定着装置
【課題】 定着ローラ１１を薄肉パイプ材１２で構成し、その定着ローラ１１の長さ方向の移動を制限する場合に、定着ローラ１１の端部の破壊を出来る限り抑制して、定着ローラ１１の長寿命化を図る。
【解決手段】 移動制限回転部材２５における定着ローラ１１の端面と対向する対向面２５ａを、該対向面２５ａの径方向内側に向かって定着ローラ１１の端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成する。
【解決手段】 移動制限回転部材２５における定着ローラ１１の端面と対向する対向面２５ａを、該対向面２５ａの径方向内側に向かって定着ローラ１１の端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の定着装置としては、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧される定着ローラと、この定着ローラを加熱する加熱手段とを備えた熱ローラ定着方式のものがよく知られており、このものは、記録媒体を上記加圧ローラと定着ローラとの間に挟持して搬送しながら、その記録媒体上に付着したトナーを該記録媒体と共に加熱することで記録媒体上にトナー像を定着するようにしている。
【０００３】
上記のような熱ローラ定着方式の定着装置では、通常、定着ローラの熱容量が大きいことから、エネルギー効率が悪く、そのためにウォーミングアップ時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示されているように、定着ローラを、加圧ローラからの加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材（円筒状弾性体）で構成することが提案されており、このものでは、熱容量を非常に小さくしてウォーミングアップ時間を短縮することができるとともに、均一で幅広のニップ部を形成することができて、トナーの記録媒体上への定着を良好に行うことができるという利点を有している。
【特許文献１】特開２０００−３４７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記提案例のものでは、定着ローラの両端部は、定着ローラの外径よりも大きい内径を有する軸受部材で支持されており、この軸受部材は、定着ローラの端面と当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限する役割をも有している。この軸受部材は、定着ローラの端面が当接すると、定着ローラの回転に連れて軸受部材の中心軸回りに回転するようになっているため、定着ローラの端面が弾性変形しないと仮定すれば、定着ローラと軸受部材とが互いに摺動することはない。
【０００６】
しかしながら、定着ローラはその長さ方向中間部のみで加圧ローラによって径方向に加圧されるだけであるが、定着ローラの長さには限界があり、通常、定着ローラの端面も回転しながら弾性変形することとなり、定着ローラの端面（薄肉パイプ材の端面）が弾性変形により軸受部材と摺動してしまう。このため、定着ローラの端部は、弾性変形による繰り返し疲労破壊が生じ易い（定着ローラの長さ方向中間部も同様）ことに加えて、軸受部材との摺動により大きな機械的ストレスを受けることとなり、この結果、定着装置を長期間に亘って使用した場合には、定着ローラの端部が破壊してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のように定着ローラを薄肉パイプ材で構成し、その定着ローラの長さ方向の移動を制限する場合に、定着ローラの端部（薄肉パイプ材の端部）の破壊を出来る限り抑制して、定着ローラの長寿命化を図ろうとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材の対向面を、該対向面の径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成するようにした。
【０００９】
上記の構成により、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分は、加圧ローラによる加圧により定着ローラの径方向内側に大きく弾性変形するが、この径方向内側に対応する移動制限回転部材の対向面は、テーパにより定着ローラの端面から離れるので、上記加圧ローラ側の部分は移動制限回転部材の対向面に当接しなくなる。これにより、定着ローラの端面は、弾性変形しても、該端面における加圧ローラとは反対側の部分で移動制限回転部材の対向面と摺動するだけとなる。この結果、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動は低減される。したがって、定着ローラの端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、この摺動に伴う擦れ音が生じるのを抑制することができる。また、移動制限回転部材の対向面の削れをも抑制することができる。よって、定着ローラや移動制限回転部材の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材の中心軸は、定着ローラ支持部材の円弧状である支持部の円中心を通っており、上記移動制限回転部材の対向面は、上記定着ローラの長さ方向から見たときの該対向面の径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラの長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材の支持部の半径の２倍をＤ２とし、定着ローラの薄肉パイプ材の厚みをｔとしたとき、ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔを満たすように形成されているものとする。
【００１１】
このことにより、Ｄ２とＤ１との差が大きいほど、定着ローラ端面の、移動制限回転部材の対向面に対する当接部分が増大することになるが、その差が１０ｔ以下であれば、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が、移動制限回転部材の対向面に殆ど当接しなくなり、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動が低減される。そして、Ｄ２とＤ１との差が小さいほど、上記摺動は確実に低減されるが、その差がｔよりも小さいと、定着ローラの端面が対向面から外れて、定着ローラの長さ方向の移動を制限することができなくなる可能性があるので、ｔ以上としている。よって、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１２】
請求項３の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材は、上記定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラと反対側の部分のみが、該移動制限回転部材の対向面に当接するように、該移動制限回転部材の中心軸が上記定着ローラのローラ軸に対して傾いた状態で支持されているものとする。
【００１３】
このことで、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が、移動制限回転部材の対向面に当接しなくなり、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動が低減される。よって、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項１又は３の発明において、定着ローラの端面は、移動制限回転部材の対向面への当接時に該対向面に略沿うテーパ状に形成されているものとする。
【００１５】
こうすることで、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に倣うため、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れをより一層効果的に抑制することができる。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラの端面は、摺動部材で構成されているものとする。
【００１７】
この発明により、摺動部材を、移動制限回転部材との摩擦係数が小さい材料にして、移動制限回転部材の対向面と摺動させるようにすることができ、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、摺動部材は、定着ローラの端面に一体成形されたものであるとする。
【００１９】
このことで、定着ローラの端面に摺動部材を容易に設けることができるとともに、摺動部材を移動制限回転部材の対向面と確実に摺動させるようにすることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材の支持部は、弾性部材を介して定着ローラを支持しているものとする。
【００２１】
このことにより、定着ローラを均一に加圧することができ、定着ローラのより一層の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
請求項８の発明では、請求項７の発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなっていて、その内周面に支持部が形成されたものであり、弾性部材は、外径が上記定着ローラ支持部材の内径よりも小さくかつ内径が定着ローラの外径よりも大きい環状のものであり、上記弾性部材の外周面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が上記定着ローラ支持部材の内周面から離隔されているものとする。
【００２３】
こうすることで、定着ローラの熱が定着ローラ支持部材を介して外部へ逃げるのを抑制することができ、断熱効果を高めることができる。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているものとする。
【００２５】
すなわち、定着ローラのローラ軸は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾き易く、このように定着ローラが傾くと、定着ローラ支持部材に対しても傾く関係で、定着ローラをその長さ方向に移動させるスラスト力が生じるが、移動制限回転部材が加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動しない場合には、上記傾きにより、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に対して記録媒体の移動方向において均一に当接しなくなるため、そのようなスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができなくなる。しかし、この発明では、上記傾き状態で定着ローラの端面が当接した移動制限回転部材が、その傾きに倣って加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動することで、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に対して記録媒体の移動方向において均一に当接するようになる。この結果、定着ローラに生じるスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができる。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れをより一層有効に抑制することができる。
【００２６】
請求項１０の発明では、請求項１又は２の発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、移動制限回転部材に一体形成されているものとする。
【００２７】
このことにより、定着ローラ支持部材及び移動制限回転部材の低コスト化を図ることができるとともに、定着装置全体を小型化することができる。
【００２８】
請求項１１の発明では、請求項１０の発明において、定着ローラ支持部材の支持部は、移動制限回転部材の対向面から所定距離以上離れた位置に形成されているものとする。
【００２９】
このことで、定着ローラの端面における該定着ローラの端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材の支持部から径方向の力を受けることがなく、定着ローラの端部の破損をより一層有効に抑制することができ、定着ローラの更なる長寿命化を図ることができる。
【００３０】
請求項１２の発明では、請求項１０の発明において、定着ローラ支持部材が一体形成された移動制限回転部材は、定着ローラの長さ方向両側にそれぞれ配設されており、少なくとも一方の上記移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているとともに、定着ローラの長さ方向中央側へ押圧されているものとする。
【００３１】
このことにより、請求項９の発明と同様に、定着ローラに生じるスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができ、しかも、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾くのが抑制され、これにより、定着ローラに生じるスラスト力を低減することができる。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れを更に効果的に抑制することができる。
【００３２】
請求項１３の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているものとする。
【００３３】
すなわち、定着ローラのローラ軸と定着ローラ支持部材の中心軸が互いに平行になる状態が最も安定した状態であるので、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いた場合には、定着ローラ支持部材が加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動して、定着ローラのローラ軸と定着ローラ支持部材の中心軸とが互いに平行になる。これにより、定着ローラに生じるスラスト力が低減して定着ローラが安定する。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れを更に効果的に抑制することができる。
【００３４】
請求項１４の発明では、請求項１３の発明において、定着ローラが該定着ローラの長さ方向に移動したときにその移動方向を検出する移動方向検出手段と、定着ローラ支持部材を、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段とを備え、上記回動手段は、上記移動方向検出手段により検出された移動方向に応じて、上記定着ローラ支持部材を正方向又は逆方向に回動させるように構成されているものとする。
【００３５】
すなわち、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いて、定着ローラの長さ方向の移動が生じたときに、定着ローラ支持部材を加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動させると、その回動方向によっては定着ローラの傾きを強制的に変更して、定着ローラの移動方向を逆向きにすることができる。したがって、定着ローラの移動方向に応じて定着ローラ支持部材の回動方向を選択することにより、定着ローラをその移動方向とは反対方向に移動させるようにすることができ、これにより、定着ローラの長さ方向の移動自体を極小化することが可能になり、よって、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【００３６】
請求項１５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されているとともに、該定着ローラ支持部材の中心軸回りに回転自在に支持されており、少なくとも一方の上記定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力により該定着ローラをローラ軸回りに回転駆動させる駆動手段を備えているものとする。
【００３７】
この発明により、安定した記録媒体の送りが得られる。すなわち、加圧ローラを駆動する場合には、加圧ローラは温度変化し易く、このために加圧ローラの外径が変化して記録媒体の送り速度が変化する可能性があるが、一定温度に支持された定着ローラを駆動する場合には、定着ローラの外径が殆ど変化しないので、記録媒体を確実に一定速度で送ることが可能になる。
【００３８】
請求項１６の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、一方の定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されており、上記一方の定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいものとする。
【００３９】
このことにより、駆動手段により回転される一方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が大きいため、その間に滑りが生じずに定着ローラが確実に回転駆動される一方、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいため、その間に滑りが生じ易く、この結果、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いても、定着ローラに生じるスラスト力が小さくて、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。
【００４０】
請求項１７の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、両定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されているものとする。
【００４１】
このことで、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾き難くなり、この結果、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。よって、定着ローラや移動制限回転部材のより一層の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
請求項１８の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段により定着ローラ支持部材に加えられる力の方向が、定着ローラの長さ方向から見て、加圧ローラと定着ローラとの対向方向において定着ローラを加圧ローラに押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であるものとする。
【００４３】
こうすることで、定着ローラ支持部材の中心軸と定着ローラのローラ軸との平行度が安定に維持され、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。
【００４４】
請求項１９の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、駆動プーリと、該駆動プーリと定着ローラ支持部材の外周面との間に掛け渡されたベルトとを有していて、該駆動プーリ及びベルトにより定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させるように構成されているものとする。
【００４５】
このことにより、ギヤにより定着ローラ支持部材を回転させる場合に比べて負荷変動が小さく、定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間に滑りが生じ難くなる。また、ギヤの場合には、負荷変動により定着ローラ支持部材が振動し易くなり、この振動により、加圧ローラによる加圧力が変動して、定着ローラに過剰の加圧力が作用し、このために定着ローラの寿命が短くなる可能性があるが、ベルトの場合には、負荷変動が小さいので、定着ローラに過剰の加圧力が作用するようなことがなく、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。
【００４６】
請求項２０の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、上記定着ローラの薄肉パイプ材は、金属からなり、上記薄肉パイプ材の少なくとも両端部の外周面及び内周面に、ショットピーニング処理が施されているものとする。
【００４７】
このことで、ショットピーニング処理により、破壊し易い定着ローラ両端部に残留圧縮応力を付与して、伸縮に対する繰り返し疲労強度を向上させることができ、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。ここで、薄肉パイプ材の内周面へのショットピーニング処理については、長さ方向中央部を処理するためには、特殊な装置が必要になるが、端部を処理するためには、そのような特殊な装置は必要なく、外周面の処理と同様の通常の装置で行うことができるので、薄肉パイプ材の両端部の外周面及び内周面のみにショットピーニング処理を行うようにすれば、容易でかつ低コストである。一方、処理が両端部のみであっても、特に破壊し易いのは両端部であるので、問題はない。
【００４８】
請求項２１の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、上記定着ローラの薄肉パイプ材における両端部を除く外周面全周に、ゴム層が形成されているものとする。
【００４９】
こうすることで、安定した定着と記録媒体の送りを実現することができるようになるとともに、定着ローラ支持部材の支持部と対応する両端部には、ゴム層を形成しないようにして、定着ローラの外周面と定着ローラ支持部材の支持部との安定した接触を維持することができる。
【００５０】
請求項２２の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、定着ローラに対する加圧力の反力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成されているものとする。
【００５１】
この発明により、定着ローラと加圧ローラとの接触部であるニップ部が略フラット状となり、種々の記録媒体を皺が生じないように搬送することができるようになる。
【００５２】
請求項２３の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラの回転を検知する回転検知手段を備え、上記回転検知手段は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラの回転を検知するように構成されているものとする。
【００５３】
このことにより、定着ローラの回転速度を制御して定着ローラを一定の回転速度で回転させるようにすることができるとともに、定着ローラの回転を低コストで検知することができる。一方、このように定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出するようにしても、通常の記録媒体搬送速度であれば、十分に定着ローラの回転速度を制御することができる。
【００５４】
請求項２４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を制限する制限部材を備えているものとする。
【００５５】
すなわち、定着ローラの端部に亀裂等が生じた場合には、通常、加圧ローラの定着ローラへの押付け量が増大し、このため、その亀裂が進行して直ぐに破壊に至る。しかし、この発明では、制限部材により押付け量が制限されるので、定着ローラ端部の破壊への進行を抑制して、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができる。
【００５６】
請求項２５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を検出する押付け量検出手段を備え、上記押付け量検出手段により検出された押付け量に基づいて、上記定着ローラの劣化を検知するように構成されているものとする。
【００５７】
こうすることで、定着ローラ（薄肉パイプ材）の端部に亀裂等が生じた場合、加圧ローラの定着ローラへの押付け量が増大し、この押付け量の増大が押付け量検出手段により検出され、この検出により定着ローラの劣化を検知することができる。そして、定着ローラの劣化を検知したときには、加圧ローラの定着ローラへの押付けを解除したり、画像形成装置の作動を停止したりするようにして、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザに定着装置が故障したことを知らせることができる。
【発明の効果】
【００５８】
以上説明したように、本発明の定着装置によると、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動を低減するような構成にしたことにより、定着ローラの端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、移動制限回転部材の対向面の削れを抑制することができ、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る定着装置を示し、この定着装置は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられて、記録紙等の記録媒体上に付着したトナーを該記録媒体と共に加熱することで記録媒体上にトナー像を定着する熱ローラ定着方式のものである。
【００６１】
上記定着装置は、加圧ローラ１と、該加圧ローラ１と径方向（本実施形態では、上下方向）に対向する定着ローラ１１とを備えている。この加圧ローラ１は、例えば、直径２０ｍｍのアルミニウム製の円柱状基材２と、この基材２の外周面全周をその長さ方向略全体に亘って密着状態で覆う厚み７ｍｍのシリコーンスポンジゴム３と、このシリコーンスポンジゴム３の外周面全周をその長さ方向略全体に亘って密着状態で覆う厚み３０μｍのテフロンチューブ（図示は省略している）とで構成されている。
【００６２】
上記加圧ローラ１は、図２に示すように、略水平方向に延びる押付け部材５により定着ローラ１１に押し付けられるようになっている。すなわち、基材２の小径にされた両端部２ａが、該両端部２ａにそれぞれ対応して設けた押付け部材５の長さ方向中間部に形成した嵌合孔５ａにそれぞれ回転自在に嵌合されており、この各押付け部材５の一端部は回転軸５ｂ回りに回転自在に支持され、他端部は、引張コイルスプリング６により、定着ローラ１１側（上側）に付勢されている。したがって、各押付け部材５は、回転軸５ｂ回りに図２で反時計回り方向に回動しようとするため、加圧ローラ１が上側に移動しようとして定着ローラ１１に押し付けられることになる。この押付けにより、加圧ローラ１が定着ローラ１１を径方向に所定の加圧力で加圧することになる。本実施形態では、この加圧力は約９．３Ｎ／ｃｍである。
【００６３】
また、加圧ローラ１は、基材２の両端部２ａが両押付け部材５の嵌合孔５ａにそれぞれ回転自在に嵌合していることから、上記押付け状態で、該加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１（基材２の中心軸）回りに回転可能になっている。そして、基材２の一端部２ａ（図１の左側端部）には、連結軸７ａを介して不図示のモータ等によって回転駆動される駆動ギヤ７と噛み合う従動ギヤ８が結合されており、これら駆動ギヤ７及び従動ギヤ８により加圧ローラ１がそのローラ軸Ｘ１回りに回転駆動されるようになっている。
【００６４】
上記定着ローラ１１は、上記加圧ローラ１による加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材１２で構成されている。すなわち、この薄肉パイプ材１２は、ステンレス鋼やリン青銅等のバネ性を有する金属からなり、上記加圧力により弾性変形してその断面が円形状から、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向（上下方向）が短軸でかつ水平方向が長軸である略楕円形状となる。本実施形態では、薄肉パイプ材１２は、外径３４ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いている。この薄肉パイプ材１２の両端部（後述の定着ローラ支持部材２１により支持される部分を含む）の外周面及び内周面には、ショットピーニング処理が施されている。尚、ショットピーニング処理は、薄肉パイプ材１２の両端部の外周面及び内周面だけでなく、これに加えて薄肉パイプ材１２の長さ方向（定着ローラ１１の長さ方向）中間部の外周面及び内周面に施すようにしてもよい。但し、薄肉パイプ材１２の長さ方向中間部の内周面にショットピーニング処理を施す場合には、特殊な装置が必要になるので、両端部の外周面及び内周面のみにショットピーニング処理を行うようにする方が容易でかつ低コストである。一方、処理が両端部のみであっても、特に破壊し易いのは両端部であるので、問題はない。
【００６５】
上記薄肉パイプ材１２における両端部を除く外周面全周には、ゴム層１３が形成されている。このゴム層１３は、本実施形態では、厚み２００μｍのシリコーンゴムからなり、このゴム層１３の外周面を、その長さ方向略全体に亘って厚み３０μｍのテフロンチューブ１４が密着状態で覆っている（これらゴム層１３及びテフロンチューブ１４は、厚みが非常に小さいので、定着ローラ１１を記載した図面のうち図１以外の図面では記載を省略している）。そして、上記加圧ローラ１は、この定着ローラ１１のゴム層１２が形成された部分に対して加圧するようになっており、加圧ローラ１の回転駆動によって、その定着ローラ１１のゴム層１２が形成された部分と加圧ローラ１との間（ニップ部）に記録媒体を挟持して搬送するようになっている。尚、加圧ローラ１が回転駆動されると、定着ローラ１１は加圧ローラ１又はニップ部の記録媒体を介して定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２（弾性変形した薄肉パイプ材１２の中心軸）回りに従動回転することになる。
【００６６】
上記薄肉パイプ材１２の内部には、記録媒体上のトナーを記録媒体と共に加熱するために定着ローラ１１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ１７が配設されており、このハロゲンランプ１７により定着ローラ１１が約１７０℃に加熱されるようになっている。尚、このような加熱手段は、ハロゲンランプ１７に限らず、他のランプであってもよく、電磁誘導を用いるものであってもよい。また、ランプを用いる場合においては、そのランプを薄肉パイプ材１２の外側に設けるようにしてもよい。
【００６７】
上記定着ローラ１１の両端部に対応する位置には、定着ローラ支持部材２１がそれぞれ配設されている。この各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の長さ方向から見て定着ローラ１１の外周面（つまり薄肉パイプ材１２の外周面）における上記加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分（上側部分）を、定着ローラ１１がそのローラ軸Ｘ２回りに回転自在となるように支持する支持部２１ａを有している。この支持部２１ａの半径は、弾性変形前の薄肉パイプ材１２の半径よりも大きくされている。そして、定着ローラ１１が加圧ローラ１により下側から上方に加圧されると、定着ローラ１１の外周面の上記支持部２１ａと対向する部分が該支持部２１ａに当接支持された状態で、薄肉パイプ材１２が弾性変形し、このときに、図２に示すように、薄肉パイプ材１２の上側部分が支持部２１ａに略沿うようになる。尚、上記各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の端部における該定着ローラ１１端面から所定距離以上離れた部分に設けられており、該定着ローラ１１端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａから径方向の力を受けないようになされている。
【００６８】
上記各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の外周面全周を覆う円筒状のものからなっていて、その内周面に支持部２１ａが形成されたものである。この各定着ローラ支持部材２１ａの中心軸は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と平行である。そして、各定着ローラ支持部材２１は、ベアリング２２によりその中心軸回りに回転可能に支持されていて、定着ローラ１１の回転に連れて定着ローラ支持部材２１の中心軸回りに回転するようになっている。このように定着ローラ支持部材２１が回転しても、支持部２１ａは常に定着ローラ支持部材２１の上側部分にある。したがって、定着ローラ支持部材２１の内周面は、どの回転位置においても支持部２１ａとなり得るように、定着ローラ１１の長さ方向から見て円形状になっている。
【００６９】
上記定着ローラ支持部材２１は必ずしもその中心軸回りに回転可能に支持する必要はなく、固定したものであってもよい。この場合、定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の長さ方向から見て上半分だけの半円状のもの（図２４に示す後述の加圧ローラ支持部材４を上下逆にしたようなもの）としてもよい。但し、定着ローラ支持部材２１を回転可能に支持した方が、定着ローラ１１との間で摺動が殆ど生じないので好ましい。
【００７０】
また、本実施形態では、定着ローラ１１の外周面における定着ローラ支持部材２１に対応する部分には、ゴム層１３が形成されておらず、薄肉パイプ材１２が支持部２１ａに直接当接するようにしたが、定着ローラ支持部材２１がその中心軸回りに回転可能に支持されていれば、定着ローラ支持部材２１に対応する部分にもゴム層１３を形成するようにしてもよい。但し、ゴム層１３がない方が、ゴムの劣化等を考慮する必要がなく、定着ローラ１１の外周面と定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａとの安定した接触が維持される。
【００７１】
本実施形態では、定着ローラ支持部材２１は、内径が４３ｍｍ、幅（定着ローラ１１の長さ方向に沿った長さ）が８ｍｍである樹脂製のものからなっている。この定着ローラ支持部材２１の材料としては、耐熱性が良好なベークライトやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好ましい。
【００７２】
上記定着ローラ１１の長さ方向両側には、円筒状の移動制限回転部材２５がそれぞれ配設されている。この各移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と垂直な方向に延びる定着ローラ１１端面（つまり薄肉パイプ材１２端面）と対向する円環状の対向面２５ａを有していて、該対向面２５ａに定着ローラ１１の端面が当接することで定着ローラ１１の長さ方向の移動を制限するようになっている。この各移動制限回転部材２５の中心軸は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と平行であって、上記定着ローラ支持部材２１の中心軸と一致している（定着ローラ支持部材２１の円弧状である支持部２１ａの円中心を通る）。また、各移動制限回転部材２５は、上記定着ローラ１１端面の当接時に該定着ローラ１１の回転に連れて該移動制限回転部材２５の中心軸回りに回転するようにベアリング２６により支持されている。尚、２つの移動制限回転部材２５の間の間隔は、加熱により長くなった状態の定着ローラ１１の長さよりも僅かに大きくされており、定着ローラ１１の長さ方向の移動は、その２つの移動制限回転部材２５の間に制限されることになる。
【００７３】
上記各移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、図３にも示すように、該対向面２５ａの径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成されている。この対向面２５ａの、移動制限回転部材２５の中心軸と垂直な面に対する傾斜角θ（θ＝（１８０°−テーパ角）／２）は、２°〜１５°が好ましく、より好ましいのは、５°〜９°である。本実施形態では、７°に設定されている。この各移動制限回転部材２５の材料としては、上記定着ローラ支持部材２１と同様に、耐熱性が良好なベークライトやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好ましい。
【００７４】
上記定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）の一端部（図１では右側端部）の外周面における定着ローラ１１端面から所定距離以内の部分（定着ローラ１１端面に近接する部分）には、図４に示すように、周方向の一部分の濃度が薄くかつ他の部分の濃度が濃い第１濃度パターン１１ａが形成されている。この第１濃度パターン１１ａの濃度の薄い部分が定着ローラ１１の１回転毎に第１フォトセンサ３０により検出されるようになっている。すなわち、この第１フォトセンサ３０は、投光した光の反射光量を検出する反射型の光センサで構成されていて、上記第１濃度パターン１１ａに対し投光した光の反射光量を検出することで、濃度の薄い部分（反射光量が増大する）を検出するようになっている。このことで、第１フォトセンサ３０は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラ１１の回転を検知する回転検知手段を構成する。このように定着ローラ１１の回転を検知することで、上記加圧ローラ１を回転駆動するモータ等の制御を行って、定着ローラ１１の回転速度を一定速度となるように制御する。本実施形態では、記録媒体搬送速度が約１００ｍｍ／ｓとなるように定着ローラ１１の回転速度を約０．９４回転／ｓに制御する。このような回転速度であれば、定着ローラ１１の周方向の一部分のみを１回転毎に検出するようにしても、十分に定着ローラ１１の回転速度を制御することができる。尚、上記第１濃度パターン１１ａの位置は、定着ローラ１１の長さ方向のどの位置であってもよい。
【００７５】
上記構成の定着装置においては、定着ローラ１１がその長さ方向に移動すると、該定着ローラ１１の端面（薄肉パイプ材１２の端面）が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接し、このことで、定着ローラ１１の長さ方向の移動が制限される。そして、定着ローラ１１の端面が当接した移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２回りの回転に連れて該移動制限回転部材２５の中心軸回りに回転するが、定着ローラ１１の端面が回転しながら弾性変形するため、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間で摺動が生じる。しかし、上記のように移動制限回転部材２５の対向面２５ａがテーパ状に形成されているので、そのような摺動を低減することができる。すなわち、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）は、加圧ローラ１による加圧により定着ローラ１１の径方向内側（上側）に大きく弾性変形するが、この径方向内側に対応する移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、テーパにより定着ローラ１１の端面から離れるので、上記加圧ローラ１側の部分（下側部分）は移動制限回転部材の対向面に当接しなくなる（図２の定着ローラ１１と二点鎖線で示す移動制限回転部材２５との関係を参照）。これにより、定着ローラ１１の端面は、弾性変形しても、該端面における加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）で移動制限回転部材２５の対向面２５ａと摺動するだけとなる。この結果、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動は低減される。したがって、定着ローラ１１の端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、この摺動に伴う擦れ音が生じるのを抑制することができる。また、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをも抑制することができる。よって、定着ローラ１１や移動制限回転部材２５の長寿命化を図ることができる。
【００７６】
尚、本実施形態では、加圧ローラ１を回転駆動するようにしたが、これに代えて、後述の実施形態１２のように、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。
【００７７】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２を示し、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの形状を、上記実施形態１とは異ならせ、その他の構成を上記実施形態１と同様としたものである。尚、上記実施形態１と同様の構成については、説明を省略する。
【００７８】
具体的には、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようなテーパ状に形成されてはおらず、移動制限回転部材２５の中心軸（又は定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２）と垂直な方向に延びている。そして、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、定着ローラ１１の長さ方向から見たときの該対向面２５ａの径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラ１１の長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａの半径の２倍（定着ローラ支持部材２１の内径）をＤ２とし、定着ローラ１１の薄肉パイプ材１２の厚みをｔとしたとき、
ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔ
を満たすように形成されている。
【００７９】
すなわち、Ｄ２とＤ１との差が大きいほど、定着ローラ１１端面の、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対する当接部分が増大することになるが、その差が１０ｔ以下であれば、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに殆ど当接しなくなり、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動が低減される。そして、Ｄ２とＤ１との差が小さいほど、上記摺動は確実に低減されるが、その差がｔよりも小さいと、定着ローラ１１の端面が対向面２５ａから外れて、定着ローラ１１の長さ方向の移動を制限することができなくなる可能性があるので、ｔ以上としている。
【００８０】
したがって、本実施形態２においても、上記実施形態１と同様に、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動は低減され、この結果、定着ローラ２５や移動制限回転部材２５ａの長寿命化を図ることができる。
【００８１】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３を示し、移動制限回転部材２５の中心軸（図６に示すＸ３）を定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して傾けるようにしたものである。
【００８２】
すなわち、本実施形態では、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようなテーパ状に形成されてはおらず、移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３と垂直な方向に延びている。但し、移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３が、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して、対向面２５ａの上側部分が定着ローラ１１の端面に近づくように傾いており、これにより、対向面２５ａをテーパ状にしたのと同様の状態にしている。つまり、移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）のみが、該移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接するように、該移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３が定着ローラ１１のローラ軸Ｘ３に対して傾いた状態で支持されることになる。
【００８３】
したがって、本実施形態３においても、上記実施形態１と同様に、定着ローラ１１の端面の下側部分が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接しなくなり、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動が低減され、よって、定着ローラ２５や移動制限回転部材２５ａの長寿命化を図ることができる。
【００８４】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４を示し、上記実施形態１において定着ローラ１１の端面の形状を変更したものである。
【００８５】
すなわち、本実施形態４では、定着ローラ１１の端面は、移動制限回転部材２５の対向面２５ａへの当接時に該対向面２５ａに略沿うテーパ状に形成されている。これにより、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに倣うため、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをより一層効果的に抑制することができる。
【００８６】
尚、本実施形態４では、移動制限回転部材２５を実施形態１のものとしたが、実施形態３のように移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３を定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して傾ける場合にも、本実施形態４の構成を適用することができる。
【００８７】
（実施形態５）
図８は、本発明の実施形態５を示し、定着ローラ１１の端面を摺動部材１５で構成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。
【００８８】
上記摺動部材１５は、中心部に薄肉パイプ材１２の内径と略同径の貫通孔が開けられた円形の基部１５ａと、この基部１５ａの外周縁部に設けられた筒状の側部１５ｂとからなるキャップ状に形成されていて、定着ローラ１１の端面に被せられている。上記側部１５ｂの内径は、弾性変形前の薄肉パイプ材１２の外径と略同じであってもよく、僅かに大きくしてもよい。また、摺動部材１５は、定着ローラ１１の端面に固定するようにしてもよく、固定しないようにしてもよい。固定しない場合には、摺動部材１５の定着ローラ１１側の面を摩擦係数が高くなるようにゴム層等を形成し、摺動部材１５と定着ローラ１１とが摺動しないようにする。或いは、図９に示すように、摺動部材１５を、金型を用いて、定着ローラ１１の端面に一体成形するようにしてもよい。この場合、成形後に仕上げ加工をするようにしてもよい。
【００８９】
上記摺動部材１５の材料としては、ＰＰＳ等が好ましい。このような摺動部材１５により、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摩擦係数を出来る限り小さくすることができ、定着ローラ１１や移動制限回転部材２５の更なる長寿命化を図ることができる。
【００９０】
尚、第１濃度パターン１１ａは、上記実施形態１と同じ箇所に設けることができないので、別の箇所に設ければよい。また、摺動部材１５を定着ローラ１１の端面に固定する場合には、摺動部材１５の側部１５ｂに設けるようにしてもよい。
【００９１】
さらに、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１のものに限らず、上記実施形態２又は３のものを用いてもよい。
【００９２】
（実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６を示し、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａが、弾性部材２３を介して定着ローラ１１を支持するようにしたものである。
【００９３】
すなわち、本実施形態６では、定着ローラ支持部材２１の内周面に、該定着ローラ支持部材２１と略同じ幅の円環状の弾性部材２３が嵌め込まれている。この弾性部材２３の厚みは、０．５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、本実施形態では、１．５ｍｍとしている。この弾性部材２３の材料としては、ポリウレタンゴムやクロロプレンゴム等が挙げられる。
【００９４】
このような弾性部材２３を、定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）の外周面と定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａとの間に介在させることにより、定着ローラ１１を均一に加圧することができ、定着ローラ１１のより一層の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
尚、本実施形態６では、弾性部材２３の外径が定着ローラ支持部材２１の内径と略同じであり、弾性部材２３の外周面が全周に亘って定着ローラ支持部材２１の内周面と接触しているが、図１１に示すように、弾性部材２３の外径を定着ローラ支持部材２１の内径よりも小さくしかつ弾性部材２３の内径を定着ローラ１１の外径よりも大きくして、弾性部材２３の外周面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）が定着ローラ支持部材２１の内周面から離隔されるようにしてもよい。こうすれば、定着ローラ１１の熱が定着ローラ支持部材２１を介して外部へ逃げるのを抑制することができ、断熱効果を高めることができる。
【００９６】
また、移動制限回転部材２５やその他の構成は、上記実施形態１〜５のいずれの構成をも採用することができる。
【００９７】
（実施形態７）
図１２は、本発明の実施形態７を示し、移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸２５ｂ回りに回動自在に構成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。この軸２５ｂの軸心は、移動制限回転部材２５の中心軸と交わるようにするのが好ましい。
【００９８】
このような構成にするのは、以下のような理由からである。すなわち、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２は、図１２に示すように、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾き易く、このように定着ローラ１１が傾くと、定着ローラ支持部材２１に対しても傾く関係で、定着ローラ１１をその長さ方向に移動させるスラスト力が生じるが、移動制限回転部材２５が上記軸２５ｂ回りに回動しない場合には、上記傾きにより、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向において均一に当接しなくなるため、そのようなスラスト力を、移動制限回転部材２５の対向面２５ａで記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができなくなる。そこで、移動制限回転部材２５を上記軸２５ｂ回りに回動自在に構成することにより、上記傾き状態で定着ローラ１１の端面が当接した移動制限回転部材２５が、その傾きに倣って上記軸２５ｂ回りに回動することで、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向において均一に当接するようになる。この結果、定着ローラ１１に生じるスラスト力を、移動制限回転部材２５の対向面２５ａで記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができる。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをより一層有効に抑制することができる。
【００９９】
尚、本実施形態７では、移動制限回転部材２５を上記実施形態１のものとしたが、上記実施形態２や３のものにも適用することができる。上記実施形態３のものに適用する場合であっても、移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成すればよい。
【０１００】
（実施形態８）
図１３は、本発明の実施形態８を示し、定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。
【０１０１】
すなわち、本実施形態では、定着ローラ支持部材２１が、上記実施形態１のように円筒状であり、その移動制限回転部材２５側の面が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの径方向外側部分に接続されている。これにより、定着ローラ支持部材２１を支持するベアリング２２はなく、ベアリング２６により、定着ローラ支持部材２１及び移動制限回転部材２５が、移動制限回転部材２５の中心軸（定着ローラ支持部材２１の中心軸でもある）回りに一体回転するように支持されている。
【０１０２】
このように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成することで、定着ローラ支持部材２１及び移動制限回転部材２５の低コスト化を図ることができるとともに、定着装置全体を小型化することができる。
【０１０３】
尚、本実施形態８では、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようにテーパ状に形成しているが、上記実施形態２のようにしてもよい。
【０１０４】
また、本実施形態８では、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａが、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに接しているが、図１４に示すように、支持部２１ａを、移動制限回転部材２５の対向面２５ａから所定距離以上離れた位置（つまり上記実施形態１の定着ローラ支持部材２１と同様の位置）に形成するようにしてもよい。こうすれば、定着ローラ１１の端部における定着ローラ１１の端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａから径方向の力を受けることがなく、定着ローラ１１の端部の破損をより一層有効に抑制することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態８では、加圧ローラ１を回転駆動するようにしたが、これに代えて、後述の実施形態１２のように、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。
【０１０６】
（実施形態９）
図１５は、本発明の実施形態９を示し、上記実施形態８における、定着ローラ支持部材２１が一体形成された移動制限回転部材２５を、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしたものである。
【０１０７】
すなわち、本実施形態９では、一方の移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸２５ｂ回りに回動自在に支持する支持部材４１が設けられており、この支持部材４１は、移動制限回転部材２５の径方向外側において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４１ａ回りに回動自在に軸支されている。上記軸２５ｂの軸心は、上記実施形態７と同様に、移動制限回転部材２５の中心軸と交わるようにするのが好ましい。
【０１０８】
そして、上記支持部材４１の先端部は、引張コイルスプリング４２により、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ付勢されている。これにより、支持部材４１は、上記軸４１ａ回りに図１５で反時計回り方向に回動しようとし、この結果、移動制限回転部材２５が定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧されることになる。尚、移動制限回転部材２５を定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧する構成はどのようなものであってもよい。
【０１０９】
このような構成により、定着ローラ１１は、その両端面が同時に両移動制限回転部材２５の対向面２５ａにそれぞれ当接した状態で安定する。このとき、上記実施形態７と同様に、定着ローラ１１の両端面がそれぞれ両移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向で均一に当接する。しかも、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾くのが抑制され、これにより、定着ローラ１１に生じるスラスト力を低減することができる。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れを更に効果的に抑制することができる。
【０１１０】
尚、本実施形態９では、一方の移動制限回転部材２５のみを、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしたが、両方の移動制限回転部材２５を定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしてもよい。
【０１１１】
（実施形態１０）
図１６は、本発明の実施形態１０を示し、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに回動自在に構成したものである。尚、本実施形態では、上記実施形態８及び９のように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成したものを用いるため、定着ローラ支持部材２１を、移動制限回転部材２５を介して軸４５ａ回りに回動自在となるようにしている。
【０１１２】
すなわち、本実施形態では、一方の移動制限回転部材２５が、支持部材４５により支持固定されており（支持部材４５に対しては回動しない）、この支持部材４５が、移動制限回転部材２５の径方向外側において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに回動自在に軸支されている。このため、定着ローラ支持部材２１が移動制限回転部材２５と共に上記軸４５ａ回りに回動可能になっている。尚、支持部材４５は、上記実施形態９の如くスプリングにより付勢されてはいない。
【０１１３】
このように構成することで、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いた場合には、定着ローラ支持部材２１が上記軸４５ａ回りに回動して、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と定着ローラ支持部材２１の中心軸とが互いに平行になる。つまり、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と定着ローラ支持部材２１の中心軸とが互いに平行になる状態が最も安定した状態であるので、自動的にそのような状態となる。これにより、定着ローラ１１に生じるスラスト力が低減して定着ローラ１１が安定する。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れを更に効果的に抑制することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態１０では、一方の定着ローラ支持部材２１（及び移動制限回転部材２５）のみを回動自在に構成したが、両方の定着ローラ支持部材２１を回動自在に構成してもよい。
【０１１５】
また、定着ローラ支持部材２１は、上記実施形態１等のように移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動自在となるように構成すればよい。そして、定着ローラ支持部材２１と移動制限回転部材２５とが別体であれば、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１１６】
さらに、支持部材４５の回動軸４５ａは、どのような位置にあってもよく、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対してどの程度傾くかによって適宜に設定すればよい。例えば図１７に示すように、軸４５ａを、その軸心が移動制限回転部材２５の中心軸と交わる位置に設けてもよい。
【０１１７】
（実施形態１１）
図１８は、本発明の実施形態１１を示し、定着ローラ１１の移動方向を検出して、定着ローラ１１を、その移動方向とは反対方向に移動させるようにしたものである。
【０１１８】
すなわち、本実施形態１１では、上記実施形態１０の変形例（図１７）と同様の支持部材４５（図１６と同様の支持部材４５であってもよい）が設けられており、この支持部材４５を、軸４５ａ回りに所定角度範囲内で回動させるシリンダ４６と引張コイルスプリング４７とが設けられている。すなわち、支持部材４５は、シリンダ４６のロッド４６ａが伸長すると、引張コイルスプリング４７の付勢力に抗して軸４５ａ回りに図１８で時計回り方向に回動する一方、該ロッド４６ａが収縮すると、引張コイルスプリング４７によって軸４５ａ回りに図１８で反時計回り方向に回動するようになっている。
【０１１９】
上記支持部材４５の回動により、定着ローラ支持部材２１が移動制限回転部材２５を介して上記軸４５ａ回りに所定角度範囲内で正逆に回動することになる。このことから、シリンダ４６及び引張コイルスプリング４７は、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段を構成することになる。そして、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いて、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じたときに、定着ローラ支持部材２１を上記軸４５ａ回りに適切な方向に回動させると、定着ローラ１１の傾きを強制的に変更して、定着ローラ１１の移動方向を逆向きにすることができる。
【０１２０】
上記定着ローラ１１の外周面には、上記実施形態１で説明した第１濃度パターン１１ａに加えて、第２濃度パターン１１ｂが形成されている（尚、図１８では、第２濃度パターン１１ｂしか記載していない）。この第２濃度パターン１１ｂは、定着ローラ１１の長さ方向に向かって濃度が変化するようになっており、この濃度変化を、第１フォトセンサ３０と同様の第２フォトセンサ３１により検出することで、定着ローラ１１の移動方向が検出されるようになっている。このことで、第２フォトセンサ３１は、定着ローラ１１の移動方向を検出する移動方向検出手段を構成することになる。
【０１２１】
上記シリンダ４６は、第２フォトセンサ３１により検出された移動方向に応じて、該シリンダ４６のロッド４６ａを伸長させたり収縮させたりする。すなわち、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾くことで、定着ローラ１１がその長さ方向に移動したときに、シリンダ４６のロッド４６ａを伸長又は収縮させて定着ローラ支持部材２１をその傾きが修正されるように正方向又は逆方向に回動させる。このことにより、定着ローラ１１をその移動方向とは反対方向に移動させるようにすることができる。この結果、定着ローラの長さ方向の移動自体を極小化することが可能になり、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【０１２２】
尚、本実施形態１１においても、一方の定着ローラ支持部材２１（及び移動制限回転部材２５）のみを回動させるようにしたが、両方の定着ローラ支持部材２１を回動させるようにしてもよい。
【０１２３】
また、定着ローラ支持部材２１は、移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動させるようにすればよい。そして、定着ローラ支持部材２１と移動制限回転部材２５とが別体であれば、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１２４】
さらに、支持部材４５の回動軸４５ａは、どのような位置にあってもよく、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対してどの程度傾くかによって適宜に設定すればよい。
【０１２５】
（実施形態１２）
図１９は、本発明の実施形態１２を示し、定着ローラ１１の外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部２１ａが形成された定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしたものである。尚、本実施形態では、上記実施形態８及び９のように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成したものを用いるため、移動制限回転部材２５も駆動回転されることになる。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、一方の定着ローラ支持部材２１の外周面にギヤ部２１ｂが形成されており、このギヤ部２１ｂと、連結軸７ａを介して不図示のモータ等によって回転駆動される駆動ギヤ７とが噛み合っている。この駆動ギヤ７が回転すると、定着ローラ支持部材２１がその中心軸回りに回転し、このとき、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により定着ローラ１１がそのローラ軸Ｘ２回りに回転することになる。このように、駆動ギヤ７は、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させる駆動手段を構成する。
【０１２７】
上記実施形態１等のように加圧ローラ１を駆動する場合には、加圧ローラ１が温度変化し易いために、その温度変化に伴って加圧ローラ１の外径が変化して記録媒体の送り速度が変化する可能性がある。しかし、本実施形態のように定着ローラ１１を駆動するようにすれば、定着ローラ１１は、通常、一定温度に支持されるので、定着ローラ１１の外径が殆ど変化せず、記録媒体を確実に一定速度で送ることが可能になる。
【０１２８】
尚、上記のように一方の定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させる場合には、その一方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力が小さいことが好ましい。具体的には、図２０に示すように、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａにフッ素樹脂等の摺動部材２８を設けたり、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａの面粗さを小さくしたりして、定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力を小さくするようにすればよい。このようにすると、一方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間では、滑りが生じずに定着ローラ１１を確実に回転駆動することができる一方、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間では、滑りが生じ易く、この結果、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いても、定着ローラ１１に生じるスラスト力が小さくて、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１２９】
また、図２１に示すように、両方の定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。すなわち、両方の定着ローラ支持部材２１にそれぞれギヤ部２１ｂを形成するとともに、連結軸７ａに、該両ギヤ部２１ｂとそれぞれ噛み合う２つの駆動ギヤ７を取付固定して、該２つの駆動ギヤ７により両方の定着ローラ支持部材２１を同時に回転させるようにする。このようにすることで、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾き難くなり、この結果、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１３０】
さらに、駆動ギヤ７により定着ローラ支持部材２１に加えられる力の方向は、定着ローラ１１の長さ方向から見て、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向において定着ローラ１１を加圧ローラ１に押し付ける方向（図２２の矢印Ａ方向）又は該方向（矢印Ａ方向）に対して３０°以内の傾き方向（図２２の矢印Ｂ又はＣ方向（θ１≦３０°，θ２≦３０°））であることが好ましい。このような方向になるように、駆動ギヤ７のギヤ部２１ｂに対する噛み合い位置（周方向位置）や駆動ギヤ７及びギヤ部２１ｂの圧力角を設定すればよい。こうすれば、定着ローラ支持部材２１の中心軸と定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２との平行度が安定に維持され、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１３１】
さらにまた、上記駆動手段として、図２３に示すように、駆動ギヤ７に代えて、連結軸９ａを介してモータ等によって回転駆動される駆動プーリ９と、この駆動プーリ９と定着ローラ支持部材２１の外周面との間に掛け渡された駆動ベルト５５とを用いることもできる。このような駆動プーリ９及び駆動ベルト５５により、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることができる。このように駆動ベルト５５を用いると、駆動ギヤ７を用いる場合に比べて負荷変動が小さくなって、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間に滑りが生じ難くなる。また、駆動ギヤ７を用いる場合に比べて負荷変動に伴う振動が生じ難く、振動により定着ローラ１１に過剰の加圧力が作用するようなことがない。このような駆動ベルト５５を用いる場合にも、定着ローラ支持部材２１に加えられる力の方向は、定着ローラ１１の長さ方向から見て、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向において定着ローラ１１を加圧ローラ１に押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であることが好ましい。
【０１３２】
また、定着ローラ支持部材２１は、上記実施形態１等のように移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１３３】
（実施形態１３）
図２４は、本発明の実施形態１３を示し、加圧ローラ１も、定着ローラ１１と同様の薄肉パイプ材で構成したものである。
【０１３４】
すなわち、本実施形態では、加圧ローラ１の薄肉パイプ材が、ステンレス鋼やリン青銅等のバネ性を有する金属からなり、定着ローラ１１に対する加圧力の反力を弾性力で受け止める。これにより、加圧ローラ１の薄肉パイプ材が、定着ローラ１１と同様に略楕円形状に弾性変形する。尚、本実施形態では、加圧ローラ１の薄肉パイプ材は、定着ローラ１１と同じく、外径３４ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いている。
【０１３５】
また、上記加圧ローラ１の下側には、該加圧ローラ１をそのローラ軸（弾性変形した薄肉パイプ材の中心軸）回りに回転可能に支持する加圧ローラ支持部材４が、不図示の固定部材に固定されている。この加圧ローラ支持部材４の定着ローラ１１に対する上下方向の位置によって、加圧ローラ１及び定着ローラ１１の弾性変形量が決まり、その位置は、所定の加圧力が得られる位置に設定される。加圧ローラ支持部材４は、加圧ローラ１の長さ方向から見て下半分だけの半円状のものであり、その半径は弾性変形前の加圧ローラ１の薄肉パイプ材の半径よりも大きくされており、弾性変形時には、その薄肉パイプ材の下側部分が加圧ローラ支持部材４に略沿うようになる。この加圧ローラ支持部材４の材料としては、ベークライトやＰＰＳが好ましい。
【０１３６】
このように加圧ローラ１も、定着ローラ１１と同様の薄肉パイプ材で構成することにより、加圧ローラ１と定着ローラ１１との接触部であるニップ部を略フラット状にすることができ、これにより、種々の記録媒体（特に二重になった封筒等）を皺が生じないように搬送することができるようになる。
【０１３７】
尚、本実施形態では、加圧ローラ１を加圧ローラ支持部材４で回転可能に支持するようにしたが、例えば図２５に示すように、加圧ローラ１の内部において該加圧ローラ１のローラ軸と平行に延びかつそれぞれ中心軸回りに回転可能に支持された２つの支持ローラ５２によって回転可能に支持するようにしてもよい。この場合、この２つの支持ローラ５２の間隔及び定着ローラ１１に対する上下方向の位置を適切に設定して、所定の加圧力が得られるようにすることができる。
【０１３８】
また、加圧ローラ１を薄肉パイプ材で構成する場合には、この加圧ローラ１の内部にもハロゲンランプ１７等の加熱手段を設けるようにしてもよい。このようにしても、加圧ローラ１の熱容量が小さいため、ウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【０１３９】
（実施形態１４）
図２６は、本発明の実施形態１４を示し、定着ローラ１１の劣化を検知するようにしたものである。
【０１４０】
すなわち、本実施形態では、押付け部材５における引張コイルスプリング６側の端部の上側近傍に、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付け量を検出する押付け量検出手段としての検出センサ５１が設けられており、この検出センサ５１の本体から下側に突出している接触子５１ａが、押付け部材５により本体側（上側）に押圧されて移動するときの移動量から上記押付け量が分かるようになっている。尚、上記押付け量の検出は、どのような方法で行ってもよい。
【０１４１】
ここで、定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）に亀裂等が生じていない場合には、上記押付け量は所定範囲内にあるが、亀裂等が生じると、押付け量がその所定範囲から外れて増大する。したがって、押付け量が所定値以上になったときに、定着ローラ１１の劣化を検知することができる。このように定着ローラ１１の劣化を検知したときには、画像形成装置の作動を停止する。尚、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付けを解除する機構を設けて、定着ローラ１１の劣化を検知したときに、その押付けの解除を行うようにしてもよい。
【０１４２】
このように検出センサ５１により検出された押付け量に基づいて、定着ローラ１１の劣化を検知するようにしたので、定着ローラ１１の端部に亀裂等が生じたときに、直ぐに画像形成装置の作動を停止する等して、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザに定着装置が故障したことを知らせることができる。
【０１４３】
尚、定着ローラ１１の劣化を検知する代わりに、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付け量を制限する制限部材を設けるようにしてもよい。つまり、この制限部材を、上記検出センサ５１と同様な位置に設けて、押付け部材５の回転軸５ｂ回りの回転を制限するようにする。このようにすれば、定着ローラ１１の端部に亀裂等が生じた場合に、押付け部材５が上記制限部材に当接して定着ローラ１１側へ回動できなくなるため、上記押付け量が制限されて、定着ローラ１１端部の破壊への進行を抑制することができ、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置において、定着ローラを薄肉パイプ材で構成し、その定着ローラの長さ方向の移動を制限する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の実施形態１に係る定着装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】移動制限回転部材を示す断面図である。
【図４】第１濃度パターンを示す定着ローラ端部の部分側面図である。
【図５】実施形態２を示す定着ローラ端部近傍の断面図である。
【図６】実施形態３を示す図５相当図である。
【図７】実施形態４を示す図５相当図である。
【図８】実施形態５を示す図５相当図である。
【図９】実施形態５の変形例を示す図５相当図である。
【図１０】実施形態６を示す図２相当図である。
【図１１】実施形態６の変形例を示す図２相当図である。
【図１２】実施形態７を示す定着装置の平面図である。
【図１３】実施形態８を示す図１相当図である。
【図１４】実施形態８の変形例を示す図５相当図である。
【図１５】実施形態９を示す図１２相当図である。
【図１６】実施形態１０を示す図１２相当図である。
【図１７】実施形態１０の変形例を示す図１２相当図である。
【図１８】実施形態１１を示す図１２相当図である。
【図１９】実施形態１２を示す図１相当図である。
【図２０】実施形態１２の変形例を示す図１相当図である。
【図２１】実施形態１２の更なる変形例を示す図１相当図である。
【図２２】駆動ギヤにより定着ローラ支持部材に加えられる力の方向を示す図である。
【図２３】実施形態１２の更に別の変形例を示す図１相当図である。
【図２４】実施形態１３を示す図２相当図である。
【図２５】実施形態１３の変形例を示す図２相当図である。
【図２６】実施形態１４を示す図２相当図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 加圧ローラ
７ 駆動ギヤ（駆動手段）
９ 駆動プーリ（駆動手段）
１１ 定着ローラ
１２ 薄肉パイプ材
１３ ゴム層
１５ 摺動部材
１７ ハロゲンランプ（加熱手段）
２１ 定着ローラ支持部材
２１ａ 支持部
２３ 弾性部材
２５ 移動制限回転部材
２５ａ 対向面
３０ 第１フォトセンサ（回転検知手段）
３１ 第２フォトセンサ（移動方向検出手段）
４６ シリンダ（回動手段）
４７ 引張コイルスプリング（回動手段）
５１ 検出センサ（押付け量検出手段）
５５ 駆動ベルト（駆動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の定着装置としては、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧される定着ローラと、この定着ローラを加熱する加熱手段とを備えた熱ローラ定着方式のものがよく知られており、このものは、記録媒体を上記加圧ローラと定着ローラとの間に挟持して搬送しながら、その記録媒体上に付着したトナーを該記録媒体と共に加熱することで記録媒体上にトナー像を定着するようにしている。
【０００３】
上記のような熱ローラ定着方式の定着装置では、通常、定着ローラの熱容量が大きいことから、エネルギー効率が悪く、そのためにウォーミングアップ時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示されているように、定着ローラを、加圧ローラからの加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材（円筒状弾性体）で構成することが提案されており、このものでは、熱容量を非常に小さくしてウォーミングアップ時間を短縮することができるとともに、均一で幅広のニップ部を形成することができて、トナーの記録媒体上への定着を良好に行うことができるという利点を有している。
【特許文献１】特開２０００−３４７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記提案例のものでは、定着ローラの両端部は、定着ローラの外径よりも大きい内径を有する軸受部材で支持されており、この軸受部材は、定着ローラの端面と当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限する役割をも有している。この軸受部材は、定着ローラの端面が当接すると、定着ローラの回転に連れて軸受部材の中心軸回りに回転するようになっているため、定着ローラの端面が弾性変形しないと仮定すれば、定着ローラと軸受部材とが互いに摺動することはない。
【０００６】
しかしながら、定着ローラはその長さ方向中間部のみで加圧ローラによって径方向に加圧されるだけであるが、定着ローラの長さには限界があり、通常、定着ローラの端面も回転しながら弾性変形することとなり、定着ローラの端面（薄肉パイプ材の端面）が弾性変形により軸受部材と摺動してしまう。このため、定着ローラの端部は、弾性変形による繰り返し疲労破壊が生じ易い（定着ローラの長さ方向中間部も同様）ことに加えて、軸受部材との摺動により大きな機械的ストレスを受けることとなり、この結果、定着装置を長期間に亘って使用した場合には、定着ローラの端部が破壊してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のように定着ローラを薄肉パイプ材で構成し、その定着ローラの長さ方向の移動を制限する場合に、定着ローラの端部（薄肉パイプ材の端部）の破壊を出来る限り抑制して、定着ローラの長寿命化を図ろうとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材の対向面を、該対向面の径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成するようにした。
【０００９】
上記の構成により、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分は、加圧ローラによる加圧により定着ローラの径方向内側に大きく弾性変形するが、この径方向内側に対応する移動制限回転部材の対向面は、テーパにより定着ローラの端面から離れるので、上記加圧ローラ側の部分は移動制限回転部材の対向面に当接しなくなる。これにより、定着ローラの端面は、弾性変形しても、該端面における加圧ローラとは反対側の部分で移動制限回転部材の対向面と摺動するだけとなる。この結果、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動は低減される。したがって、定着ローラの端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、この摺動に伴う擦れ音が生じるのを抑制することができる。また、移動制限回転部材の対向面の削れをも抑制することができる。よって、定着ローラや移動制限回転部材の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材の中心軸は、定着ローラ支持部材の円弧状である支持部の円中心を通っており、上記移動制限回転部材の対向面は、上記定着ローラの長さ方向から見たときの該対向面の径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラの長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材の支持部の半径の２倍をＤ２とし、定着ローラの薄肉パイプ材の厚みをｔとしたとき、ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔを満たすように形成されているものとする。
【００１１】
このことにより、Ｄ２とＤ１との差が大きいほど、定着ローラ端面の、移動制限回転部材の対向面に対する当接部分が増大することになるが、その差が１０ｔ以下であれば、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が、移動制限回転部材の対向面に殆ど当接しなくなり、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動が低減される。そして、Ｄ２とＤ１との差が小さいほど、上記摺動は確実に低減されるが、その差がｔよりも小さいと、定着ローラの端面が対向面から外れて、定着ローラの長さ方向の移動を制限することができなくなる可能性があるので、ｔ以上としている。よって、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１２】
請求項３の発明では、加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置を対象として、上記移動制限回転部材は、上記定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラと反対側の部分のみが、該移動制限回転部材の対向面に当接するように、該移動制限回転部材の中心軸が上記定着ローラのローラ軸に対して傾いた状態で支持されているものとする。
【００１３】
このことで、定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が、移動制限回転部材の対向面に当接しなくなり、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動が低減される。よって、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項１又は３の発明において、定着ローラの端面は、移動制限回転部材の対向面への当接時に該対向面に略沿うテーパ状に形成されているものとする。
【００１５】
こうすることで、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に倣うため、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れをより一層効果的に抑制することができる。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラの端面は、摺動部材で構成されているものとする。
【００１７】
この発明により、摺動部材を、移動制限回転部材との摩擦係数が小さい材料にして、移動制限回転部材の対向面と摺動させるようにすることができ、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、摺動部材は、定着ローラの端面に一体成形されたものであるとする。
【００１９】
このことで、定着ローラの端面に摺動部材を容易に設けることができるとともに、摺動部材を移動制限回転部材の対向面と確実に摺動させるようにすることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材の支持部は、弾性部材を介して定着ローラを支持しているものとする。
【００２１】
このことにより、定着ローラを均一に加圧することができ、定着ローラのより一層の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
請求項８の発明では、請求項７の発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなっていて、その内周面に支持部が形成されたものであり、弾性部材は、外径が上記定着ローラ支持部材の内径よりも小さくかつ内径が定着ローラの外径よりも大きい環状のものであり、上記弾性部材の外周面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が上記定着ローラ支持部材の内周面から離隔されているものとする。
【００２３】
こうすることで、定着ローラの熱が定着ローラ支持部材を介して外部へ逃げるのを抑制することができ、断熱効果を高めることができる。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているものとする。
【００２５】
すなわち、定着ローラのローラ軸は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾き易く、このように定着ローラが傾くと、定着ローラ支持部材に対しても傾く関係で、定着ローラをその長さ方向に移動させるスラスト力が生じるが、移動制限回転部材が加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動しない場合には、上記傾きにより、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に対して記録媒体の移動方向において均一に当接しなくなるため、そのようなスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができなくなる。しかし、この発明では、上記傾き状態で定着ローラの端面が当接した移動制限回転部材が、その傾きに倣って加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動することで、定着ローラの端面が移動制限回転部材の対向面に対して記録媒体の移動方向において均一に当接するようになる。この結果、定着ローラに生じるスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができる。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れをより一層有効に抑制することができる。
【００２６】
請求項１０の発明では、請求項１又は２の発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、移動制限回転部材に一体形成されているものとする。
【００２７】
このことにより、定着ローラ支持部材及び移動制限回転部材の低コスト化を図ることができるとともに、定着装置全体を小型化することができる。
【００２８】
請求項１１の発明では、請求項１０の発明において、定着ローラ支持部材の支持部は、移動制限回転部材の対向面から所定距離以上離れた位置に形成されているものとする。
【００２９】
このことで、定着ローラの端面における該定着ローラの端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材の支持部から径方向の力を受けることがなく、定着ローラの端部の破損をより一層有効に抑制することができ、定着ローラの更なる長寿命化を図ることができる。
【００３０】
請求項１２の発明では、請求項１０の発明において、定着ローラ支持部材が一体形成された移動制限回転部材は、定着ローラの長さ方向両側にそれぞれ配設されており、少なくとも一方の上記移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているとともに、定着ローラの長さ方向中央側へ押圧されているものとする。
【００３１】
このことにより、請求項９の発明と同様に、定着ローラに生じるスラスト力を、移動制限回転部材の対向面で記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができ、しかも、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾くのが抑制され、これにより、定着ローラに生じるスラスト力を低減することができる。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れを更に効果的に抑制することができる。
【００３２】
請求項１３の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているものとする。
【００３３】
すなわち、定着ローラのローラ軸と定着ローラ支持部材の中心軸が互いに平行になる状態が最も安定した状態であるので、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いた場合には、定着ローラ支持部材が加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動して、定着ローラのローラ軸と定着ローラ支持部材の中心軸とが互いに平行になる。これにより、定着ローラに生じるスラスト力が低減して定着ローラが安定する。よって、定着ローラの端部の劣化及び移動制限回転部材の対向面の削れを更に効果的に抑制することができる。
【００３４】
請求項１４の発明では、請求項１３の発明において、定着ローラが該定着ローラの長さ方向に移動したときにその移動方向を検出する移動方向検出手段と、定着ローラ支持部材を、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段とを備え、上記回動手段は、上記移動方向検出手段により検出された移動方向に応じて、上記定着ローラ支持部材を正方向又は逆方向に回動させるように構成されているものとする。
【００３５】
すなわち、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いて、定着ローラの長さ方向の移動が生じたときに、定着ローラ支持部材を加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動させると、その回動方向によっては定着ローラの傾きを強制的に変更して、定着ローラの移動方向を逆向きにすることができる。したがって、定着ローラの移動方向に応じて定着ローラ支持部材の回動方向を選択することにより、定着ローラをその移動方向とは反対方向に移動させるようにすることができ、これにより、定着ローラの長さ方向の移動自体を極小化することが可能になり、よって、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【００３６】
請求項１５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されているとともに、該定着ローラ支持部材の中心軸回りに回転自在に支持されており、少なくとも一方の上記定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力により該定着ローラをローラ軸回りに回転駆動させる駆動手段を備えているものとする。
【００３７】
この発明により、安定した記録媒体の送りが得られる。すなわち、加圧ローラを駆動する場合には、加圧ローラは温度変化し易く、このために加圧ローラの外径が変化して記録媒体の送り速度が変化する可能性があるが、一定温度に支持された定着ローラを駆動する場合には、定着ローラの外径が殆ど変化しないので、記録媒体を確実に一定速度で送ることが可能になる。
【００３８】
請求項１６の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、一方の定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されており、上記一方の定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいものとする。
【００３９】
このことにより、駆動手段により回転される一方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が大きいため、その間に滑りが生じずに定着ローラが確実に回転駆動される一方、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいため、その間に滑りが生じ易く、この結果、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾いても、定着ローラに生じるスラスト力が小さくて、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。
【００４０】
請求項１７の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、両定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されているものとする。
【００４１】
このことで、定着ローラのローラ軸が、加圧ローラと定着ローラとの対向方向から見て、加圧ローラのローラ軸に対して斜めに傾き難くなり、この結果、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。よって、定着ローラや移動制限回転部材のより一層の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
請求項１８の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段により定着ローラ支持部材に加えられる力の方向が、定着ローラの長さ方向から見て、加圧ローラと定着ローラとの対向方向において定着ローラを加圧ローラに押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であるものとする。
【００４３】
こうすることで、定着ローラ支持部材の中心軸と定着ローラのローラ軸との平行度が安定に維持され、定着ローラの長さ方向の移動が生じ難くなる。
【００４４】
請求項１９の発明では、請求項１５の発明において、駆動手段は、駆動プーリと、該駆動プーリと定着ローラ支持部材の外周面との間に掛け渡されたベルトとを有していて、該駆動プーリ及びベルトにより定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させるように構成されているものとする。
【００４５】
このことにより、ギヤにより定着ローラ支持部材を回転させる場合に比べて負荷変動が小さく、定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間に滑りが生じ難くなる。また、ギヤの場合には、負荷変動により定着ローラ支持部材が振動し易くなり、この振動により、加圧ローラによる加圧力が変動して、定着ローラに過剰の加圧力が作用し、このために定着ローラの寿命が短くなる可能性があるが、ベルトの場合には、負荷変動が小さいので、定着ローラに過剰の加圧力が作用するようなことがなく、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。
【００４６】
請求項２０の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、上記定着ローラの薄肉パイプ材は、金属からなり、上記薄肉パイプ材の少なくとも両端部の外周面及び内周面に、ショットピーニング処理が施されているものとする。
【００４７】
このことで、ショットピーニング処理により、破壊し易い定着ローラ両端部に残留圧縮応力を付与して、伸縮に対する繰り返し疲労強度を向上させることができ、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。ここで、薄肉パイプ材の内周面へのショットピーニング処理については、長さ方向中央部を処理するためには、特殊な装置が必要になるが、端部を処理するためには、そのような特殊な装置は必要なく、外周面の処理と同様の通常の装置で行うことができるので、薄肉パイプ材の両端部の外周面及び内周面のみにショットピーニング処理を行うようにすれば、容易でかつ低コストである。一方、処理が両端部のみであっても、特に破壊し易いのは両端部であるので、問題はない。
【００４８】
請求項２１の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、上記定着ローラの薄肉パイプ材における両端部を除く外周面全周に、ゴム層が形成されているものとする。
【００４９】
こうすることで、安定した定着と記録媒体の送りを実現することができるようになるとともに、定着ローラ支持部材の支持部と対応する両端部には、ゴム層を形成しないようにして、定着ローラの外周面と定着ローラ支持部材の支持部との安定した接触を維持することができる。
【００５０】
請求項２２の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、定着ローラに対する加圧力の反力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成されているものとする。
【００５１】
この発明により、定着ローラと加圧ローラとの接触部であるニップ部が略フラット状となり、種々の記録媒体を皺が生じないように搬送することができるようになる。
【００５２】
請求項２３の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、定着ローラの回転を検知する回転検知手段を備え、上記回転検知手段は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラの回転を検知するように構成されているものとする。
【００５３】
このことにより、定着ローラの回転速度を制御して定着ローラを一定の回転速度で回転させるようにすることができるとともに、定着ローラの回転を低コストで検知することができる。一方、このように定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出するようにしても、通常の記録媒体搬送速度であれば、十分に定着ローラの回転速度を制御することができる。
【００５４】
請求項２４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を制限する制限部材を備えているものとする。
【００５５】
すなわち、定着ローラの端部に亀裂等が生じた場合には、通常、加圧ローラの定着ローラへの押付け量が増大し、このため、その亀裂が進行して直ぐに破壊に至る。しかし、この発明では、制限部材により押付け量が制限されるので、定着ローラ端部の破壊への進行を抑制して、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができる。
【００５６】
請求項２５の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を検出する押付け量検出手段を備え、上記押付け量検出手段により検出された押付け量に基づいて、上記定着ローラの劣化を検知するように構成されているものとする。
【００５７】
こうすることで、定着ローラ（薄肉パイプ材）の端部に亀裂等が生じた場合、加圧ローラの定着ローラへの押付け量が増大し、この押付け量の増大が押付け量検出手段により検出され、この検出により定着ローラの劣化を検知することができる。そして、定着ローラの劣化を検知したときには、加圧ローラの定着ローラへの押付けを解除したり、画像形成装置の作動を停止したりするようにして、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザに定着装置が故障したことを知らせることができる。
【発明の効果】
【００５８】
以上説明したように、本発明の定着装置によると、定着ローラの端面と移動制限回転部材の対向面との間の摺動を低減するような構成にしたことにより、定着ローラの端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、移動制限回転部材の対向面の削れを抑制することができ、よって、定着ローラの長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る定着装置を示し、この定着装置は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられて、記録紙等の記録媒体上に付着したトナーを該記録媒体と共に加熱することで記録媒体上にトナー像を定着する熱ローラ定着方式のものである。
【００６１】
上記定着装置は、加圧ローラ１と、該加圧ローラ１と径方向（本実施形態では、上下方向）に対向する定着ローラ１１とを備えている。この加圧ローラ１は、例えば、直径２０ｍｍのアルミニウム製の円柱状基材２と、この基材２の外周面全周をその長さ方向略全体に亘って密着状態で覆う厚み７ｍｍのシリコーンスポンジゴム３と、このシリコーンスポンジゴム３の外周面全周をその長さ方向略全体に亘って密着状態で覆う厚み３０μｍのテフロンチューブ（図示は省略している）とで構成されている。
【００６２】
上記加圧ローラ１は、図２に示すように、略水平方向に延びる押付け部材５により定着ローラ１１に押し付けられるようになっている。すなわち、基材２の小径にされた両端部２ａが、該両端部２ａにそれぞれ対応して設けた押付け部材５の長さ方向中間部に形成した嵌合孔５ａにそれぞれ回転自在に嵌合されており、この各押付け部材５の一端部は回転軸５ｂ回りに回転自在に支持され、他端部は、引張コイルスプリング６により、定着ローラ１１側（上側）に付勢されている。したがって、各押付け部材５は、回転軸５ｂ回りに図２で反時計回り方向に回動しようとするため、加圧ローラ１が上側に移動しようとして定着ローラ１１に押し付けられることになる。この押付けにより、加圧ローラ１が定着ローラ１１を径方向に所定の加圧力で加圧することになる。本実施形態では、この加圧力は約９．３Ｎ／ｃｍである。
【００６３】
また、加圧ローラ１は、基材２の両端部２ａが両押付け部材５の嵌合孔５ａにそれぞれ回転自在に嵌合していることから、上記押付け状態で、該加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１（基材２の中心軸）回りに回転可能になっている。そして、基材２の一端部２ａ（図１の左側端部）には、連結軸７ａを介して不図示のモータ等によって回転駆動される駆動ギヤ７と噛み合う従動ギヤ８が結合されており、これら駆動ギヤ７及び従動ギヤ８により加圧ローラ１がそのローラ軸Ｘ１回りに回転駆動されるようになっている。
【００６４】
上記定着ローラ１１は、上記加圧ローラ１による加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材１２で構成されている。すなわち、この薄肉パイプ材１２は、ステンレス鋼やリン青銅等のバネ性を有する金属からなり、上記加圧力により弾性変形してその断面が円形状から、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向（上下方向）が短軸でかつ水平方向が長軸である略楕円形状となる。本実施形態では、薄肉パイプ材１２は、外径３４ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いている。この薄肉パイプ材１２の両端部（後述の定着ローラ支持部材２１により支持される部分を含む）の外周面及び内周面には、ショットピーニング処理が施されている。尚、ショットピーニング処理は、薄肉パイプ材１２の両端部の外周面及び内周面だけでなく、これに加えて薄肉パイプ材１２の長さ方向（定着ローラ１１の長さ方向）中間部の外周面及び内周面に施すようにしてもよい。但し、薄肉パイプ材１２の長さ方向中間部の内周面にショットピーニング処理を施す場合には、特殊な装置が必要になるので、両端部の外周面及び内周面のみにショットピーニング処理を行うようにする方が容易でかつ低コストである。一方、処理が両端部のみであっても、特に破壊し易いのは両端部であるので、問題はない。
【００６５】
上記薄肉パイプ材１２における両端部を除く外周面全周には、ゴム層１３が形成されている。このゴム層１３は、本実施形態では、厚み２００μｍのシリコーンゴムからなり、このゴム層１３の外周面を、その長さ方向略全体に亘って厚み３０μｍのテフロンチューブ１４が密着状態で覆っている（これらゴム層１３及びテフロンチューブ１４は、厚みが非常に小さいので、定着ローラ１１を記載した図面のうち図１以外の図面では記載を省略している）。そして、上記加圧ローラ１は、この定着ローラ１１のゴム層１２が形成された部分に対して加圧するようになっており、加圧ローラ１の回転駆動によって、その定着ローラ１１のゴム層１２が形成された部分と加圧ローラ１との間（ニップ部）に記録媒体を挟持して搬送するようになっている。尚、加圧ローラ１が回転駆動されると、定着ローラ１１は加圧ローラ１又はニップ部の記録媒体を介して定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２（弾性変形した薄肉パイプ材１２の中心軸）回りに従動回転することになる。
【００６６】
上記薄肉パイプ材１２の内部には、記録媒体上のトナーを記録媒体と共に加熱するために定着ローラ１１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ１７が配設されており、このハロゲンランプ１７により定着ローラ１１が約１７０℃に加熱されるようになっている。尚、このような加熱手段は、ハロゲンランプ１７に限らず、他のランプであってもよく、電磁誘導を用いるものであってもよい。また、ランプを用いる場合においては、そのランプを薄肉パイプ材１２の外側に設けるようにしてもよい。
【００６７】
上記定着ローラ１１の両端部に対応する位置には、定着ローラ支持部材２１がそれぞれ配設されている。この各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の長さ方向から見て定着ローラ１１の外周面（つまり薄肉パイプ材１２の外周面）における上記加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分（上側部分）を、定着ローラ１１がそのローラ軸Ｘ２回りに回転自在となるように支持する支持部２１ａを有している。この支持部２１ａの半径は、弾性変形前の薄肉パイプ材１２の半径よりも大きくされている。そして、定着ローラ１１が加圧ローラ１により下側から上方に加圧されると、定着ローラ１１の外周面の上記支持部２１ａと対向する部分が該支持部２１ａに当接支持された状態で、薄肉パイプ材１２が弾性変形し、このときに、図２に示すように、薄肉パイプ材１２の上側部分が支持部２１ａに略沿うようになる。尚、上記各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の端部における該定着ローラ１１端面から所定距離以上離れた部分に設けられており、該定着ローラ１１端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａから径方向の力を受けないようになされている。
【００６８】
上記各定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の外周面全周を覆う円筒状のものからなっていて、その内周面に支持部２１ａが形成されたものである。この各定着ローラ支持部材２１ａの中心軸は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と平行である。そして、各定着ローラ支持部材２１は、ベアリング２２によりその中心軸回りに回転可能に支持されていて、定着ローラ１１の回転に連れて定着ローラ支持部材２１の中心軸回りに回転するようになっている。このように定着ローラ支持部材２１が回転しても、支持部２１ａは常に定着ローラ支持部材２１の上側部分にある。したがって、定着ローラ支持部材２１の内周面は、どの回転位置においても支持部２１ａとなり得るように、定着ローラ１１の長さ方向から見て円形状になっている。
【００６９】
上記定着ローラ支持部材２１は必ずしもその中心軸回りに回転可能に支持する必要はなく、固定したものであってもよい。この場合、定着ローラ支持部材２１は、定着ローラ１１の長さ方向から見て上半分だけの半円状のもの（図２４に示す後述の加圧ローラ支持部材４を上下逆にしたようなもの）としてもよい。但し、定着ローラ支持部材２１を回転可能に支持した方が、定着ローラ１１との間で摺動が殆ど生じないので好ましい。
【００７０】
また、本実施形態では、定着ローラ１１の外周面における定着ローラ支持部材２１に対応する部分には、ゴム層１３が形成されておらず、薄肉パイプ材１２が支持部２１ａに直接当接するようにしたが、定着ローラ支持部材２１がその中心軸回りに回転可能に支持されていれば、定着ローラ支持部材２１に対応する部分にもゴム層１３を形成するようにしてもよい。但し、ゴム層１３がない方が、ゴムの劣化等を考慮する必要がなく、定着ローラ１１の外周面と定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａとの安定した接触が維持される。
【００７１】
本実施形態では、定着ローラ支持部材２１は、内径が４３ｍｍ、幅（定着ローラ１１の長さ方向に沿った長さ）が８ｍｍである樹脂製のものからなっている。この定着ローラ支持部材２１の材料としては、耐熱性が良好なベークライトやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好ましい。
【００７２】
上記定着ローラ１１の長さ方向両側には、円筒状の移動制限回転部材２５がそれぞれ配設されている。この各移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と垂直な方向に延びる定着ローラ１１端面（つまり薄肉パイプ材１２端面）と対向する円環状の対向面２５ａを有していて、該対向面２５ａに定着ローラ１１の端面が当接することで定着ローラ１１の長さ方向の移動を制限するようになっている。この各移動制限回転部材２５の中心軸は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と平行であって、上記定着ローラ支持部材２１の中心軸と一致している（定着ローラ支持部材２１の円弧状である支持部２１ａの円中心を通る）。また、各移動制限回転部材２５は、上記定着ローラ１１端面の当接時に該定着ローラ１１の回転に連れて該移動制限回転部材２５の中心軸回りに回転するようにベアリング２６により支持されている。尚、２つの移動制限回転部材２５の間の間隔は、加熱により長くなった状態の定着ローラ１１の長さよりも僅かに大きくされており、定着ローラ１１の長さ方向の移動は、その２つの移動制限回転部材２５の間に制限されることになる。
【００７３】
上記各移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、図３にも示すように、該対向面２５ａの径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成されている。この対向面２５ａの、移動制限回転部材２５の中心軸と垂直な面に対する傾斜角θ（θ＝（１８０°−テーパ角）／２）は、２°〜１５°が好ましく、より好ましいのは、５°〜９°である。本実施形態では、７°に設定されている。この各移動制限回転部材２５の材料としては、上記定着ローラ支持部材２１と同様に、耐熱性が良好なベークライトやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好ましい。
【００７４】
上記定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）の一端部（図１では右側端部）の外周面における定着ローラ１１端面から所定距離以内の部分（定着ローラ１１端面に近接する部分）には、図４に示すように、周方向の一部分の濃度が薄くかつ他の部分の濃度が濃い第１濃度パターン１１ａが形成されている。この第１濃度パターン１１ａの濃度の薄い部分が定着ローラ１１の１回転毎に第１フォトセンサ３０により検出されるようになっている。すなわち、この第１フォトセンサ３０は、投光した光の反射光量を検出する反射型の光センサで構成されていて、上記第１濃度パターン１１ａに対し投光した光の反射光量を検出することで、濃度の薄い部分（反射光量が増大する）を検出するようになっている。このことで、第１フォトセンサ３０は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラ１１の回転を検知する回転検知手段を構成する。このように定着ローラ１１の回転を検知することで、上記加圧ローラ１を回転駆動するモータ等の制御を行って、定着ローラ１１の回転速度を一定速度となるように制御する。本実施形態では、記録媒体搬送速度が約１００ｍｍ／ｓとなるように定着ローラ１１の回転速度を約０．９４回転／ｓに制御する。このような回転速度であれば、定着ローラ１１の周方向の一部分のみを１回転毎に検出するようにしても、十分に定着ローラ１１の回転速度を制御することができる。尚、上記第１濃度パターン１１ａの位置は、定着ローラ１１の長さ方向のどの位置であってもよい。
【００７５】
上記構成の定着装置においては、定着ローラ１１がその長さ方向に移動すると、該定着ローラ１１の端面（薄肉パイプ材１２の端面）が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接し、このことで、定着ローラ１１の長さ方向の移動が制限される。そして、定着ローラ１１の端面が当接した移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２回りの回転に連れて該移動制限回転部材２５の中心軸回りに回転するが、定着ローラ１１の端面が回転しながら弾性変形するため、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間で摺動が生じる。しかし、上記のように移動制限回転部材２５の対向面２５ａがテーパ状に形成されているので、そのような摺動を低減することができる。すなわち、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）は、加圧ローラ１による加圧により定着ローラ１１の径方向内側（上側）に大きく弾性変形するが、この径方向内側に対応する移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、テーパにより定着ローラ１１の端面から離れるので、上記加圧ローラ１側の部分（下側部分）は移動制限回転部材の対向面に当接しなくなる（図２の定着ローラ１１と二点鎖線で示す移動制限回転部材２５との関係を参照）。これにより、定着ローラ１１の端面は、弾性変形しても、該端面における加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）で移動制限回転部材２５の対向面２５ａと摺動するだけとなる。この結果、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動は低減される。したがって、定着ローラ１１の端部の劣化を効果的に抑制することができるとともに、この摺動に伴う擦れ音が生じるのを抑制することができる。また、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをも抑制することができる。よって、定着ローラ１１や移動制限回転部材２５の長寿命化を図ることができる。
【００７６】
尚、本実施形態では、加圧ローラ１を回転駆動するようにしたが、これに代えて、後述の実施形態１２のように、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。
【００７７】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２を示し、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの形状を、上記実施形態１とは異ならせ、その他の構成を上記実施形態１と同様としたものである。尚、上記実施形態１と同様の構成については、説明を省略する。
【００７８】
具体的には、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようなテーパ状に形成されてはおらず、移動制限回転部材２５の中心軸（又は定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２）と垂直な方向に延びている。そして、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、定着ローラ１１の長さ方向から見たときの該対向面２５ａの径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラ１１の長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａの半径の２倍（定着ローラ支持部材２１の内径）をＤ２とし、定着ローラ１１の薄肉パイプ材１２の厚みをｔとしたとき、
ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔ
を満たすように形成されている。
【００７９】
すなわち、Ｄ２とＤ１との差が大きいほど、定着ローラ１１端面の、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対する当接部分が増大することになるが、その差が１０ｔ以下であれば、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに殆ど当接しなくなり、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動が低減される。そして、Ｄ２とＤ１との差が小さいほど、上記摺動は確実に低減されるが、その差がｔよりも小さいと、定着ローラ１１の端面が対向面２５ａから外れて、定着ローラ１１の長さ方向の移動を制限することができなくなる可能性があるので、ｔ以上としている。
【００８０】
したがって、本実施形態２においても、上記実施形態１と同様に、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動は低減され、この結果、定着ローラ２５や移動制限回転部材２５ａの長寿命化を図ることができる。
【００８１】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３を示し、移動制限回転部材２５の中心軸（図６に示すＸ３）を定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して傾けるようにしたものである。
【００８２】
すなわち、本実施形態では、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようなテーパ状に形成されてはおらず、移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３と垂直な方向に延びている。但し、移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３が、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して、対向面２５ａの上側部分が定着ローラ１１の端面に近づくように傾いており、これにより、対向面２５ａをテーパ状にしたのと同様の状態にしている。つまり、移動制限回転部材２５は、定着ローラ１１の端面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１と反対側の部分（上側部分）のみが、該移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接するように、該移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３が定着ローラ１１のローラ軸Ｘ３に対して傾いた状態で支持されることになる。
【００８３】
したがって、本実施形態３においても、上記実施形態１と同様に、定着ローラ１１の端面の下側部分が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに当接しなくなり、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摺動が低減され、よって、定着ローラ２５や移動制限回転部材２５ａの長寿命化を図ることができる。
【００８４】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４を示し、上記実施形態１において定着ローラ１１の端面の形状を変更したものである。
【００８５】
すなわち、本実施形態４では、定着ローラ１１の端面は、移動制限回転部材２５の対向面２５ａへの当接時に該対向面２５ａに略沿うテーパ状に形成されている。これにより、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに倣うため、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをより一層効果的に抑制することができる。
【００８６】
尚、本実施形態４では、移動制限回転部材２５を実施形態１のものとしたが、実施形態３のように移動制限回転部材２５の中心軸Ｘ３を定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２に対して傾ける場合にも、本実施形態４の構成を適用することができる。
【００８７】
（実施形態５）
図８は、本発明の実施形態５を示し、定着ローラ１１の端面を摺動部材１５で構成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。
【００８８】
上記摺動部材１５は、中心部に薄肉パイプ材１２の内径と略同径の貫通孔が開けられた円形の基部１５ａと、この基部１５ａの外周縁部に設けられた筒状の側部１５ｂとからなるキャップ状に形成されていて、定着ローラ１１の端面に被せられている。上記側部１５ｂの内径は、弾性変形前の薄肉パイプ材１２の外径と略同じであってもよく、僅かに大きくしてもよい。また、摺動部材１５は、定着ローラ１１の端面に固定するようにしてもよく、固定しないようにしてもよい。固定しない場合には、摺動部材１５の定着ローラ１１側の面を摩擦係数が高くなるようにゴム層等を形成し、摺動部材１５と定着ローラ１１とが摺動しないようにする。或いは、図９に示すように、摺動部材１５を、金型を用いて、定着ローラ１１の端面に一体成形するようにしてもよい。この場合、成形後に仕上げ加工をするようにしてもよい。
【００８９】
上記摺動部材１５の材料としては、ＰＰＳ等が好ましい。このような摺動部材１５により、定着ローラ１１の端面と移動制限回転部材２５の対向面２５ａとの間の摩擦係数を出来る限り小さくすることができ、定着ローラ１１や移動制限回転部材２５の更なる長寿命化を図ることができる。
【００９０】
尚、第１濃度パターン１１ａは、上記実施形態１と同じ箇所に設けることができないので、別の箇所に設ければよい。また、摺動部材１５を定着ローラ１１の端面に固定する場合には、摺動部材１５の側部１５ｂに設けるようにしてもよい。
【００９１】
さらに、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１のものに限らず、上記実施形態２又は３のものを用いてもよい。
【００９２】
（実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６を示し、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａが、弾性部材２３を介して定着ローラ１１を支持するようにしたものである。
【００９３】
すなわち、本実施形態６では、定着ローラ支持部材２１の内周面に、該定着ローラ支持部材２１と略同じ幅の円環状の弾性部材２３が嵌め込まれている。この弾性部材２３の厚みは、０．５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましく、本実施形態では、１．５ｍｍとしている。この弾性部材２３の材料としては、ポリウレタンゴムやクロロプレンゴム等が挙げられる。
【００９４】
このような弾性部材２３を、定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）の外周面と定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａとの間に介在させることにより、定着ローラ１１を均一に加圧することができ、定着ローラ１１のより一層の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
尚、本実施形態６では、弾性部材２３の外径が定着ローラ支持部材２１の内径と略同じであり、弾性部材２３の外周面が全周に亘って定着ローラ支持部材２１の内周面と接触しているが、図１１に示すように、弾性部材２３の外径を定着ローラ支持部材２１の内径よりも小さくしかつ弾性部材２３の内径を定着ローラ１１の外径よりも大きくして、弾性部材２３の外周面において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向における加圧ローラ１側の部分（下側部分）が定着ローラ支持部材２１の内周面から離隔されるようにしてもよい。こうすれば、定着ローラ１１の熱が定着ローラ支持部材２１を介して外部へ逃げるのを抑制することができ、断熱効果を高めることができる。
【００９６】
また、移動制限回転部材２５やその他の構成は、上記実施形態１〜５のいずれの構成をも採用することができる。
【００９７】
（実施形態７）
図１２は、本発明の実施形態７を示し、移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸２５ｂ回りに回動自在に構成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。この軸２５ｂの軸心は、移動制限回転部材２５の中心軸と交わるようにするのが好ましい。
【００９８】
このような構成にするのは、以下のような理由からである。すなわち、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２は、図１２に示すように、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾き易く、このように定着ローラ１１が傾くと、定着ローラ支持部材２１に対しても傾く関係で、定着ローラ１１をその長さ方向に移動させるスラスト力が生じるが、移動制限回転部材２５が上記軸２５ｂ回りに回動しない場合には、上記傾きにより、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向において均一に当接しなくなるため、そのようなスラスト力を、移動制限回転部材２５の対向面２５ａで記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができなくなる。そこで、移動制限回転部材２５を上記軸２５ｂ回りに回動自在に構成することにより、上記傾き状態で定着ローラ１１の端面が当接した移動制限回転部材２５が、その傾きに倣って上記軸２５ｂ回りに回動することで、定着ローラ１１の端面が移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向において均一に当接するようになる。この結果、定着ローラ１１に生じるスラスト力を、移動制限回転部材２５の対向面２５ａで記録媒体の移動方向において均一に受け止めることができる。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れをより一層有効に抑制することができる。
【００９９】
尚、本実施形態７では、移動制限回転部材２５を上記実施形態１のものとしたが、上記実施形態２や３のものにも適用することができる。上記実施形態３のものに適用する場合であっても、移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成すればよい。
【０１００】
（実施形態８）
図１３は、本発明の実施形態８を示し、定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成し、その他の構成を上記実施形態１と同様にしたものである。
【０１０１】
すなわち、本実施形態では、定着ローラ支持部材２１が、上記実施形態１のように円筒状であり、その移動制限回転部材２５側の面が、移動制限回転部材２５の対向面２５ａの径方向外側部分に接続されている。これにより、定着ローラ支持部材２１を支持するベアリング２２はなく、ベアリング２６により、定着ローラ支持部材２１及び移動制限回転部材２５が、移動制限回転部材２５の中心軸（定着ローラ支持部材２１の中心軸でもある）回りに一体回転するように支持されている。
【０１０２】
このように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成することで、定着ローラ支持部材２１及び移動制限回転部材２５の低コスト化を図ることができるとともに、定着装置全体を小型化することができる。
【０１０３】
尚、本実施形態８では、移動制限回転部材２５の対向面２５ａは、上記実施形態１のようにテーパ状に形成しているが、上記実施形態２のようにしてもよい。
【０１０４】
また、本実施形態８では、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａが、移動制限回転部材２５の対向面２５ａに接しているが、図１４に示すように、支持部２１ａを、移動制限回転部材２５の対向面２５ａから所定距離以上離れた位置（つまり上記実施形態１の定着ローラ支持部材２１と同様の位置）に形成するようにしてもよい。こうすれば、定着ローラ１１の端部における定着ローラ１１の端面に近接する部分が、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａから径方向の力を受けることがなく、定着ローラ１１の端部の破損をより一層有効に抑制することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態８では、加圧ローラ１を回転駆動するようにしたが、これに代えて、後述の実施形態１２のように、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。
【０１０６】
（実施形態９）
図１５は、本発明の実施形態９を示し、上記実施形態８における、定着ローラ支持部材２１が一体形成された移動制限回転部材２５を、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしたものである。
【０１０７】
すなわち、本実施形態９では、一方の移動制限回転部材２５を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸２５ｂ回りに回動自在に支持する支持部材４１が設けられており、この支持部材４１は、移動制限回転部材２５の径方向外側において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４１ａ回りに回動自在に軸支されている。上記軸２５ｂの軸心は、上記実施形態７と同様に、移動制限回転部材２５の中心軸と交わるようにするのが好ましい。
【０１０８】
そして、上記支持部材４１の先端部は、引張コイルスプリング４２により、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ付勢されている。これにより、支持部材４１は、上記軸４１ａ回りに図１５で反時計回り方向に回動しようとし、この結果、移動制限回転部材２５が定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧されることになる。尚、移動制限回転部材２５を定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧する構成はどのようなものであってもよい。
【０１０９】
このような構成により、定着ローラ１１は、その両端面が同時に両移動制限回転部材２５の対向面２５ａにそれぞれ当接した状態で安定する。このとき、上記実施形態７と同様に、定着ローラ１１の両端面がそれぞれ両移動制限回転部材２５の対向面２５ａに対して記録媒体の移動方向で均一に当接する。しかも、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾くのが抑制され、これにより、定着ローラ１１に生じるスラスト力を低減することができる。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れを更に効果的に抑制することができる。
【０１１０】
尚、本実施形態９では、一方の移動制限回転部材２５のみを、定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしたが、両方の移動制限回転部材２５を定着ローラ１１の長さ方向中央側へ押圧するようにしてもよい。
【０１１１】
（実施形態１０）
図１６は、本発明の実施形態１０を示し、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに回動自在に構成したものである。尚、本実施形態では、上記実施形態８及び９のように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成したものを用いるため、定着ローラ支持部材２１を、移動制限回転部材２５を介して軸４５ａ回りに回動自在となるようにしている。
【０１１２】
すなわち、本実施形態では、一方の移動制限回転部材２５が、支持部材４５により支持固定されており（支持部材４５に対しては回動しない）、この支持部材４５が、移動制限回転部材２５の径方向外側において加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに回動自在に軸支されている。このため、定着ローラ支持部材２１が移動制限回転部材２５と共に上記軸４５ａ回りに回動可能になっている。尚、支持部材４５は、上記実施形態９の如くスプリングにより付勢されてはいない。
【０１１３】
このように構成することで、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いた場合には、定着ローラ支持部材２１が上記軸４５ａ回りに回動して、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と定着ローラ支持部材２１の中心軸とが互いに平行になる。つまり、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２と定着ローラ支持部材２１の中心軸とが互いに平行になる状態が最も安定した状態であるので、自動的にそのような状態となる。これにより、定着ローラ１１に生じるスラスト力が低減して定着ローラ１１が安定する。よって、定着ローラ１１の端部の劣化及び移動制限回転部材２５の対向面２５ａの削れを更に効果的に抑制することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態１０では、一方の定着ローラ支持部材２１（及び移動制限回転部材２５）のみを回動自在に構成したが、両方の定着ローラ支持部材２１を回動自在に構成してもよい。
【０１１５】
また、定着ローラ支持部材２１は、上記実施形態１等のように移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動自在となるように構成すればよい。そして、定着ローラ支持部材２１と移動制限回転部材２５とが別体であれば、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１１６】
さらに、支持部材４５の回動軸４５ａは、どのような位置にあってもよく、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対してどの程度傾くかによって適宜に設定すればよい。例えば図１７に示すように、軸４５ａを、その軸心が移動制限回転部材２５の中心軸と交わる位置に設けてもよい。
【０１１７】
（実施形態１１）
図１８は、本発明の実施形態１１を示し、定着ローラ１１の移動方向を検出して、定着ローラ１１を、その移動方向とは反対方向に移動させるようにしたものである。
【０１１８】
すなわち、本実施形態１１では、上記実施形態１０の変形例（図１７）と同様の支持部材４５（図１６と同様の支持部材４５であってもよい）が設けられており、この支持部材４５を、軸４５ａ回りに所定角度範囲内で回動させるシリンダ４６と引張コイルスプリング４７とが設けられている。すなわち、支持部材４５は、シリンダ４６のロッド４６ａが伸長すると、引張コイルスプリング４７の付勢力に抗して軸４５ａ回りに図１８で時計回り方向に回動する一方、該ロッド４６ａが収縮すると、引張コイルスプリング４７によって軸４５ａ回りに図１８で反時計回り方向に回動するようになっている。
【０１１９】
上記支持部材４５の回動により、定着ローラ支持部材２１が移動制限回転部材２５を介して上記軸４５ａ回りに所定角度範囲内で正逆に回動することになる。このことから、シリンダ４６及び引張コイルスプリング４７は、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸４５ａ回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段を構成することになる。そして、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いて、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じたときに、定着ローラ支持部材２１を上記軸４５ａ回りに適切な方向に回動させると、定着ローラ１１の傾きを強制的に変更して、定着ローラ１１の移動方向を逆向きにすることができる。
【０１２０】
上記定着ローラ１１の外周面には、上記実施形態１で説明した第１濃度パターン１１ａに加えて、第２濃度パターン１１ｂが形成されている（尚、図１８では、第２濃度パターン１１ｂしか記載していない）。この第２濃度パターン１１ｂは、定着ローラ１１の長さ方向に向かって濃度が変化するようになっており、この濃度変化を、第１フォトセンサ３０と同様の第２フォトセンサ３１により検出することで、定着ローラ１１の移動方向が検出されるようになっている。このことで、第２フォトセンサ３１は、定着ローラ１１の移動方向を検出する移動方向検出手段を構成することになる。
【０１２１】
上記シリンダ４６は、第２フォトセンサ３１により検出された移動方向に応じて、該シリンダ４６のロッド４６ａを伸長させたり収縮させたりする。すなわち、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾くことで、定着ローラ１１がその長さ方向に移動したときに、シリンダ４６のロッド４６ａを伸長又は収縮させて定着ローラ支持部材２１をその傾きが修正されるように正方向又は逆方向に回動させる。このことにより、定着ローラ１１をその移動方向とは反対方向に移動させるようにすることができる。この結果、定着ローラの長さ方向の移動自体を極小化することが可能になり、定着ローラや移動制限回転部材の更なる長寿命化を図ることができる。
【０１２２】
尚、本実施形態１１においても、一方の定着ローラ支持部材２１（及び移動制限回転部材２５）のみを回動させるようにしたが、両方の定着ローラ支持部材２１を回動させるようにしてもよい。
【０１２３】
また、定着ローラ支持部材２１は、移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、定着ローラ支持部材２１を、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向に延びる軸回りに回動させるようにすればよい。そして、定着ローラ支持部材２１と移動制限回転部材２５とが別体であれば、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１２４】
さらに、支持部材４５の回動軸４５ａは、どのような位置にあってもよく、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対してどの程度傾くかによって適宜に設定すればよい。
【０１２５】
（実施形態１２）
図１９は、本発明の実施形態１２を示し、定着ローラ１１の外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部２１ａが形成された定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により該定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしたものである。尚、本実施形態では、上記実施形態８及び９のように定着ローラ支持部材２１を移動制限回転部材２５に一体形成したものを用いるため、移動制限回転部材２５も駆動回転されることになる。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、一方の定着ローラ支持部材２１の外周面にギヤ部２１ｂが形成されており、このギヤ部２１ｂと、連結軸７ａを介して不図示のモータ等によって回転駆動される駆動ギヤ７とが噛み合っている。この駆動ギヤ７が回転すると、定着ローラ支持部材２１がその中心軸回りに回転し、このとき、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力により定着ローラ１１がそのローラ軸Ｘ２回りに回転することになる。このように、駆動ギヤ７は、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をそのローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させる駆動手段を構成する。
【０１２７】
上記実施形態１等のように加圧ローラ１を駆動する場合には、加圧ローラ１が温度変化し易いために、その温度変化に伴って加圧ローラ１の外径が変化して記録媒体の送り速度が変化する可能性がある。しかし、本実施形態のように定着ローラ１１を駆動するようにすれば、定着ローラ１１は、通常、一定温度に支持されるので、定着ローラ１１の外径が殆ど変化せず、記録媒体を確実に一定速度で送ることが可能になる。
【０１２８】
尚、上記のように一方の定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させる場合には、その一方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力が小さいことが好ましい。具体的には、図２０に示すように、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａにフッ素樹脂等の摺動部材２８を設けたり、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａの面粗さを小さくしたりして、定着ローラ１１の外周面との間の摩擦力を小さくするようにすればよい。このようにすると、一方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間では、滑りが生じずに定着ローラ１１を確実に回転駆動することができる一方、他方の定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間では、滑りが生じ易く、この結果、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾いても、定着ローラ１１に生じるスラスト力が小さくて、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１２９】
また、図２１に示すように、両方の定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラ１１をローラ軸Ｘ２回りに回転駆動させるようにしてもよい。すなわち、両方の定着ローラ支持部材２１にそれぞれギヤ部２１ｂを形成するとともに、連結軸７ａに、該両ギヤ部２１ｂとそれぞれ噛み合う２つの駆動ギヤ７を取付固定して、該２つの駆動ギヤ７により両方の定着ローラ支持部材２１を同時に回転させるようにする。このようにすることで、定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２が、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向から見て、加圧ローラ１のローラ軸Ｘ１に対して斜めに傾き難くなり、この結果、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１３０】
さらに、駆動ギヤ７により定着ローラ支持部材２１に加えられる力の方向は、定着ローラ１１の長さ方向から見て、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向において定着ローラ１１を加圧ローラ１に押し付ける方向（図２２の矢印Ａ方向）又は該方向（矢印Ａ方向）に対して３０°以内の傾き方向（図２２の矢印Ｂ又はＣ方向（θ１≦３０°，θ２≦３０°））であることが好ましい。このような方向になるように、駆動ギヤ７のギヤ部２１ｂに対する噛み合い位置（周方向位置）や駆動ギヤ７及びギヤ部２１ｂの圧力角を設定すればよい。こうすれば、定着ローラ支持部材２１の中心軸と定着ローラ１１のローラ軸Ｘ２との平行度が安定に維持され、定着ローラ１１の長さ方向の移動が生じ難くなる。
【０１３１】
さらにまた、上記駆動手段として、図２３に示すように、駆動ギヤ７に代えて、連結軸９ａを介してモータ等によって回転駆動される駆動プーリ９と、この駆動プーリ９と定着ローラ支持部材２１の外周面との間に掛け渡された駆動ベルト５５とを用いることもできる。このような駆動プーリ９及び駆動ベルト５５により、定着ローラ支持部材２１をその中心軸回りに回転させることができる。このように駆動ベルト５５を用いると、駆動ギヤ７を用いる場合に比べて負荷変動が小さくなって、定着ローラ支持部材２１の支持部２１ａと定着ローラ１１の外周面との間に滑りが生じ難くなる。また、駆動ギヤ７を用いる場合に比べて負荷変動に伴う振動が生じ難く、振動により定着ローラ１１に過剰の加圧力が作用するようなことがない。このような駆動ベルト５５を用いる場合にも、定着ローラ支持部材２１に加えられる力の方向は、定着ローラ１１の長さ方向から見て、加圧ローラ１と定着ローラ１１との対向方向において定着ローラ１１を加圧ローラ１に押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であることが好ましい。
【０１３２】
また、定着ローラ支持部材２１は、上記実施形態１等のように移動制限回転部材２５と別体のものとしてもよく、この場合には、移動制限回転部材２５は、上記実施形態１〜３のいずれのものであってもよい。
【０１３３】
（実施形態１３）
図２４は、本発明の実施形態１３を示し、加圧ローラ１も、定着ローラ１１と同様の薄肉パイプ材で構成したものである。
【０１３４】
すなわち、本実施形態では、加圧ローラ１の薄肉パイプ材が、ステンレス鋼やリン青銅等のバネ性を有する金属からなり、定着ローラ１１に対する加圧力の反力を弾性力で受け止める。これにより、加圧ローラ１の薄肉パイプ材が、定着ローラ１１と同様に略楕円形状に弾性変形する。尚、本実施形態では、加圧ローラ１の薄肉パイプ材は、定着ローラ１１と同じく、外径３４ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いている。
【０１３５】
また、上記加圧ローラ１の下側には、該加圧ローラ１をそのローラ軸（弾性変形した薄肉パイプ材の中心軸）回りに回転可能に支持する加圧ローラ支持部材４が、不図示の固定部材に固定されている。この加圧ローラ支持部材４の定着ローラ１１に対する上下方向の位置によって、加圧ローラ１及び定着ローラ１１の弾性変形量が決まり、その位置は、所定の加圧力が得られる位置に設定される。加圧ローラ支持部材４は、加圧ローラ１の長さ方向から見て下半分だけの半円状のものであり、その半径は弾性変形前の加圧ローラ１の薄肉パイプ材の半径よりも大きくされており、弾性変形時には、その薄肉パイプ材の下側部分が加圧ローラ支持部材４に略沿うようになる。この加圧ローラ支持部材４の材料としては、ベークライトやＰＰＳが好ましい。
【０１３６】
このように加圧ローラ１も、定着ローラ１１と同様の薄肉パイプ材で構成することにより、加圧ローラ１と定着ローラ１１との接触部であるニップ部を略フラット状にすることができ、これにより、種々の記録媒体（特に二重になった封筒等）を皺が生じないように搬送することができるようになる。
【０１３７】
尚、本実施形態では、加圧ローラ１を加圧ローラ支持部材４で回転可能に支持するようにしたが、例えば図２５に示すように、加圧ローラ１の内部において該加圧ローラ１のローラ軸と平行に延びかつそれぞれ中心軸回りに回転可能に支持された２つの支持ローラ５２によって回転可能に支持するようにしてもよい。この場合、この２つの支持ローラ５２の間隔及び定着ローラ１１に対する上下方向の位置を適切に設定して、所定の加圧力が得られるようにすることができる。
【０１３８】
また、加圧ローラ１を薄肉パイプ材で構成する場合には、この加圧ローラ１の内部にもハロゲンランプ１７等の加熱手段を設けるようにしてもよい。このようにしても、加圧ローラ１の熱容量が小さいため、ウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【０１３９】
（実施形態１４）
図２６は、本発明の実施形態１４を示し、定着ローラ１１の劣化を検知するようにしたものである。
【０１４０】
すなわち、本実施形態では、押付け部材５における引張コイルスプリング６側の端部の上側近傍に、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付け量を検出する押付け量検出手段としての検出センサ５１が設けられており、この検出センサ５１の本体から下側に突出している接触子５１ａが、押付け部材５により本体側（上側）に押圧されて移動するときの移動量から上記押付け量が分かるようになっている。尚、上記押付け量の検出は、どのような方法で行ってもよい。
【０１４１】
ここで、定着ローラ１１（薄肉パイプ材１２）に亀裂等が生じていない場合には、上記押付け量は所定範囲内にあるが、亀裂等が生じると、押付け量がその所定範囲から外れて増大する。したがって、押付け量が所定値以上になったときに、定着ローラ１１の劣化を検知することができる。このように定着ローラ１１の劣化を検知したときには、画像形成装置の作動を停止する。尚、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付けを解除する機構を設けて、定着ローラ１１の劣化を検知したときに、その押付けの解除を行うようにしてもよい。
【０１４２】
このように検出センサ５１により検出された押付け量に基づいて、定着ローラ１１の劣化を検知するようにしたので、定着ローラ１１の端部に亀裂等が生じたときに、直ぐに画像形成装置の作動を停止する等して、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザに定着装置が故障したことを知らせることができる。
【０１４３】
尚、定着ローラ１１の劣化を検知する代わりに、押付け部材５による加圧ローラ１の定着ローラ１１への押付け量を制限する制限部材を設けるようにしてもよい。つまり、この制限部材を、上記検出センサ５１と同様な位置に設けて、押付け部材５の回転軸５ｂ回りの回転を制限するようにする。このようにすれば、定着ローラ１１の端部に亀裂等が生じた場合に、押付け部材５が上記制限部材に当接して定着ローラ１１側へ回動できなくなるため、上記押付け量が制限されて、定着ローラ１１端部の破壊への進行を抑制することができ、大きなトラブルが生じるのを未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置において、定着ローラを薄肉パイプ材で構成し、その定着ローラの長さ方向の移動を制限する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の実施形態１に係る定着装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】移動制限回転部材を示す断面図である。
【図４】第１濃度パターンを示す定着ローラ端部の部分側面図である。
【図５】実施形態２を示す定着ローラ端部近傍の断面図である。
【図６】実施形態３を示す図５相当図である。
【図７】実施形態４を示す図５相当図である。
【図８】実施形態５を示す図５相当図である。
【図９】実施形態５の変形例を示す図５相当図である。
【図１０】実施形態６を示す図２相当図である。
【図１１】実施形態６の変形例を示す図２相当図である。
【図１２】実施形態７を示す定着装置の平面図である。
【図１３】実施形態８を示す図１相当図である。
【図１４】実施形態８の変形例を示す図５相当図である。
【図１５】実施形態９を示す図１２相当図である。
【図１６】実施形態１０を示す図１２相当図である。
【図１７】実施形態１０の変形例を示す図１２相当図である。
【図１８】実施形態１１を示す図１２相当図である。
【図１９】実施形態１２を示す図１相当図である。
【図２０】実施形態１２の変形例を示す図１相当図である。
【図２１】実施形態１２の更なる変形例を示す図１相当図である。
【図２２】駆動ギヤにより定着ローラ支持部材に加えられる力の方向を示す図である。
【図２３】実施形態１２の更に別の変形例を示す図１相当図である。
【図２４】実施形態１３を示す図２相当図である。
【図２５】実施形態１３の変形例を示す図２相当図である。
【図２６】実施形態１４を示す図２相当図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 加圧ローラ
７ 駆動ギヤ（駆動手段）
９ 駆動プーリ（駆動手段）
１１ 定着ローラ
１２ 薄肉パイプ材
１３ ゴム層
１５ 摺動部材
１７ ハロゲンランプ（加熱手段）
２１ 定着ローラ支持部材
２１ａ 支持部
２３ 弾性部材
２５ 移動制限回転部材
２５ａ 対向面
３０ 第１フォトセンサ（回転検知手段）
３１ 第２フォトセンサ（移動方向検出手段）
４６ シリンダ（回動手段）
４７ 引張コイルスプリング（回動手段）
５１ 検出センサ（押付け量検出手段）
５５ 駆動ベルト（駆動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材の対向面は、該対向面の径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材の中心軸は、定着ローラ支持部材の円弧状である支持部の円中心を通っており、
上記移動制限回転部材の対向面は、上記定着ローラの長さ方向から見たときの該対向面の径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラの長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材の支持部の半径の２倍をＤ２とし、定着ローラの薄肉パイプ材の厚みをｔとしたとき、
ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔ
を満たすように形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材は、上記定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラと反対側の部分のみが、該移動制限回転部材の対向面に当接するように、該移動制限回転部材の中心軸が上記定着ローラのローラ軸に対して傾いた状態で支持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１又は３記載の定着装置において、
定着ローラの端面は、移動制限回転部材の対向面への当接時に該対向面に略沿うテーパ状に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラの端面は、摺動部材で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置において、
摺動部材は、定着ローラの端面に一体成形されたものであることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材の支持部は、弾性部材を介して定着ローラを支持していることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなっていて、その内周面に支持部が形成されたものであり、
弾性部材は、外径が上記定着ローラ支持部材の内径よりも小さくかつ内径が定着ローラの外径よりも大きい環状のものであり、
上記弾性部材の外周面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が上記定着ローラ支持部材の内周面から離隔されていることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１又は２記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、移動制限回転部材に一体形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材の支持部は、移動制限回転部材の対向面から所定距離以上離れた位置に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材が一体形成された移動制限回転部材は、定着ローラの長さ方向両側にそれぞれ配設されており、
少なくとも一方の上記移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているとともに、定着ローラの長さ方向中央側へ押圧されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の定着装置において、
定着ローラが該定着ローラの長さ方向に移動したときにその移動方向を検出する移動方向検出手段と、
定着ローラ支持部材を、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段とを備え、
上記回動手段は、上記移動方向検出手段により検出された移動方向に応じて、上記定着ローラ支持部材を正方向又は逆方向に回動させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されているとともに、該定着ローラ支持部材の中心軸回りに回転自在に支持されており、
少なくとも一方の上記定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力により該定着ローラをローラ軸回りに回転駆動させる駆動手段を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、一方の定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されており、
上記一方の定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、両定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段により定着ローラ支持部材に加えられる力の方向が、定着ローラの長さ方向から見て、加圧ローラと定着ローラとの対向方向において定着ローラを加圧ローラに押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であることを特徴とする定着装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、駆動プーリと、該駆動プーリと定着ローラ支持部材の外周面との間に掛け渡されたベルトとを有していて、該駆動プーリ及びベルトにより定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２０】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、
上記定着ローラの薄肉パイプ材は、金属からなり、
上記薄肉パイプ材の少なくとも両端部の外周面及び内周面に、ショットピーニング処理が施されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２１】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、
上記定着ローラの薄肉パイプ材における両端部を除く外周面全周に、ゴム層が形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２２】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、定着ローラに対する加圧力の反力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２３】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラの回転を検知する回転検知手段を備え、
上記回転検知手段は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラの回転を検知するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、
上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を制限する制限部材を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、
上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を検出する押付け量検出手段を備え、
上記押付け量検出手段により検出された押付け量に基づいて、上記定着ローラの劣化を検知するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材の対向面は、該対向面の径方向内側に向かって上記定着ローラの端面から離れる方向に傾斜するテーパ状に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材の中心軸は、定着ローラ支持部材の円弧状である支持部の円中心を通っており、
上記移動制限回転部材の対向面は、上記定着ローラの長さ方向から見たときの該対向面の径方向内側縁の直径をＤ１とし、定着ローラの長さ方向から見たときの上記定着ローラ支持部材の支持部の半径の２倍をＤ２とし、定着ローラの薄肉パイプ材の厚みをｔとしたとき、
ｔ≦Ｄ２−Ｄ１≦１０ｔ
を満たすように形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
加圧ローラと、該加圧ローラと径方向に対向し、該加圧ローラによって径方向に加圧されるとともに、該加圧力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成された定着ローラと、該定着ローラを加熱する加熱手段と、該定着ローラの長さ方向から見て定着ローラの外周面における上記加圧ローラと反対側の部分を覆うように略円弧状をなしかつ該反対側の部分を、定着ローラがそのローラ軸回りに回転自在となるように支持する支持部を有する定着ローラ支持部材と、上記定着ローラの端面と対向する環状の対向面を有し、該対向面に定着ローラの端面が当接することで定着ローラの長さ方向の移動を制限するとともに、該当接時に定着ローラの回転に連れて中心軸回りに回転するように支持された筒状の移動制限回転部材とを備えた定着装置であって、
上記移動制限回転部材は、上記定着ローラの端面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラと反対側の部分のみが、該移動制限回転部材の対向面に当接するように、該移動制限回転部材の中心軸が上記定着ローラのローラ軸に対して傾いた状態で支持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１又は３記載の定着装置において、
定着ローラの端面は、移動制限回転部材の対向面への当接時に該対向面に略沿うテーパ状に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラの端面は、摺動部材で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置において、
摺動部材は、定着ローラの端面に一体成形されたものであることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材の支持部は、弾性部材を介して定着ローラを支持していることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなっていて、その内周面に支持部が形成されたものであり、
弾性部材は、外径が上記定着ローラ支持部材の内径よりも小さくかつ内径が定着ローラの外径よりも大きい環状のものであり、
上記弾性部材の外周面において加圧ローラと定着ローラとの対向方向における加圧ローラ側の部分が上記定着ローラ支持部材の内周面から離隔されていることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１又は２記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、移動制限回転部材に一体形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材の支持部は、移動制限回転部材の対向面から所定距離以上離れた位置に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材が一体形成された移動制限回転部材は、定着ローラの長さ方向両側にそれぞれ配設されており、
少なくとも一方の上記移動制限回転部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されているとともに、定着ローラの長さ方向中央側へ押圧されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに回動自在に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の定着装置において、
定着ローラが該定着ローラの長さ方向に移動したときにその移動方向を検出する移動方向検出手段と、
定着ローラ支持部材を、加圧ローラと定着ローラとの対向方向に延びる軸回りに所定角度範囲内で正逆に回動させる回動手段とを備え、
上記回動手段は、上記移動方向検出手段により検出された移動方向に応じて、上記定着ローラ支持部材を正方向又は逆方向に回動させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの外周面全周を覆う筒状のものからなりかつその内周面に支持部が形成されたものであって、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されているとともに、該定着ローラ支持部材の中心軸回りに回転自在に支持されており、
少なくとも一方の上記定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、該定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力により該定着ローラをローラ軸回りに回転駆動させる駆動手段を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、一方の定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されており、
上記一方の定着ローラ支持部材の支持部と上記定着ローラの外周面との間の摩擦力に対して、他方の定着ローラ支持部材の支持部と定着ローラの外周面との間の摩擦力が小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、両定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させることで、定着ローラをそのローラ軸回りに回転駆動させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段により定着ローラ支持部材に加えられる力の方向が、定着ローラの長さ方向から見て、加圧ローラと定着ローラとの対向方向において定着ローラを加圧ローラに押し付ける方向又は該方向に対して３０°以内の傾き方向であることを特徴とする定着装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の定着装置において、
駆動手段は、駆動プーリと、該駆動プーリと定着ローラ支持部材の外周面との間に掛け渡されたベルトとを有していて、該駆動プーリ及びベルトにより定着ローラ支持部材をその中心軸回りに回転させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２０】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、
上記定着ローラの薄肉パイプ材は、金属からなり、
上記薄肉パイプ材の少なくとも両端部の外周面及び内周面に、ショットピーニング処理が施されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２１】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラ支持部材は、定着ローラの両端部にそれぞれ対応して配設されており、
上記定着ローラの薄肉パイプ材における両端部を除く外周面全周に、ゴム層が形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２２】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、定着ローラに対する加圧力の反力を弾性力で受け止める薄肉パイプ材で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２３】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
定着ローラの回転を検知する回転検知手段を備え、
上記回転検知手段は、定着ローラの周方向の一部分のみを１回転毎に検出することで、該定着ローラの回転を検知するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、
上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を制限する制限部材を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、
加圧ローラは、押付け部材により定着ローラに押し付けられることで該定着ローラを径方向に加圧するように構成され、
上記押付け部材による加圧ローラの定着ローラへの押付け量を検出する押付け量検出手段を備え、
上記押付け量検出手段により検出された押付け量に基づいて、上記定着ローラの劣化を検知するように構成されていることを特徴とする定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００６−２１５４９８（Ｐ２００６−２１５４９８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０９９０（Ｐ２００５−３０９９０）
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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