JPH08179641A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寄り制御装置等の他の部材を付加することな
く、ガイド部材の形状のみで定着フィルムの寄り力を軽
減して定着フィルムの耐久性向上を図ることができる定
着装置を提供すること。 【構成】 ヒータ（加熱体）１２と、この加熱体１２を
固定するヒータ保持部材１３と、前記ヒータ１２により
加熱される無端ベルト状の定着フィルム１４と、この定
着フィルム１４の回転をガイドするためのガイド部材１
と、前記定着フィルム１４と記録材１９を前記ヒータ１
２に向けて押圧してニップ部Ｎを形成しつつ定着フィル
ム１４と記録材１９を挟持搬送する加圧ローラ１１とを
有する定着装置において、前記ガイド部材１のフィルム
搬送下流領域での外周長を上流領域でのそれよりも長く
する。本発明によれば、搬送力の増大を招くことなく、
定着フィルム１４の端部がこれの移動を規制する規制板
に達したときの寄り力による定着フィルム１４端部の変
形限界強度を引き上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の画像形成装置において記録材上の未定着
画像をフィルム加熱方式によって加熱定着する定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなフィルム加熱方式を採用す
る定着装置においては、図８に示すように、無端ベルト
状の耐熱性定着フィルム１４に対して加圧ローラ１１を
駆動源Ｍにより図示矢印Ａ方向（反時計方向）に回転駆
動することによって、該加圧ローラ１１と定着フィルム
１４との摩擦力で定着フィルム１４の内面を加熱体１２
との面で密着摺動させながら、該定着フィルム１４を図
示矢印Ｂ方向（時計方向）に回転搬送させている。尚、
定着フィルム１４の従動回転を安定させるためにガイド
部材１５が設けられており、定着フィルム１４の内周面
とガイド部材１５の外周面を接触させることによって、
定着フィルム１４の回転時の形状を安定させている。

【０００３】ところで、従来、上記ガイド部材１５は、
加圧ローラ１１の中心を通って加熱体１２に垂直に引か
れる線を延長したＣ−Ｃ線に対して線対称な形状に成形
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】而して、上述のフィル
ム加熱方式を採用する定着装置では、前述のように、定
着フィルム１４が加圧ローラ１１によって従動回転して
いるが、定着フィルム１４の回転時に該定着フィルム１
４の回転軸線方向の一方側若しくは他方側への寄り移動
（以下、単に寄りと称す）が発生し、図９に示すよう
に、ガイド部材１５の両端部には定着フィルム１４の移
動を規制するためのフランジ２２，２３が設けられてい
る。

【０００５】ところが、定着フィルム１４は寄りによっ
てフランジ２２，２３に突き当たり、自らの寄りの力
（以下、単に寄り力と称す）によってその端部が回転中
に変形又は破損に至るという欠点があった。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、フィルム加熱方式を採用する
定着装置における定着フィルムの寄りに対して、寄り制
御装置等の他の部材を付加することなく、ガイド部材の
形状のみで定着フィルムの寄り力を軽減して定着フィル
ムの耐久性向上を図ることができる定着装置を提供する
ことにある。。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、加熱体と、この加熱体を固定する保持部
材と、前記加熱体により加熱される無端ベルト状の定着
フィルムと、この定着フィルムの回転をガイドするため
のガイド部材と、前記定着フィルムと記録材を前記加熱
体に向けて押圧してニップ部を形成しつつ定着フィルム
と記録材を狭持搬送する加圧ローラとを有する定着装置
において、前記ガイド部材のフィルム搬送下流領域での
外周長を上流領域でのそれよりも長くしたことを特徴と
する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、定着フィルムの従動回転時の
形状に注目して、ガイド部材のフィルム搬送下流領域で
の外周長を上流領域でのそれよりも長くしてフィルム搬
送下流領域の定着フィルムと保持部材及び定着フィルム
とガイド部材とのクリアランスを微小にしたため、搬送
力の増大を招くことなく、定着フィルム端部が該定着フ
ィルムの移動を規制する規制板に達したときの寄り力に
よる定着フィルムの端部の変形限界強度を引き上げるこ
とができ、これによって定着フィルムの寄り力を軽減し
て安定な定着フィルムの搬送が可能となり、該定着フィ
ルムの耐久性向上を図ることができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１０】先ず、定着フィルムの寄りの原理を図２乃
至図７に従って説明する。尚、図２は定着フィルムの寄
りの原理を説明するための定着装置の平面図、図３は図
２の矢視Ｘ方向の図、図４はフィルム駆動力のベクトル
図、図５は従来の定着装置の定着フィルム回転時の概略
断面図、図６は同定着装置の周長差大の場合の定着フィ
ルム回転時の概略断面図、図７は同定着装置の周長差小
の場合の定着フィルム回転時の概略断面図である。

【００１１】定着フィルム１４の寄りは、図２に示すフ
ィルム軸線Ｄ−Ｄが加熱体１２、加熱体保持部材１３、
補強材１６及びガイド部材１５（図８参照）で構成され
る加熱ユニットＵ（図３参照）の軸線Ｅ−Ｅに対して捩
れの位置関係になるときに生じる。ここで、図４に示す
ように捩れ角をθ、加圧ローラ１１によるフィルム駆動
力Ｆとすると、定着フィルム１４に対して寄り成分Ｆ・
ｓｉｎθが生じるために定着フィルム１４の寄りが発生
する。従って、捩れ角θが最大のときに寄り力が最大と
なり、このために捩れ角θを小さくする手段が必要にな
る。

【００１２】前記加熱ユニットＵの外周長と定着フィル
ム１４の内周長との差（以下、単に周長差と称す）を
２．５ｍｍから１．５ｍｍに縮めることによって定着フ
ィルム１４の寄り力を３００ｇｆから２１０ｇｆへと３
割減少させることができる。それは捩れ角θの減少に他
ならない。又、定着フィルム１４がフランジ２２又は２
３に突き当たったときの該定着フィルム１４端部の変形
の限界値も向上することが分かっている。

【００１３】次に、周長差と搬送力の関係を図５乃至図
７において一般に良く知られているアイテルワインの式
によって説明する。

【００１４】図５に示すように、加圧ローラ１１の中心
からニップ部Ｎに垂直に交わる直線を延長した軸線Ｆ−
Ｆを境として、加圧ローラ１１が定着フィルム１４を引
っ張る領域を上流領域ＵＵとし、他方の定着フィルム１
４を送り出す領域を下流領域ＵＤとする。

【００１５】而して、定着フィルム１４の搬送時の形状
については、上流領域ＵＵでは定着フィルム１４は加熱
ユニットＵと接しているが、下流領域ＵＤでは定着フィ
ルム１４と加熱ユニットＵは全域では接していない。

【００１６】ここで、図５に示すように、定着フィルム
１４の回転時に加熱ユニットＵに接し始める定着フィル
ム１４上の点をＰａ、この点Ｐａにおいて定着フィルム
１４に作用する張力をＴａ、ニップ部Ｎの直前の点をＰ
ｂ、この点Ｐｂにおいて定着フィルム１４に作用する張
力をＴｂとする。又、点Ｐａと点Ｐｂが加熱ユニットＵ
の中心に対して成す円周角（巻き掛け角）をα、定着フ
ィルム１４とガイド部材１５との摩擦係数をμとする
と、以下のアイテルワインの式が導かれる。

【００１７】

【数１】Ｔｂ＝Ｔａ・ｅｘｐ（μθ） この式によると、張力Ｔｂは巻き掛け角αの増加に伴っ
て指数的に増加することが分かる。周長差が大きい場合
の様子を示す図６と周長差が小さい場合の様子を示す図
７を比較すれば分かるように、周長差と巻き掛け角αと
は反比例する。

【００１８】定着フィルム１４は加圧ローラ１１のみか
ら搬送力を受けて従動回転しているため、張力Ｔｂの増
加に伴って定着フィルム１４の搬送力を増加させなけれ
ばならない。つまり、周長差を詰めることによって必然
的に搬送力を上げなければならない。実際、周長差を
２．５ｍｍ詰めることによって駆動トルクは４００ｇｆ
・ｃｍ増加した。ここで、周長差と搬送力は反比例する
ことが分かる。

【００１９】本発明は以上の２点に鑑みてなされたもの
で、巻き掛け角を増やすことなく、定着フィルムの回転
をガイドするガイド部材のフィルム搬送下流側の外周長
を上流側のそれに比べて長くすることによって、定着フ
ィルムの形状に沿って周長差を小さく抑え、これによっ
て定着フィルムの寄りを軽減するようにしたものであ
る。以下、本発明の具体的実施例を図１に基づいて説明
する。

【００２０】図１は本発明に係る定着装置要部の拡大断
面図であり、同図に示すように、低熱容量のセラミック
製の加熱体１２（以下、単にヒータと称す）はヒータ保
持部材１３に熱硬化性の接着剤によって接着されてお
り、定着フィルム１４をガイドするガイド部材１はネジ
止めによってヒータ保持材１３に固定されている。

【００２１】上記定着フィルム１４は耐熱性の高い厚さ
約６０μｍの低熱容量シートフィルムをエンドレスベル
ト状に成形して構成され、これは加熱ユニットＵに対し
てルーズに外嵌されている。尚、定着フィルム１４のフ
ィルム軸線方向への移動を規制するためのフィルム端部
規制板（図９のフランジ２２，２３参照）が加熱ユニッ
トＵの端部にそれぞれ配置されている。又、定着フィル
ム１４と加熱ユニットＵの摺動性向上を考慮して両者の
摺動面にはグリスが塗布されている。

【００２２】又、図１において、１１は加圧ローラであ
って、該加圧ローラ１１は定着フィルム１４と記録材１
９を挟み込んでこれらを互いに総圧５〜１０ｋｇ程度で
圧接した状態で配置されており、該加圧ローラ１１と加
熱ユニットＵの間には圧接ニップ部Ｎが形成される。

【００２３】以上において、上記加圧ローラ１１による
定着フィルム１４の回転駆動がなされ、且つ、ヒータ１
２が通電によって所定の温度に昇温されている状態にお
いて、未定着トナー画像２０を担持した被加熱材である
記録材１９が不図示の作像部側から入口ガイド１８に案
内されて圧接ニップ部Ｎの定着フィルム１４と加圧ロー
ラ１１との間に導入されることによって、記録材１９上
の未定着トナー画像２０が加熱溶融されてその定着処理
がなされる。

【００２４】而して、本実施例では、定着フィルム１４
の従動回転時の形状に注目して、巻き掛け角αを増やす
ことなく、ガイド部材１のフィルム搬送下流領域での外
周長を上流領域でのそれよりも長くしてフィルム搬送下
流領域の定着フィルム１４とヒータ保持材１３及び定着
フィルム１４とガイド部材１とのクリアランスを微小に
した。このようにすることによって、巻き掛け角αが増
加しないため、搬送力Ｆの増大を招くことなく、又、回
転角θが以前の値より小さくなることで寄り力Ｆ・ｓｉ
ｎθ自体が小さくなり、且つ、定着フィルム１４端部が
該定着フィルム１４の移動を規制する規制板に達したと
きの寄り力による定着フィルム１４の端部の変形限界強
度をクリアランスを微小にすることで引き上げるように
しており、これらの相乗効果によって定着フィルム１４
の寄り力を軽減して安定な定着フィルム１４の搬送が可
能となり、該定着フィルム１４の耐久性向上を図ること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、加熱体と、この加熱体を固定する保持部材と、
前記加熱体により加熱される無端ベルト状の定着フィル
ムと、この定着フィルムの回転をガイドするためのガイ
ド部材と、前記定着フィルムと記録材を前記加熱体に向
けて押圧してニップ部を形成しつつ定着フィルムと記録
材を狭持搬送する加圧ローラとを有する定着装置におい
て、前記ガイド部材のフィルム搬送下流領域での外周長
を上流領域でのそれよりも長くしたため、フィルム加熱
方式を採用する定着装置における定着フィルムの寄りに
対して、寄り制御装置等の他の部材を付加することな
く、ガイド部材の形状のみで定着フィルムの寄り力を軽
減して定着フィルムの耐久性向上を図ることができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置要部の拡大断面図であ
る。

【図２】定着フィルムの寄りの原理を説明するための定
着装置の平面図である。

【図３】図２の矢視Ｘ方向の図である。

【図４】フィルム駆動力のベクトル図である。

【図５】従来の定着装置の定着フィルム回転時の概略断
面図である。

【図６】従来の定着装置の周長差大の場合の定着フィル
ム回転時の概略断面図である。

【図７】従来の定着装置の周長差小の場合の定着フィル
ム回転時の概略断面図である。

【図８】従来の定着装置要部の拡大断面図である。

【図９】従来の定着装置要部の破断正面図である。

【符号の説明】

１ ガイド部材 １１ 加圧ローラ １２ 加熱体（ヒータ） １３ ヒータ保持部材（保持部材） １４ 定着フィルム １９ 記録材 Ｎ ニップ部 Ｕ 加熱ユニット ＵＵ 上流領域 ＵＤ 下流領域 Ｆ フィルム駆動力 θ 定着フィルムと加熱ユニットとの捩れ角 α 巻き掛け角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体と、この加熱体を固定する保持部
   材と、前記加熱体により加熱される無端ベルト状の定着
   フィルムと、この定着フィルムの回転をガイドするため
   のガイド部材と、前記定着フィルムと記録材を前記加熱
   体に向けて押圧してニップ部を形成しつつ定着フィルム
   と記録材を狭持搬送する加圧ローラとを有する定着装置
   において、前記ガイド部材のフィルム搬送下流領域での
   外周長を上流領域でのそれよりも長くしたことを特徴と
   する定着装置。