JP7179937B1 - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗の発生を抑制する。【解決手段】第１の回転体２２と、ヒータ２３と、ヒータホルダ２４と、第２の回転体２１と、を備え、ニップ部Ｎｆで記録材Ｐを挟持搬送する像加熱装置であって、ヒータホルダ２４は、ヒータ２３に対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に設けられ、第１の回転体２２の内周面と接触する平面部２４２２を有し、平面部２４２２は、搬送方向と直交する長手方向において、第１の領域と第２の領域を有し、第１の領域は、ニップ部Ｎｆのうち記録材Ｐの中央部が通過する領域に対応する領域を含んでおり、第２の領域は、長手方向において第１の領域より端部側の領域であり、搬送方向において、第１の領域の幅は第１の長さであり、第２の領域の幅は第１の長さよりも短い第２の長さであり、搬送方向において、第２の領域の下流側端部は第１の領域の下流側端部よりも上流側に位置することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着器、あるいは記録材上の定着済みトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。また、この像加熱装置を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式で用いられる定着装置として、フィルム加熱式の像加熱装置が知られている。フィルム加熱式の像加熱装置は、セラミック製の基板上に抵抗発熱体を有するヒータと、ヒータと接触して加熱されながら回転する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有している。未定着トナー画像を担持する記録材がニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることで、記録材上のトナー画像が記録材に定着される。

フィルム加熱式の像加熱装置においては、ニップ部中の大部分で、記録材は回転する定着フィルムの表面速度と略等速に搬送される。ただし、定着ニップ出口付近においては、記録材が定着ニップの圧から解放され、さらに定着フィルムの軌道が変わるため、記録材と定着フィルムの速度に差が生じる。この速度差を起因として、定着フィルムの表層と記録材表層の間には微小なスリップが発生することがある。スリップにより、定着フィルムの表層が擦れて摩耗すると、画像不良などの不具合の要因となる。特に、記録材の幅方向の左右両端部が通過する箇所は定着ニップ圧も局所的に強い傾向になるため、摩耗が促進されやすい。

特許文献１では、定着ベルトの位置を長手方向（記録材幅方向）に移動させることで摩耗を分散させる構成が開示されている。

特開２０１４－２３２２１５号公報

しかしながら、摩耗の影響をうける箇所を分散させることはできるかもしれないものの、摩耗の発生を抑制することは難しい。

そこで本発明は、摩耗の発生を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る像加熱装置は、
回転可能な第１の回転体と、
前記第１の回転体の内部空間に配置され、前記第１の回転体を加熱するヒータと、
前記ヒータを保持し、前記第１の回転体の内周面と接触して前記第１の回転体の回転を案内するヒータホルダと、
前記第１の回転体の外周面に接触し、前記第１の回転体を介して前記ヒータ、及び前記ヒータホルダとニップ部を形成する回転可能な第２の回転体と、
を備え、前記ニップ部で記録材を挟持搬送する像加熱装置であって、
前記ヒータホルダは、前記ヒータに対して記録材の搬送方向の下流側に設けられ、前記
第１の回転体の内周面と接触する平面部を有し、
前記平面部は、前記搬送方向と直交する長手方向において、第１の領域と第２の領域を有し、
前記第１の領域は、前記ニップ部のうち記録材の中央部が通過する領域に対応する領域を含んでおり、前記第２の領域は、前記長手方向において前記第１の領域より端部側の領域であり、
前記搬送方向において、前記第１の領域の幅は第１の長さであり、前記第２の領域の幅は前記第１の長さよりも短い第２の長さであり、
前記搬送方向において、前記第２の領域の下流側端部は前記第１の領域の下流側端部よりも上流側に位置することを特徴とする。

本発明によれば、摩耗の発生を抑制することができる。

実施例１における画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。 実施例１における像加熱装置の概略構成を示す模式断面図である。 実施例１におけるヒータホルダのクラウン形状を示す模式図である。 実施例１におけるヒータホルダの定着ニップ付近の模式断面図である。 実施例１におけるヒータホルダを示す模式図である。 実施例１における定着ニップの下流側を示す模式図である。 定着ニップから記録材が真っ直ぐ排出されない場合を示す模式図である。 実施例２におけるフィルム規制部の位置を説明する模式図である。

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。ただし、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。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、複写機などが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。

＜実施例１＞
本発明の第１の実施例を以下に説明する。まず、本実施例における画像形成装置の本体構成を説明し、次いで、本発明に係る定着装置（像加熱装置）について詳しく説明する。

（画像形成装置）
本発明が適用可能な画像形成装置の一例を、図１に示す本実施例の画像形成装置１の模式断面図を用いて説明する。画像形成装置１は、感光ドラム１１上のトナー像を直接記録材Ｐ上に転写する電子写真方式の画像形成装置である。画像形成部には、回転可能な像担持体である感光ドラム１１の周面に、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器１２、レーザ光Ｌｓを感光ドラム１１に照射する露光装置１３、現像器１４、転写ローラ１５、及び感光ドラムクリーナー１６が配置される。

画像形成装置１の画像形成の手順について説明する。まず、感光ドラム１１は、その表面が帯電器１２によってマイナス極性に帯電される。次に、露光装置１３のレーザ光Ｌｓにより、帯電された感光ドラム１１の表面上に静電潜像が形成される。本実施例のトナーはマイナス極性に帯電されており、ブラックトナーが入った現像器１４によって、感光ドラム１１上の静電潜像部にのみトナーが付着し、感光ドラム１１上にトナー像Ｔが形成さ
れる。

記録材Ｐは、給紙ローラ１７によって給紙トレイから給紙されると、搬送ローラ１８によって感光ドラム１１と転写ローラ１５が形成する転写ニップＮｔｒに搬送される。転写ローラ１５には、不図示の電源から、トナーの極性とは逆の極性であるプラス極性の転写バイアスが印加される。感光ドラム１１上のトナー像Ｔは、転写ニップＮｔｒにおいて、転写バイアスにより記録材Ｐ上に転写される。転写後の感光ドラム１１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１６によって表面の転写残トナーが除去される。

トナー像Ｔを担持した記録材Ｐは、定着部としての定着装置２０に搬送される。定着装置２０で表面のトナー像Ｔの加熱定着が行なわれることで、トナー像Ｔが記録材Ｐに定着して定着画像となる。そして、記録材Ｐが定着装置２０の搬送力によって排紙ローラ１９へと送られ、排紙ローラ１９によって排紙部４０へ排紙されることで、一連の画像形成過程が終了する。

尚、上記の画像形成装置は、単色のモノクロトナーを使用したモノクロレーザプリンタを代表例に説明を行っているが、本発明の適用はこれに限られるものではない。例えば、中間転写ベルトを介して２色以上のカラートナーを記録材上に転写し、画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタなどの画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

（定着装置）
定着装置２０の概略構成について、図２を用いて説明する。本実施例の定着装置２０は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的としたフィルム加熱式の像加熱装置である。尚、以下の説明において、記録材Ｐの搬送方向をＡ方向、搬送方向と直交する長手方向（記録材幅方向）をＢ方向、搬送方向、及び長手方向と直交する定着フィルム２２の加圧方向をＣ方向とする。加圧方向は、定着フィルム２２と摺動するヒータ２３のヒータ摺動面Ｓ２に垂直である。

図２（ａ）は本実施例における定着装置２０の長手方向（Ｂ方向）の中央部付近の断面図であり、図２（ｂ）は定着装置２０を搬送方向（Ａ方向）からみた加圧ローラ２１の中心軸を通る断面図である。トナー画像の定着手段である定着装置２０は、定着フィルム（第１の回転体）２２、ヒータ（第２の回転体）２３、ヒータホルダ２４、及び加圧ステイ２５を含むフィルムユニット２００と、加圧ローラ２１と、を有している。加圧ローラ２１、定着フィルム２２、ヒータ２３、ヒータホルダ２４、及び加圧ステイ２５はいずれも長手方向に細長い部材である。加圧ローラ２１が、定着フィルム２２を介してヒータ２３、及びヒータホルダ２４と形成する定着ニップＮｆで、記録材Ｐへのトナー像Ｔの加熱定着が行われる。

加圧ローラ２１は、外径Φ２０ｍｍであり、外径Φ１４ｍｍの鉄製の芯金２１１と、厚さ３．０ｍｍの弾性層２１２で構成されている。弾性層２１２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２１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した発泡ゴムを弾性層２１２に使用した。

弾性層２１２の表層上には、トナーに対する非粘着性を付加するための離型層として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層２１３がさらに形成されている。離型層２１３は、チューブを被覆させたものでも表面を塗料でコートしたものでも良く、本実施例では、耐久性に優れるチューブを使用した。離型層２１３の材質としては、ＰＦ
Ａの他に、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２１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、耐久性を考慮して決定する必要がある。本実施例では、Ａｓｋｅｒ－Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で、５０°のものを使用した。

定着フィルム２２は、無負荷で変形していない円筒状の状態での外径がΦ１８ｍｍであり、厚み方向に複数の層を有する多層構成となっている。定着フィルム２２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と、を有する。

定着フィルム２２の基層は、ヒータ２３の熱を受けるため耐熱性が必要であり、かつヒータ２３と摺動するため強度が必要である。そこで、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用いると好ましい。本実施例では、定着フィルム２２の基層の材質としてポリイミド樹脂を用い、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。基層は薄いほどヒータ２３の熱を記録材Ｐ表面に伝達しやすいが、反面、強度が低下する。基層の厚みは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２２の外周面となる離型層は、トナーに対する非粘着性を付加するための層である。離型層の材質としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を用いると好ましい。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、チューブを被覆させたものでも良いが、表面を塗料でコートしたものでも良く、本実施例では、薄肉成型に優れるコートにより離型層を形成した。離型層は、薄いほどヒータ２３の熱を定着フィルム２２表面に伝達しやすいが、薄すぎると耐久性が悪化する。離型層の厚みは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を用いると好ましい。

ヒータ２３は、フィルム加熱式の定着装置で用いられる一般的なヒータであり、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。ヒータ２３は、記録材搬送方向の幅６ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミナの基板表面に、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確保のためガラスを６０μｍの厚さで覆ったものを用いた。セラミック基板あるいは、定着フィルム２２の温度を検知する不図示の温度検知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２３の温度を調整している。ヒータ２３は、定着フィルム２２の内部空間に設けられ、ヒータホルダ２４に設けられた溝状の保持部に嵌入され固定支持されている。本実施例では、記録材搬送方向（Ａ方向）におけるヒータ２３の中心は加圧ローラ２１の中心に対して０．４ｍｍ搬送方向上流側の位置に配置されている。

定着フィルム２２の内周側には、ヒータ２３を保持するためのヒータホルダ２４が設けられている。ヒータホルダ２４の断面形状は、略半円弧状の樋形であり、定着フィルム２２がルーズに外嵌されている。ヒータホルダ２４は、耐熱性と剛性が必要とされるため、耐熱性が高く強度に優れる液晶ポリマー樹脂で形成されている。尚、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（登録商標）を使用している。ヒータホルダ２４は、ヒータ２３を保持するだけでなく、定着フィルム２２の回転をヒータ２３の搬送方向上下流側に設けられた上流案内部２４１と下流案内部２４２でガイドする役割も有する。本発明の特徴的な構成である下流案内部２４２については、後に詳細に述べる。

加圧ステイ２５は、ヒータホルダ２４の長手方向に沿って配設されている。加圧ステイ２５は、ヒータホルダ２４を長手方向で均一に加圧するために、ステンレスなどの剛性の高い板金に曲げ加工を施して形成されている。加圧ステイ２５は、ヒータホルダ２４の曲げ剛性を高めて補強する。

図２（ｂ）に示すように、加圧ステイ２５の長手方向の両端部に設けられた腕部２５１には、それぞれ定着フランジ３１（規制部材）が嵌着される。定着フランジ３１は、定着フィルム２２の長手方向の移動を規制すると共に、回転方向の移動を案内する。フィルムユニット２００は、ヒータ２３が加圧ローラ２１に対向するようにヒータ２３側を下向きにして、加圧ローラ２１の上側に略平行に配列される。左右の定着フランジ３１にはそれぞれ縦溝部が設けられ、縦壁部が左右の側板３２１に設けられた縦ガイドスリットの縦縁部と係合することで、定着フランジ３１は側板３２１に支持される。本実施例では、定着フランジ３１の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。また、加圧ローラ２１の芯金軸部２１１１は、装置フレーム３２の左右の側板３２１に係合された軸受け部材３３上に設置されている。

左右の定着フランジ３１の加圧部３１２と加圧バネ支持部１２１との間には、加圧バネ１２２が縮設される。加圧バネ１２２の弾性力により、左右の定着フランジ３１、加圧ステイ２５、及びヒータホルダ２４を介してヒータ２３が、定着フィルム２２を挟んで、加圧ローラ２１の上面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２２と加圧ローラ２１の押圧力が１５ｋｇとなるように加圧バネ１２２の圧を設定している。また、本実施例においては、ヒータホルダ２４の下流案内部２４２の一部も定着フィルム２２を介して加圧ローラ２１に対して加圧される。ヒータホルダ２４とヒータ２３が、定着フィルム２２を介して加圧ローラ２１と定着ニップＮｆを形成する構成については詳細を後述する。定着ニップＮｆにおいては、定着フィルム２２がヒータ２３と加圧ローラ２１との間に挟まれてヒータ２３の下面の扁平面に倣って撓み、定着フィルム２２の内周面がヒータ２３の下面の扁平面に密着した状態になる。また、定着フィルム２２が外嵌される定着フランジ３１のフィルム規制部３１１は、定着フィルム２２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に沿った形状となるように形成されている。

記録材Ｐに画像を定着させる定着動作時には、加圧ローラ２１を駆動する駆動ギア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２１が図２（ａ）に示した矢印Ｒ２方向に所定の速度で回転駆動される。加圧ローラ２１の回転駆動に伴い、定着ニップＮｆにおける加圧ローラ２１と定着フィルム２２の間に働く摩擦力によって定着フィルム２２に回転力が作用する。そして、定着フィルム２２の内周面がヒータ２３の下面に密着して摺動しながら、ヒータホルダ２４に内周面を案内され、図２（ａ）に示した矢印Ｒ３方向に、加圧ローラ２１の回転に従動して回転する。本実施例においては、表面移動速度２００ｍｍ／ｓｅｃで回転するように構成されている。尚、定着フィルム２２の内周面には耐熱性に優れた潤滑剤が塗布されており、ヒータ２３、及びヒータホルダ２４と定着フィルム２２内周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２３は、不図示の通電制御部によって、発熱し昇温する。ヒータ２３の温度が設定温度まで上昇し、かつ加圧ローラ２１の回転による定着フィルム２２の回転速度が定常化した状態において、未定着のトナー像Ｔを担持する記録材Ｐが定着ニップＮｆに導入される。記録材Ｐは、定着ニップＮｆにて定着フィルム２２と加圧ローラ２１により挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐの未定着トナー画像にヒータ２３の熱が定着フィルム２２を介して付与されるとともにニップ部による圧力が付与されることによって、
トナー像Ｔは記録材Ｐの面に加熱定着される。

（ヒータホルダの詳細構成）
図３～図６を参照しながら、本発明の特徴であるヒータホルダ２４の構成について、詳細を説明する。図３は、ヒータホルダ２４を搬送方向（Ａ方向）から見た模式図である。本実施例のヒータホルダ２４は、ヒータ２３を支持する座面２４３の長手方向中央部が長手方向端部に比べて加圧ローラ２１側に突出しているクラウン形状となっている。ヒータ２３は、長手方向の両端でヒータ給電部３４及びヒータクリップ３５に保持され、長手方向でヒータホルダ２４の座面２４３に沿うように湾曲して設けられている。クラウン形状は、加圧ローラ２１に対向する位置に相当する長手幅２２５ｍｍの領域ＣＲにおいて、なだらかな２次曲線状の形状とし、長手方向中央部は長手方向端部に比べて０．４ｍｍ突出している。ヒータホルダ２４がクラウン形状を有するように形成されていることで、フィルムユニット２００と加圧ローラ２１が加圧されて、加圧ステイ２５や加圧ローラ２１の芯金２１１が撓んで変形した際に、長手方向にわたって均一な幅の定着ニップＮｆが形成される。上述の構成により、本実施例における定着ニップＮｆの搬送方向の幅は、長手方向において６．２ｍｍで均一に形成される。

図４（ａ）はフィルムユニット２００の長手方向中央部の定着ニップＮｆ付近を示す断面図であり、図４（ｂ）はフィルムユニット２００の長手方向端部の定着ニップＮｆ付近を示す断面図である。ヒータ２３は、ヒータ座面Ｓ１でヒータホルダ２４の座面２４３と接触し、ヒータ座面Ｓ１と反対側のヒータ摺動面Ｓ２（回転体接触面）で定着フィルム２２の内周面と接触する。なお、本実施例においてはヒータ２３が直接定着フィルム２２の内周面と接触する構成としているが、その間に熱伝導部材等を設ける構成としても良い。

ヒータホルダ２４は、ヒータ２３に対して搬送方向上流側に、ヒータ座面Ｓ１よりも加圧ローラ２１側（第２の回転体側）に突出した上流案内部２４１を有する。上流案内部２４１は、さらにヒータ摺動面Ｓ２に対して加圧ローラ２１側に突出している突出部２４１１を有する。突出部２４１１は、定着フィルム２２の軌道を規制し、定着フィルム２２がヒータ２３のエッジ部に接触することを防止するために、ヒータ摺動面Ｓ２に対して加圧ローラ２１側に突出していることが好ましい。ただし、突出量が大きすぎる場合には突出部２４１１は記録材Ｐの定着ニップ突入を妨げる要因となる。そこで、ヒータ摺動面Ｓ２から突出部２４１１までの突出高さＨは、０．１～１．０ｍｍ程度であることが望ましい。本実施例では、突出高さＨを０．２ｍｍとしている。

本発明の特徴である、ヒータホルダ２４の下流案内部２４２の形状、及び下流案内部２４２と定着ニップＮｆ下流側端部の位置関係について説明する。ヒータホルダ２４は、ヒータ２３よりも記録材搬送方向下流側に、ヒータ座面Ｓ１よりも加圧ローラ側に突出した下流案内部２４２を有する。記録材Ｐが搬送される長手領域においては、ヒータホルダ２４の長手両端部に設けられた位置決め部によってヒータ２３の搬送方向の位置決めがなされる。本実施例では、ヒータ２３の下流側端部の位置から０．０５ｍｍの隙間を空けて下流案内部２４２が形成されている。

下流案内部２４２は、長手方向全域にわたって形成されるＲ部２４２１、平面部２４２２、斜面部２４２３及び回転案内部２４２４を有する。以下、下流案内部２４２を構成する要素のうち、長手方向中央部に位置するものに添え字ａを付し、長手方向端部に位置するものに添え字ｂを付して説明するが、特に区別して説明する必要がない場合、添え字は省略して説明する。

Ｒ部２４２１は、定着フィルム２２を介してヒータ２３と加圧ローラ２１に挟持搬送された記録材Ｐを、スムーズに平面部２４２２と加圧ローラ２１の間に案内するために、ヒ
ータ２３に近い位置に設けられている。本実施例では、Ｒ部２４２１はＲ０．３ｍｍの曲面であり、記録材Ｐが搬送される長手方向全域にわたって形成されている。Ｒ部２４２１より下流側は平面部２４２２が延びている。平面部２４２２の上流側端部は、ヒータ２３の下流側端部に対して０．３５ｍｍ（隙間０．３ｍｍ＋Ｒ部０．５ｍｍ）下流側に位置する。

平面部２４２２は、Ｒ部２４２１に接続してヒータ摺動面Ｓ２と平行に延びる。すなわち、平面部２４２２は、ヒータ摺動面Ｓ２に搬送方向下流側で隣接するように設けられる。平面部２４２２の搬送方向上流側は、ヒータ２３のヒータ摺動面Ｓ２と同様に、定着フィルム２２を介して加圧ローラ２１と定着ニップＮｆを形成する。平面部２４２２は、記録材Ｐの先端が下流案内部２４２と干渉することがないように、ヒータ摺動面Ｓ２に対して同一面上にあるか、低い高さ（加圧ローラ２１から離れる側）であることが望ましい。一方で、平面部２４２２がヒータ摺動面Ｓ２に対して低すぎる場合には、定着フィルム２２の内周面がヒータ２３のエッジと干渉する可能性があるため、高さの差分は約０．５ｍｍ以下であることが望ましい。尚、本数値は各部品の材質や構成によって適宜変動しうる。本実施例においては、ヒータ座面Ｓ１から平面部２４２２までの高さを１．０６ｍｍとし、平面部２４２２がヒータ摺動面Ｓ２と同一面となるように構成している。

また、本実施例のヒータホルダ２４は、ヒータホルダ２４の長手方向中央部の平面部２４２２ａの搬送方向幅は第１の長さＬａで形成され、長手方向端部の平面部２４２２ｂの搬送方向幅は第１の長さＬａより小さい第２の長さＬｂで形成されている。第１の長さＬａは０．８ｍｍで、第２の長さＬｂは０．３ｍｍで、それぞれ長手方向で一定に形成されている。すなわち、長手方向中央部の平面部２４２２ａに対して、長手方向端部の平面部２４２２ｂが０．５ｍｍ幅狭になるよう形成されている。搬送方向において、平面部２４２２ａと平面部２４２２ｂの上流側端部の位置は同一であり、平面部２４２２ｂの下流側端部は、平面部２４２２ａの下流側端部の位置よりも上流側に位置する。

斜面部２４２３は、平面部２４２２から傾斜して直線的に延びる。回転案内部２４２４は、平面部２４２２より定着フィルム２２の回転方向の下流側で定着フィルム２２の内周面と接触し、定着フィルム２２の回転を案内する。すなわち、定着フィルム２２はヒータホルダ２４の平面部２４２２と回転案内部２４２４に接触して、斜面部２４２３とは接触しない構成である。平面部２４２２と回転案内部２４２４の間を曲面ではなく、平坦な面で接続することで、平面部２４２２の下流側端部付近で、定着フィルム２２が記録材Ｐから速やかに離れやすい。尚、本実施例では、積極的に定着フィルム１１２と接触させない非接触部として直線的に延びる斜面部２４２３を設けたが、本構成はこれに限られるものではない。例えば、平面部２４２２と回転案内部２４２４の間が内側に凹むような形状であっても良い。

図５（ａ）はヒータホルダ２４をヒータ２３が保持される下面側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す破線で囲った矩形領域Ｆにおける平面部２４２２を示した図である。図５（ａ）に示すように、ヒータホルダ２４は長手方向において、第１の領域Ｗ１、第２の領域Ｗ２、第３の領域Ｗ３に大別できる。ヒータホルダ２４の長手方向中央部を含む第１の領域Ｗ１は、図５（ａ）に中心線（一点鎖線）で示す記録材Ｐの幅方向中央部が通過する位置から－８８ｍｍ～＋８８ｍｍの範囲である。すなわち、第１の領域Ｗ１は記録材Ｐの幅方向中央部が通過する領域である。第１の領域Ｗ１における下流案内部２４２の断面形状は、図４（ａ）と同様であり、平面部２４２２ａが第１の長さＬａで形成されている。

第１の領域Ｗ１よりも長手方向の端部側に位置し、記録材Ｐの幅方向端部が通過する第２の領域Ｗ２は、記録材幅方向中央部が通過する位置に対して－１０３ｍｍ～－１１０ｍ
ｍ、＋１０３ｍｍ～＋１１０ｍｍの範囲である。すなわち、第２の領域Ｗ２は記録材Ｐの幅方向の一端が通過する領域と、一端と反対側の他端が通過する領域を含む。第２の領域Ｗ２における下流案内部２４２の断面形状は、図４（ｂ）と同様であり、平面部２４２２ｂが幅Ｌｂで形成されている。図５（ｂ）に示したように、Ａ４用紙の幅方向の両端部とＬＴＲ用紙の幅方向の両端部が、第２の領域Ｗ２を通過するようにヒータホルダ２４は配設されている。

第３の領域Ｗ３は、第１の領域Ｗ１と第２の領域Ｗ２を接続する領域であり、幅方向中央部が通過する位置に対して－８８ｍｍ～－１０３ｍｍ、＋８８ｍｍ～＋１０３ｍｍの範囲である。第３の領域Ｗ３においては、下流案内部２４２の平面部２４２２の搬送方向の幅は、長手方向中央部から長手方向端部に向かうにつれて徐々に減少する。

定着ニップＮｆと下流案内部２４２の位置関係について詳細に説明する。本実施例の定着装置２０では、ヒータ２３だけでなく、ヒータホルダ２４の平面部２４２２の一部が定着フィルム２２を介して加圧ローラ２１と定着ニップＮｆを形成する。定着ニップＮｆの搬送方向の下流側端部は、下流案内部２４２の平面部２４２２内に位置し、斜面部２４２３まではみ出ないように構成されている。

図６（ａ）は第１の領域Ｗ１における定着ニップＮｆの下流側端部付近を拡大して示した断面図であり、図６（ｂ）は第２の領域Ｗ２における定着ニップＮｆの下流側端部付近を拡大して示した断面図である。本実施例における定着ニップＮｆの記録材搬送方向の幅は前述の通り６．２ｍｍであり、定着ニップＮｆの下流側端部は、ヒータ２３の下流側端部に対して０．５ｍｍ下流側に位置する。一方、ヒータ２３の下流側端部から平面部２４２２の上流側端部までの距離は０．３５ｍｍである。すなわち、定着ニップＮｆの下流側端部０．１５ｍｍ分は、平面部２４２２が定着フィルム２２を介して加圧ローラ２１に当接することで形成される。定着ニップＮｆの下流側端部の位置が、第１の領域Ｗ１の平面部２４２２ａや第２の領域Ｗ２の平面部２４２２ｂを含む、長手方向全域で平面部２４２２内に位置するように、本発明の定着装置２０は構成されている。

（本実施例の効果）
前述の構成によって、定着フィルム２２の記録材Ｐの幅方向端部が通る位置における表層摩耗を抑制する作用について説明する。

まず、第２の領域Ｗ２の平面部２４２２ｂの第２の長さＬｂが、第１の領域Ｗ１の平面部２４２２ａの第１の長さＬａに対して小さい構成による、定着フィルム２２の摩耗抑制効果について説明する。

定着ニップＮｆより下流側においては、平面部２４２２のうち加圧ローラ２１に当接しない領域が存在する。そのような領域において、記録材Ｐは定着フィルム２２と加圧ローラ２１に挟持されないが、記録材Ｐは一定の剛性を有するためまっすぐ定着ニップＮｆから排出される。すると、定着ニップＮｆより下流側においても記録材Ｐは定着フィルム２２と接触することとなり、特に定着ニップ圧が強くなる記録材Ｐの左右両端部が通過する領域において、定着フィルム２２の表層摩耗が促進しやすい。

本実施例においては、第２の領域Ｗ２の平面部２４２２ｂの第２の長さＬｂが、第１の領域Ｗ１の平面部２４２２ａの第１の長さＬａよりも小さい。本構成により、図６（ｂ）に示す第２の領域Ｗ２における定着フィルム２２がヒータホルダ２４に沿って回転して描く下流案内部２４２付近の軌跡は、図６（ａ）に示す第１の領域Ｗ１における定着フィルム２２が描く軌跡によりも内側を通過する。すなわち、長手方向において、平面部２４２２の幅を変えることで、定着フィルム２２が描く軌跡を変えて、定着フィルム２２の表層
が通過する位置を変更している。

定着フィルム２２の表層が通る位置をより内側を通過するように変えることで、加圧ローラ２１による加圧領域より下流側において、定着フィルム２２の表層が速やかに記録材Ｐ表面から離れやすくなる。そのため、定着フィルム２２と記録材Ｐの間で微小なスリップが発生する領域が小さくなるため、記録材Ｐの左右両端部における定着フィルム２２表層の摩耗を抑制することができる。尚、本実施例では市場で最も用いられるＡ４用紙やレター用紙を通紙した際に効果が得られるように第２の領域Ｗ２を形成したが、幅が狭い定型紙などをターゲットにして第２の領域Ｗ２を設けることも可能である。

次に、定着ニップＮｆの下流側端部が平面部２４２２内に位置し、定着ニップＮｆが平面部２４２２より下流側に形成されない構成による、定着フィルム２２の摩耗抑制効果について説明する。

本実施例においては、平面部２４２２も加圧ローラ２１と定着ニップＮｆを形成するため、平面部２４２２の形状や配置位置次第で、定着ニップＮｆから排出される記録材Ｐの方向や軌跡が変化する。ヒータホルダ２４は、第１の領域Ｗ１における平面部２４２２ａの第１の長さＬａに対して、第２の領域Ｗ２における平面部２４２２ｂの第２の長さＬｂが小さくなるように形成されている。一方、記録材ＰとしてＬＴＲ用紙やＡ４用紙などの大サイズの用紙を通紙した際、記録材Ｐが有する剛性により、記録材Ｐは長手方向（幅方向）全体で均一な速度や軌跡で搬送される。本実施例では、大サイズの用紙の幅に対して第１の領域Ｗ１が大部分を占めるため、記録材Ｐは第１の領域Ｗ１なりの速度や軌跡で搬送される。そして、図６（ａ）や図６（ｂ）に示すように、記録材Ｐは定着ニップＮｆからヒータ摺動面Ｓ２や平面部２４２２と平行な方向に真っ直ぐ排出される。

図７は、定着ニップＮｆの下流側端部が平面部２４２２から下流側にはみ出て、斜面部２４２３が設けられた領域に位置した場合の、記録材Ｐの軌跡を示す模式図である。仮に、第２の領域Ｗ２において定着ニップＮｆ２の下流側端部の位置が斜面部２４２３ｂに差し掛かった位置になると、記録材Ｐは加圧ローラ２１から加圧されて定着フィルム２２側にコシ付けされた方向に排出される。すると、定着ニップＮｆ２の出口付近において、記録材Ｐが曲率を有して排出されるため、定着フィルム２２と記録材Ｐ間で速度差が生じる。定着フィルム２２と記録材Ｐの速度差は、定着フィルム２２と記録材Ｐの擦れを発生させ、定着フィルム２２の表層を摩耗させる。そこで、本実施例のように、定着ニップの下流側端部が長手方向全域にわたって平面部内に位置するように構成することで、記録材をまっすぐ定着ニップから排出し、定着フィルムの表層摩耗を抑制できる。

先述の通り、本実施例においては、第１の領域Ｗ１の平面部２４２２ａの第１の長さＬａを０．８ｍｍ、第２の領域Ｗ２の平面部２４２２ｂの第２の長さＬｂを０．３ｍｍとした。平面部２４２２の幅が小さすぎる場合、定着ニップＮｆが平面部２４２２を超えて形成され、記録材Ｐがコシ付けされて排出されることで定着フィルム２２の摩耗が促進される。一方で、平面部２４２２の幅が大きすぎる場合、平面部２４２２のうち定着ニップＮｆが形成されない部分が大きくなり、記録材Ｐがスリップする範囲が増えるため、定着フィルム２２の摩耗が促進される。従って、本実施形態においては、第１の領域Ｗ１の平面部２４２２ａの第１の長さＬａは０．３～１．５ｍｍの範囲内、第２の領域Ｗ２の平面部２４２２ｂの第２の長さＬｂは０．２～１．４ｍｍの範囲内で設定されることが好ましい。尚、本数値は各部品の材質や構成によって適宜変動しうる。

以上、説明したように本発明によれば、安価かつ簡単な構成で、画像形成装置の大型化を伴うことなく記録材の左右両端部に対応する位置の定着フィルム表層摩耗を抑制することができる。また、新たな駆動機構や制御機構を設ける必要がないため、大幅なコストア
ップを伴うこともない。

＜実施例２＞
本発明の第２の実施例を以下に説明する。実施例２では、定着フィルム２２の軌跡を長手方向端部で規制する定着フランジ３１のフィルム規制部の配置位置のみが実施例１と異なる。画像形成装置や定着装置の詳細構成など、実施例１と同様の構成については説明を省略する。

（本実施例の特徴）
本実施例の特徴である定着フランジ３１のフィルム規制部の配置位置について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、実施例１のフィルム規制部３１１の位置を示す。実施例１では、定着フィルム２２が定着ニップＮｆで加圧され、ヒータ２３やヒータホルダ２４に沿って形成される定着フィルム２２の自然な形状にフィルム規制部３１１が沿うように、定着フランジ３１は定着フィルム２２の長手方向の両端に設けられる。すなわち、実施例１においては、フィルム規制部３１１を設ける場合と設けない場合で、定着フィルム２２が回転して描く軌跡はほとんど変わらない。

図８（ｂ）は、実施例１のフィルム規制部５１１の位置を示す。本実施例では図８（ｂ）のように、実施例１に対して、フィルム規制部５１１の位置を定着ニップＮｆから図８（ｂ）中の矢印Ｄの方向に定着ニップＮｆから離して配置することで、定着フィルム２２が回転して描く軌跡を変えている。具体的には、本実施例では実施例１に対して、０．６ｍｍだけ定着ニップＮｆから離して配置している。すなわち、実施例２の定着フィルム２２が描く軌跡は、定着ニップＮｆによって形作られる自然な形状よりも縦長の楕円に近い形状となる。

（本実施例の効果）
本実施例における定着フィルム２２の更なる表層摩耗抑制効果を説明する。本実施例では定着フィルム２２の軌跡が、特に長手両端部において実施例１と比較して、図８（ｂ）中の矢印Ｄの方向に持ち上がった形状となる。そうすることで、第２の領域Ｗ２における定着フィルム２２が、記録材Ｐを通紙した際に、定着ニップＮｆによる加圧領域が終わった後に速やかに記録材Ｐから離れるような軌跡を描く。この作用によって定着フィルム２２の表層と記録材Ｐとが微小に擦れる領域をより小さくすることができる。従って、実施例１と比較して、さらに記録材Ｐの左右両端部が通過する位置の定着フィルム２２の表層摩耗の抑制効果が得られる。

２０…定着装置（像加熱装置）、２１…加圧ローラ（第２の回転体）、２２…定着フィルム（第１の回転体）、２３…ヒータ、２４…ヒータホルダ、２４２２…平面部、Ｎｆ…定着ニップ（ニップ部）、Ｐ…記録材、Ｓ２…ヒータ摺動面、Ｗ１…第一の領域、Ｗ２…第二の領域

Claims (16)

1. 回転可能な第１の回転体と、
   前記第１の回転体の内部空間に配置され、前記第１の回転体を加熱するヒータと、
   前記ヒータを保持し、前記第１の回転体の内周面と接触して前記第１の回転体の回転を案内するヒータホルダと、
   前記第１の回転体の外周面に接触し、前記第１の回転体を介して前記ヒータ、及び前記ヒータホルダとニップ部を形成する回転可能な第２の回転体と、
   を備え、前記ニップ部で記録材を挟持搬送する像加熱装置であって、
   前記ヒータホルダは、前記ヒータに対して記録材の搬送方向の下流側に設けられ、前記第１の回転体の内周面と接触する平面部を有し、
   前記平面部は、前記搬送方向と直交する長手方向において、第１の領域と第２の領域を有し、
   前記第１の領域は、前記ニップ部のうち記録材の中央部が通過する領域に対応する領域を含んでおり、前記第２の領域は、前記長手方向において前記第１の領域より端部側の領域であり、
   前記搬送方向において、前記第１の領域の幅は第１の長さであり、前記第２の領域の幅は前記第１の長さよりも短い第２の長さであり、
   前記搬送方向において、前記第２の領域の下流側端部は前記第１の領域の下流側端部よりも上流側に位置することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記搬送方向において、前記ニップ部の下流側端部は、前記平面部内に位置することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記平面部の前記搬送方向の上流側は、前記第１の回転体を介して前記第２の回転体と前記ニップ部を形成する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. 前記第１の長さは、０．３ｍｍから１．５ｍｍの範囲内であり、
   前記第２の長さは、０．２ｍｍから１．４ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
5. 前記第１の長さと前記第２の長さはそれぞれ前記長手方向で一定の大きさであり、
   前記平面部の前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置する第３の領域の前記搬送方向の幅は、前記第１の領域から前記第２の領域に近づくにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
6. 前記第２の領域は、記録材の長手方向の一端が通過する領域と、前記記録材の長手方向の前記一端と反対の他端が通過する領域を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
7. 前記ヒータは、前記第１の回転体の内周面と接触する回転体接触面を有し、
   前記平面部は、前記回転体接触面と平行であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 前記平面部は、前記回転体接触面と同一面に位置することを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。
9. 前記平面部は、前記長手方向、及び前記搬送方向と直交する加圧方向において前記回転体接触面より前記第２の回転体から離れた位置に設けられ、
   前記加圧方向における前記回転体接触面から前記平面部までの高さは、０．５ｍｍ以下
   であることを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。
10. 前記ヒータホルダは、前記ヒータと前記搬送方向の上流側で隣接し、前記第１の回転体の内周面と接触する突出部を更に有し、
    前記突出部は、前記長手方向、及び前記搬送方向と直交する加圧方向において前記ヒータの前記回転体接触面よりも前記第２の回転体側に突出していることを特徴とする請求項７～９のいずれか１項に記載の像加熱装置。
11. 前記ヒータホルダは、前記平面部より前記第１の回転体の回転方向の下流側で前記第１の回転体の内周面と接触する回転案内部と、前記平面部と前記回転案内部の間に前記第１の回転体と接触しない非接触部と、を有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の像加熱装置。
12. 前記非接触部は、前記平面部に対して傾斜した斜面であることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
13. 前記第１の回転体の両端に対向して配設され、前記第１の回転体の内周面と接触して前記第１の回転体の回転を案内する規制部材を更に備え、
    前記規制部材は、前記規制部材を設けない場合に前記第１の回転体が回転して描く軌跡の内周面に対して、前記長手方向、及び前記搬送方向と直交する加圧方向において前記第２の回転体から遠い側に位置するように設けられることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の像加熱装置。
14. 前記ヒータは、潤滑剤を介して前記第１の回転体の内周面と接触することを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
15. 前記第１の回転体は筒状のフィルムであり、
    前記第２の回転体は加圧ローラであることを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
16. 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１～１５のいずれか１項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