦縁部２４ａとの係合部の隙間を表す説明図である。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄはフランジ１０Ｒの側板２０Ｒに対するローラ軸方向の規制面（凸部）を示している。規制面１０ａ、１０ｂはローラ軸方向の内側、即ち側板２０Ｒのスリット２４の縦縁部２４ａの内面（第１の面）を規制している。規制面１０ｃ、１０ｄはローラ軸方向の外側、即ち側板２０Ｒのスリット２４の縦縁部２４ａの外面（第２の面）を規制している。また、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは規制面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと側板スリット２４の縦縁部２４ａの内面および外面とのそれぞれの隙間である。

本実施例１の定着装置７０においては、フランジ１０Ｒの規制面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと側板２０Ｒのローラ軸方向の係合部の隙間をＡ＜Ｂ、Ｃ＜Ｄとしている。より詳細には、規制面１０ａ（第１の突出部）の凸量（突出量）を同１０ｂ（第２の突出部）の凸量より大きくし、規制面１０ｃ（第３の突出部）の凸量を同１０ｄ（第４の突出部）の凸量より大きくする。規制面１０ａと同１０ｃの凸量を同一とし、規制面１０ｂと同１０ｄの凸量を同一とする。

この規制面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの構成により、例えば、Ａ＝０．０５ｍｍ、Ｂ＝０．１０ｍｍ、Ｃ＝０．０５ｍｍ、Ｄ＝０．１０ｍｍと設定し、部品の寸法がＡ＜Ｂ、Ｃ＜Ｄとなるように寸法公差を設定して管理している。つまり、フランジ１０Ｒが加圧バネ５０Ｒおよび加圧レバー５１ＲにＺ方向に加圧されて傾く際の隙間ＡおよびＣを、対向側の隙間ＢおよびＤよりも小さく設定している。

本実施例１における上記の規制面と隙間の関係をまとめると次のとおりである。フランジ１０Ｒに設けられた側板２０Ｒを挟持する複数の規制面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと側板２０Ｒとの隙間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがある。そのうち、加圧機構による加圧時にフランジ１０Ｒが傾く際に側板２０Ｒに近づく側の規制面１０ａ、１０ｃと側板２０Ｌ・２０Ｒとの隙間Ａ、Ｃが、側板２０Ｒから遠ざかる側の規制面１０ｂ、１０ｄと側板２０Ｒとの隙間Ｂ、Ｄよりも小さい。

複数の規制面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうち、加圧機構による加圧時にフランジ１０Ｒが傾く際に側板２０Ｒに近づく側の規制面１０ａ、１０ｃを第１の規制面とする。また、側板２０Ｒから遠ざかる側の規制面１０ｂ、１０ｄを第２の規制面とする。これにおいて、第１の規制面１０ａ、１０ｃは第２の規制面１０ｂ、１０ｄよりもフランジ１０Ｒの側へ延びる突出量が大きい。

これにより、加圧バネ５０Ｒに加圧された際のフランジ１０Ｒの側板２０Ｒに対する傾きを最小限に抑えることができる。つまりはフランジ１０Ｒの規制面１０ｒの傾きを抑えることができる。よって、規制面１０ｒとフィルム７２の局所的な接触を防止することができ、フィルム７２の端部破損を防止することができる。

また、Ａ＜Ｄ、Ｃ＜Ｂと設定し、積極的に突き当てる面と隙間を設ける面を明確に分けることにより、定着装置７０の加圧状態と圧解除状態を切り替える際のフランジ１０Ｒの動作を妨げない構成とすることができる。上記の構成はフランジ１０Ｌと側板２０Ｌについても同様である。

したがって、フィルム７２の端部破損の防止と、加圧・圧解除時の円滑な動作を両立することができる。

《実施例２》
図２は本実施例２におけるフランジの側板に対する取り付け構成の説明図である。（ａ）はフィルム７２を加圧ローラ７１に加圧する際のローラ軸方向（スラスト方向）における概略構成図である。（ｂ）は（ａ）における一点鎖線で囲んだ部分の拡大図であり、フランジ１０Ｒと側板２０Ｒの係合部、即ち、フランジ１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅと側板スリット２４の縦縁部２４ａとの係合部の隙間を表す説明図である。基本構成は、実施例１の図１と同様であり、詳細な説明は省略する。以下では他端側のフランジ１０Ｒを代表して説明するが、一端側のフランジ１０Ｌについても同様である。

本実施例２は実施例１に対し、フランジ１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅと側板スリット２４の縦縁部２４ａとの係合部の隙間を小さくするために、側板２０Ｒの側に凸部２０ｅ、２０ｇを設けた構成である。すなわち、フランジ１０Ｒの規制面（凸部）１０ｅと１０ｆの凸量（突出量）、１０ｇと１０ｈの凸量を同一としつつ、規制面１０ｅおよび１０ｇと対向する箇所に側板２０Ｒの規制面（凸部）２０ｅ、２０ｇを設けている。これにより、フランジ１０Ｒの規制面（凸部）１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈと側板２０Ｒ、規制面２０ｅ、２０ｇのローラ軸方向の係合部の隙間をＥ＜Ｆ、Ｇ＜Ｈとしている。

より詳細には、例えば、Ｅ＝０．０５ｍｍ、Ｆ＝０．１０ｍｍ、Ｇ＝０．０５ｍｍ、Ｈ＝０．１０ｍｍと設定し、部品の寸法がＥ＜Ｆ、Ｇ＜Ｈとなるように寸法公差を設定して管理している。つまり、フランジ１０Ｒが加圧バネ５０Ｒおよび加圧レバー５１ＲにＺ方向に加圧されて傾く際の隙間ＥおよびＧを、対向側の隙間ＦおよびＨよりも小さく設定している。

本実施例２における上記の規制面と隙間の関係をまとめると次のとおりである。定着フレームである側板２０Ｒは、フランジ１０Ｒに設けられた複数の規制面１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈに対向する位置に規制面２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈを有する。

側板２０Ｌに設けられた規制面のうち、加圧機構による加圧時にフランジ１０Ｒが傾く際にフランジ１０Ｒの規制面１０ｅ、１０ｇが近づく側の規制面２０ｅ、２０ｇを第１の規制面とする。また、フランジ１０Ｒの規制面１０ｆ、１０ｈが遠ざかる側の規制面２０ｆ、２０ｈを第２の規制面とする。これにおいて、第１の規制面２０ｅ、２０ｇは第２の規制面２０ｆ、２０ｈよりもフランジ１０Ｒの側へ延びる突出量が大きい。

また、Ｅ＜Ｈ、Ｇ＜Ｆと設定し、積極的に突き当てる面と隙間を設ける面を明確に分けることにより、加圧状態と圧解除状態を切り替える際のフランジ１０Ｒの動作を妨げない構成とすることができる。フランジ１０Ｌと側板２０Ｌについても同様である。

《実施例３》
図３は本実施例３におけるフランジの側板に対する取り付け構成の説明図である。以下では他端側のフランジ１０Ｒを代表して説明するが、一端側のフランジ１０Ｌについても同様である。基本構成は、図９や、実施例１・２の図１・図２と同様であり、詳細な説明は省略する。

図３の（ａ）はフィルム７２を加圧ローラ７１に加圧する前のローラ軸方向（スラスト方向）における概略構成図である。（ｂ）は（ａ）における一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。（ｃ）はフィルム７２を加圧ローラ７１に加圧する際のローラ軸方向（スラスト方向）における概略構成図である。

本実施例３は、フランジ１０Ｒが加圧バネ５０Ｒに加圧されて嵌着縦溝部１０Ｅと側板スリット２４の縦縁部２４ａとの係合部の隙間内で傾く際に、規制面１０ｒが側板２０Ｒと実質平行になるよう構成したものである。

すなわち、本実施例３の定着装置７０は、フランジ１０Ｒの嵌着縦溝部１０Ｅにおける規制面（凸部）１０ｉと１０ｊの凸量、１０ｋと１０ｌの凸量を同一としている。そして、加圧バネ５０Ｒにより加圧する前の状態において、規制面（凸部）１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌと側板２０Ｒとの隙間Ｉ、Ｊ、Ｋ、ＬをＩ＝Ｊ、Ｋ＝Ｌのように設定し、フランジ１０Ｒと側板２０Ｒの隙間を確保している。このとき、本実施例３の定着装置７０においては、フランジ１０Ｒにおける規制面１０ｒは、図３の（ａ）に示すように、側板２０Ｒに対して少し下向きに傾いている。

ここで、フランジ１０Ｒが加圧バネ５０Ｒにより加圧されると、フランジ１０Ｒは図３の（ｃ）に示すように側板２０Ｒとの隙間Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌの範囲内でＲ方向に回転し、規制面（凸部）１０ｉおよび１０ｋが側板２０Ｒに突き当たる位置まで傾く。このとき、規制面１０ｒは側板２０Ｒと実質平行となる。

本実施例３における上記の構成をまとめると次のとおりである。フランジ１０Ｒに設けられた定着フレームである側板２０Ｒを挟持する規制面１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌが加圧機構による押圧時に傾いて側板２０Ｒと接触する。その際、フランジ１０Ｒにおけるフィルム７２の長手方向の移動を規制する回転体規制面１０ｒが側板２０Ｒと実質平行である。

これにより、加圧機構の加圧バネ５０Ｒによる加圧状態において、規制面１０ｒの傾きを抑えることができる。よって、規制面１０ｒとフィルム７２の局所的な接触を防止することができ、フィルム７２の端部破損を防止することができる。

また、規制面（凸部）１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌと側板２０Ｒとの隙間Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌを確保することにより、加圧状態と圧解除状態を切り替える際のフランジ１０Ｒの動作を妨げない構成とすることができる。フランジ１０Ｌと側板２０Ｌについても同様である。

上記の３つの実施例のように、加圧バネ５０に加圧された際のフランジ１０における規制面１０ｒの定着フレーム２０の側板に対する傾きを最小限に抑えることができ、規制面１０ｒとフィルム７２の局所的な接触を防止することができる。また、フランジ１０と定着フレーム２０の側板の規制面のうち積極的に突き当てる面と隙間を設ける面を明確に分けることにより、加圧状態と圧解除状態を切り替える際のフランジ１０の動作を妨げることなく構成できる。したがって、フィルム７２の端部破損の防止と、加圧・圧解除時の円滑な動作を両立することができる。

《その他の事項》
（１）上記の３つの実施例において、フランジ１０の嵌着縦溝部１０Ｅにおける規制面（凸部）の数は定着フレーム２０の側板を挟んで２つずつで構成している。しかし、これに限定するものではなく、上記で説明したようにフランジ１０の傾きを考慮した隙間関係を満たせば片側を１つのみで構成することもできるし、３つ以上の規制面を設けてもよい。

（２）実施例の定着装置７０においてはフィルム７２の一端側と他端例にそれぞれフランジ１０Ｌ・１０Ｒを配設している。しかし、フィルム７２の寄り移動方向が専らに一方向となるよう装置構成されていれば、フランジ１０はそのフィルム寄り移動側の１つにすることもできる。

（３）実施例における定着装置７０は、その一例として上記のようなフィルム方式の定着装置を挙げている。しかし、これに限定するものではなく、例えば、定着ローラ（熱ローラ）の内部にハロゲンヒータを備えて定着ローラを加熱する方式の定着装置等においても適応することができる。

（４）フィルム７２の内側の摺動部材（バックアップ部材）はヒータ３０以外の部材であってもよい。

（５）第１の回転体フィルム７２の加熱手段は実施例のヒータ３０に限られない。ハロゲンヒータ、電磁誘導コイルなど他の加熱手段を用いた、内部加熱構成、外部加熱構成、接触加熱構成、非接触加熱構成など適宜の加熱構成を採ることができる。

（６）フィルム７２を駆動回転体とし、加圧ローラ７１をフィルム７２の回転に従動回転させる装置構成にすることもできる。

（７）実施例では、像加熱装置として、記録材上に形成された未定着のトナー像を加熱して定着する定着装置を例にして説明したがこれに限られない。記録材に定着若しくは仮定着されたトナー像を再加熱して画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（光沢度向上装置）にも本発明を適用することが可能である。

（８）画像形成装置は実施例のようなモノカラーの画像を形成するものに限られない。カラー画像を形成する画像形成装置でもよい。また、画像形成装置は、必要な機器、装備、筺体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。

７０・・像加熱装置（定着装置）、Ｓ・・記録材、Ｔ・・トナー像、７２・・回転体（定着フィルム）、７２ａ・・フィルム端面、７１・・対向体（加圧ローラ）、Ｎ・・ニップ部、２０Ｌ・２０Ｒ・・フレーム（側板）、１０Ｌ・１０Ｒ・・回転体規制部材（フランジ）、５０Ｌ・５０Ｒ・・弾性部材、６０Ｌ・６０Ｒ・・圧解除機構、１０ａ・１０ｂ・１０ｃ・１０ｄ・・規制面、Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・・隙間

Claims

筒状のフィルムと、
前記フィルムの外周面に接触しており、前記フィルムとの間にニップ部を形成するローラと、
前記フィルムの長手方向における前記フィルムの端面と対向するように配置されており、前記長手方向への前記フィルムの移動を規制する規制部材と、
前記規制部材と前記ローラを保持するフレームと、
前記ニップ部が形成されるように、前記規制部材を付勢することによって前記規制部材を介して前記ローラに圧力を掛ける加圧バネと、
を有し、
前記規制部材は、前記長手方向へ前記フィルムが移動した際に前記フィルムの前記端面を受ける規制面と、前記加圧バネの付勢力を受ける力受部と、前記規制部材を前記フレームに装着するための溝部と、を有し、
前記ニップ部で画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ前記画像を加熱する像加熱装置において、
前記フレームに装着されている状態の前記規制部材を前記ニップ部における記録材の搬送方向に見たとき、前記規制面は前記フレームの第１の面の側に位置しており、前記力受部は前記フレームの前記第１の面とは反対の第２の面の側に位置しており、
前記規制部材の前記溝部の中の位置であって前記フレームの前記第１の面と対向する位置には、前記第１の面に向って突出する第１の突出部と、前記フレームの前記第１の面に向って突出する突出部であって前記第１の突出部よりも前記加圧バネの付勢方向における下流側に位置する第２の突出部と、が設けられており、
前記規制部材の前記溝部の中の位置であって前記フレームの前記第２の面と対向する位置には、前記第２の面に向って突出する第３の突出部が設けられており、
前記フレームの前記第１の面に向う方向に関する前記第１の突出部の高さは、前記第２の突出部より高く、
記録材上の画像を前記ニップ部で加熱処理する際の圧力が前記加圧バネによって前記規制部材に掛っているとき、前記第１の突出部は前記フレームの前記第１の面に接触しており、前記第２の突出部は前記フレームから離間しており、前記第３の突出部は前記フレームの前記第２の面と接触していることを特徴とする像加熱装置。
前記規制部材の前記溝部の中の位置であって前記フレームの前記第２の面と対向する位置には、前記フレームの前記第２の面に向って突出する突出部であって前記第３の突出部よりも前記加圧バネの付勢方向における上流側に位置する第４の突出部が設けられており、
前記フレームの前記第２の面に向う方向に関する前記第３の突出部の高さは、前記第４の突出部より高く、
記録材上の画像を前記ニップ部で加熱処理する際の圧力が前記加圧バネによって前記規制部材に掛っているとき、前記第４の突出部は前記フレームから離間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。
前記第２の突出部の高さと前記第４の突出部の高さは同じであることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
前記第１の突出部の高さと前記第３の突出部の高さは同じであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の像加熱装置。
前記長手方向における前記フィルムの全域に亘って前記フィルムの内面と接触するバックアップ部材をさらに有し、前記加圧バネによる圧力は前記規制部材と前記バックアップ部材を介して前記ローラに掛っていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の像加熱装置。
前記バックアップ部材はヒータであることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。