JP2011033661A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着画像上に定着ムラが生じにくく、ベルト部材の加熱効率が高く、ベルト部材の内周面側への加熱部材の組付け性が良好で、ニップ部の下流側でベルト部材の弛みが生じにくい、定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】加熱部材２２は、定着装置に設置されない単体の状態で、所定条件を加えることによって外径を可変できるように形成される。そして、定着装置２０は、ニップ部に対してベルト部材２１の走行方向下流側に相当する範囲における加熱部材２２の外径が、その他の範囲における外径に比べて、大きくなるように規制する規制手段２３、５１、５２を備える。
【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、装置を高速化した場合であっても定着不良を生じさせないことを目的として、無端状のベルト部材（定着部材）の内周面に対向するようにパイプ状の金属熱伝導体からなる加熱部材を設置して、加熱部材をヒータで加熱することでベルト部材を全体的に加熱する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。

特許文献１において、定着装置は、無端状のベルト部材（定着ベルト）、ベルト部材の内周面側に固設されてベルト部材を介して加圧回転体（加圧ローラ）に圧接してニップ部を形成する固定部材（当接部材）、ベルト部材の内周面に対向する加熱部材、加熱部材の内部に設置されたヒータ、等で構成されている。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
ここで、加熱部材は、金属板を曲げ加工して形成したものであって、有端環状の断面を幅方向にわたって有するように開口部（両端部）が形成されている。

上述した特許文献１等の定着装置は、加熱部材が金属板を曲げ加工して形成した有端環状のものであるために、加熱部材がスプリングバックによって開口部が広がる方向に外径が不規則に大きく変化して、ベルト部材の内周面に局所的に強く当接してしまう可能性があった。そして、このようにベルト部材の内周面に加熱部材が不規則に当接すると、ベルト部材の全体の温度分布にムラが生じて、定着画像上に定着ムラが生じてしまうことになる。このような不具合は、加熱部材の加熱効率を向上させるために加熱部材を薄肉化する場合には、それにともない加熱部材に生じるスプリングバックの程度も大きくなるため、特に無視できないものになる。

このような不具合を解決するために、金属板を曲げ加工して形成した加熱部材の両端部を溶接等により接合して、加熱部材のスプリングバックによる不規則な変形を防止する方策が考えられる。しかし、その場合に、ベルト部材の内径に対して加熱部材の外径が小さすぎるように構成してしまうと加熱部材によるベルト部材の加熱効率が低下してしまい、ベルト部材の内径に対して加熱部材の外径が大きすぎるように構成してしまうとベルト部材の内周面側への加熱部材の組付け性が低下してしまう。

さらに、特許文献１等の定着装置は、ニップ部の上流側がベルト部材の張り側となるために、ニップ部の下流側でベルト部材の弛みが生じやすくなっていた。そして、ニップ部の下流側でベルト部材の大きな弛みが生じると、ベルト部材と加熱部材との離間距離が大きくなって加熱部材によるベルト部材の加熱効率が低下する不具合や、ニップ部から送出される記録媒体に弛んだベルト部材が干渉して記録媒体の搬送性が低下したり記録媒体にシワが生じる不具合が発生することになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着画像上に定着ムラが生じにくく、ベルト部材の加熱効率が高く、ベルト部材の内周面側への加熱部材の組付け性が良好で、ニップ部の下流側でベルト部材の弛みが生じにくい、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱・溶融するとともに、可撓性を有する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の内周面側に固設されて、当該ベルト部材を介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、前記ベルト部材の内周面に対向するように固設されて当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、を備え、前記加熱部材は、装置に設置されない単体の状態で、所定条件を加えることによって外径を可変できるように形成され、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する範囲における前記加熱部材の外径がその他の範囲における外径に比べて大きくなるように規制する規制手段をさらに備えたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記加熱部材は、有端環状の断面を幅方向にわたって有するように開口部が形成されて、装置に設置されない単体の状態で外力を作用させることによって弾性変形して外径を可変できるように形成されるとともに、前記開口部が前記ニップ部に対向するように装置に配設され、前記規制手段を、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向上流側に相当する前記開口部の一端側が固定端となり、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する前記開口部の他端側が自由端となるように前記加熱部材を保持する保持部材としたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記保持部材は、前記自由端の側において前記加熱部材の外径の可変量が一定の範囲となるように前記加熱部材を保持するものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記保持部材は、前記加熱部材の内周面側に固設されて前記開口部を介して前記固定部材に当接して当該固定部材を補強する補強部材であって、前記加熱部材の前記一端側をネジによって固定するとともに、前記加熱部材の前記他端側に形成された長穴に段ネジの段部を係合させて当該他端側を前記ベルト部材の走行方向に沿って移動可能に保持するものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記保持部材は、前記固定端の側の断面２次モーメントが前記自由端の側の断面２次モーメントに比べて大きくなるように形成されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材は、前記ベルト部材の内周面側に設置されないで前記保持部材に保持された状態で、外力を作用させないときの最大の外径が前記ベルト部材の内径よりも大きくなり、外力を作用させたときの最小の外径が前記ベルト部材の内径よりも小さくなるように形成されたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記規制手段は、前記加熱部材よりも熱膨張率が高い円弧状部材であって、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する範囲において前記加熱部材の内周面に当接するように配設されたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状部材としたものである。

また、この発明の請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

なお、本願において、固定部材が「固定」された状態とは、固定部材が回転駆動されることなく非回転で保持されている状態をいい、固定部材がスプリング等の付勢部材によってニップ部に向けて付勢されている場合であっても、固定部材が非回転で保持されていれば固定部材が「固定」された状態であるものと定義する。

また、本願において、加熱部材の「外径」とは、外周面の直径を意味する一般的な「外径」の意味とは異なり、加熱部材の仮想中心からの半径距離（仮想中心から外周面までの距離）を意味するものと定義する。

本発明は、加熱部材が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部の下流側でのみ加熱部材の外径が大きくなるように規制しているために、定着画像上に定着ムラが生じにくく、ベルト部材の加熱効率が高く、ベルト部材の内周面側への加熱部材の組付け性が良好で、ニップ部の下流側でベルト部材の弛みが生じにくい、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。 図２の定着装置を幅方向にみた図である。 ニップ部の近傍を示す拡大図である。 定着装置に設置されていない単体の状態の、加熱部材を示す概略図である。 保持部材が設置された加熱部材の、無負荷時の状態を示す概略図である。 保持部材が設置された加熱部材の、ベルト部材への組付け工程時の状態を示す概略図である。 保持部材が設置された加熱部材の、ベルト部材への組付けが完了した状態を示す概略図である。 従来の定着装置の不具合を説明するための概略図である。 別の形態の補強部材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２における定着装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３における定着装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４における定着装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図１０にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す構成図である。図３は、定着装置２０を幅方向にみた図である。図４は、定着装置２０のニップ部の近傍を示す拡大図である。図５は、定着装置２０に設置されていない単体の状態の、加熱部材２２を示す概略図である。図６は、補強部材２３（保持部材）が設置された加熱部材２２の、無負荷時の状態を示す概略図である。図７は、補強部材２３（保持部材）が設置された加熱部材２２の、定着ベルト２１への組付け工程時の状態を示す概略図である。図８は、補強部材２３（保持部材）が設置された加熱部材２２の、定着ベルト２１への組付けが完了した状態を示す概略図である。

図２に示すように、定着装置２０は、ベルト部材としての定着ベルト２１、固定部材２６、加熱部材２２、保持部材としての補強部材２３、断熱部材２７、加熱手段としてのヒータ２５（熱源）、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、等で構成される。

ここで、ベルト部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、内周面２１ａ（固定部材２６との摺接面である。）側から、表面層、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
定着ベルト２１の表面層２１ａ（内周面）は、層厚が５０μｍ以下であって、フッ素を含有する材料で形成されている。具体的に、表面層２１ａ（摺動層）を形成する材料としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフロオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂材料や、これらにポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂を混ぜたもの、を用いることができる。
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。

また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２６、ヒータ２５、加熱部材２２、規制手段としての補強部材２３（保持部材）、断熱部材２７、等が固設されている。

図示は省略するが、固定部材２６は、金属材料からなる剛体部、ゴム材料からなる弾性部、剛体部及び弾性部を覆う潤滑シート、等で構成される。剛体部は、開口部２２ａを介して補強部材２３に当接するように設けられている。剛性部は、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料（例えば、高剛性の金属やセラミック等である。）で形成されている。弾性部は、加圧ローラ３１側の面が加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。
また、固定部材２６の外周には、フッ素グリス等の潤滑剤が含浸された潤滑シートが設けられているために、固定部材２６と定着ベルト２１との摺動抵抗が低減される。

また、本実施の形態１では、固定部材２６と加熱部材２２との間に断熱部材２７が設置されている。これにより、固定部材２６が断熱されて、ニップ部では積極的に定着ベルト２１は加熱されないことになる。そのため、ニップ部に送入された記録媒体Ｐの温度がニップ部から送出されるときには低くなる。すなわち、ニップ部出口では、記録媒体Ｐ上に定着されたトナー像の温度が低くなって、トナーの粘性が低下して、定着ベルト２１に対するトナー接着力が小さくなった状態で、記録媒体Ｐは定着ベルト２１から分離される。したがって、定着工程直後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてジャムになる不具合が防止されるとともに、定着ベルト２１に対するトナー固着も抑制される。

図２及び図４を参照して、加熱部材２２は、肉厚が０．１ｍｍのパイプ状部材である。加熱部材２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に直接的に対向するように形成され、ニップ部の位置には内部に凹状に形成されるとともに開口部２２ａが形成された凹部が設けられている。そして、この加熱部材２２の凹部に、多少のクリアランス（加熱部材２２のスプリングバックにより生じるクリアランスである。）をあけて固定部材２６が挿設されている。図３及び図４を参照して、加熱部材２２は、ニップ部上流側の幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持され、ニップ部下流側の幅方向両端部が側板４３にルーズに保持されている。なお、加熱部材２２の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。
そして、加熱部材２２は、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。すなわち、加熱部材２２がヒータ２５によって直接的に加熱されて、加熱部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることになる。加熱部材２２の材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅、等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることができる。加熱部材２２の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率を向上することができる。なお、本実施の形態１では、加熱部材２２は、肉厚が０．１ｍｍのステンレスで形成されている。

ヒータ２５（熱源）は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている（図３を参照できる。）。そして、装置本体１の電源部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、加熱部材２２が加熱される。さらに、加熱部材２２によって定着ベルト２１がニップ部を除く位置で全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。

このように、本実施の形態１における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、加熱部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。

ここで、定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップδ（ニップ部からニップ部下流側にかけた範囲を除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜δ≦１ｍｍである。）。これにより、加熱部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、加熱部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、加熱部材２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、加熱部材２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、定着ベルト２１の内周面２１ａには、フッ素を含む材料からなる表面層が形成されるとともに、双方の部材２１、２２の間にはフッ素グリス等の潤滑剤が塗布されている。さらには、加熱部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することもできる。
なお、本実施の形態１では、加熱部材２２の断面形状が略円形になるように形成したが、加熱部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできる。

ここで、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の強度を補強する補強部材２３（保持部材）が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さが固定部材２６と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。そして、補強部材２３が固定部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部において固定部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。

なお、補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
また、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、鏡面処理を施したりすることもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）が加熱部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。

図２を参照して、ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１（加圧回転体）の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３を参照して、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。

なお、加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、加熱部材２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
また、本実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。

以下、上述のように構成された定着装置２０の、画像形成時の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、加熱部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強された固定部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、本実施の形態１における定着装置２０において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図５を参照して、本実施の形態１における加熱部材２２は、定着装置２０に設置されない単体の状態（定着装置２０から取り外した状態）で、所定条件を加えることによって外径を可変できるように形成されている。
詳しくは、加熱部材２２は、有端環状の断面を幅方向（図４や図５の紙面垂直方向である。）にわたって有するように開口部２２ａが形成されている。そして、加熱部材２２は、定着装置２０に設置されない単体の状態で、図５の白矢印方向に外力を作用させることによって弾性変形して外径（径方向の形状）を可変できるように形成されている。
さらに具体的には、加熱部材２２は、図５の破線で示す形状になるように、薄いステンレス板に曲げ加工を施したものである。すなわち、加熱部材２２は、一枚のステンレス板の一端と他端とを近接させて開口部２２ａを形成するように曲げ加工により形成したものである。ところが、加熱部材２２は、単体の状態で、スプリングバックによって、図５の実線で示すように外径が大きくなって開口部２２ａが開いた状態になる。

そして、このように構成された加熱部材２２は、定着装置２０において、開口部２２ａがニップ部に対向するように配設される（図４等を参照できる）。詳しくは、加熱部材２２は、保持部材（規制手段）として機能する補強部材２３、ネジ５１、段ネジ５２によって、その姿勢を保持された状態で定着装置２０に組付けられる。
そして、加熱部材２２は、保持部材（規制手段）として機能する補強部材２３、ネジ５１、段ネジ５２によって、ニップ部の下流側（ニップ部に対して定着ベルト２１の走行方向下流側に相当する範囲である。）における加熱部材２２の外径が、その他の範囲における外径に比べて、大きくなるように規制される。

詳しくは、規制手段としての保持部材２３、５１、５２は、ニップ部の上流側（ニップ部に対して定着ベルト２１の走行方向上流側である。）に相当する開口部２２ａ（加熱部材２２）の一端側が固定端となり、ニップ部の下流側（ニップ部に対して定着ベルト２１の走行方向下流側である。）に相当する開口部２２ａ（加熱部材２２）の他端側が自由端となるように、加熱部材２２を保持している。

図４を参照して、さらに具体的には、加熱部材２２の開口部２２ａの上流側近傍（一端側）には、ネジ５１の雄ネジ部が挿通される円形穴部が形成されている。これに対して、加熱部材２２の開口部２２ａの下流側近傍（他端側）には、段ネジ５２の段部５２ａが挿通（係合）される長穴２２ｂ（図８（Ｂ）等も参照できる。）が形成されている。他方、補強部材２３には、固定部材２６に対向する対向面に、ネジ５１が螺合される雌ネジ部と、段ネジ５２が螺合される雌ネジ部と、が形成されている。なお、加熱部材２２の他端側に形成された長穴２２ｂは、定着ベルト２１の走行方向に沿うように図４の上下方向を穴の長手方向としている。なお、図示は省略するが、上述したネジ５１による固定部と段ネジ５２による保持部とは、幅方向（図４の紙面垂直方向である。）に３箇所程度（例えば、幅方向中央部と幅方向両端部との３箇所である。）設けられている。
このような構成により、補強部材２３（保持部材）は、加熱部材２２の一端側（上流側）をネジ５１によって固定して、加熱部材２２の他端側（下流側）を定着ベルト２１の走行方向に沿って移動（図４の白矢印方向の移動である。）できるように保持することになる。

以上のように構成することで、加熱部材のニップ部下流側（他端側）は、加熱部材２２のスプリングバック力によって、定着ベルト２１の内周面に当接する位置まで定着ベルト２１の正規の形状（略円形の曲線形状である。）にならうように変形する（外径が大きくなるように変形する。）。具体的には、固定端となる加熱部材のニップ部上流側（一端側）では円形状がほぼ維持されるのに対して、自由端となる加熱部材のニップ部下流側（他端側）では略楕円形状に変形する。これにより、ニップ部下流側で定着ベルト２１の弛みが生じにくくなる。

詳しくは、図９に示すように、従来の定着装置（加熱部材２２０の一端側と他端側とが接合部２２０ａで接合されたものである。）は、ニップ部上流側が定着ベルト２１の張り側となるために、ニップ部下流側（図９の破線で囲んだ領域である。）で定着ベルト２１の弛みが生じやすくなる。そして、ニップ部の下流側で定着ベルト２１の大きな弛みが生じると、定着ベルト２１と加熱部材２２０との離間距離が大きくなって加熱部材２２０による定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合や、ニップ部から送出される記録媒体Ｐに弛んだ定着ベルト２１が干渉して記録媒体Ｐの搬送性が低下したり記録媒体Ｐにシワが生じる不具合が発生する。

これに対して、本実施の形態１では、ニップ部下流側における加熱部材２２の外径がその他の範囲の外径に比べて大きくなって、ニップ部下流側にて定着ベルト２１を弛ませることなく定着ベルト２１に張力を与えることになるため、定着ベルト２１の弛みによる定着ベルト２１の加熱効率低下、記録媒体Ｐの搬送性低下、記録媒体Ｐのシワが抑止される。
さらに、加熱部材２２はスプリングバックによって不規則に変形（拡径）するのではなく、規制手段としての保持部材２３、５１、５２によって、変形する方向がニップ部下流側に定められている。さらに、加熱部材２２は、ニップ部下流側にて定着ベルト２１にほぼ均一に接触する。これにより、加熱部材２２が定着ベルト２１の内周面に局所的に強く当接してしまう不具合が抑止されて、定着ベルト２１の全体の温度分布が均一化される。したがって、定着画像上に定着ムラが生じる不具合も抑止されることになる。

ここで、図６（Ａ）、図７（Ａ）、図８（Ａ）は、保持部材２３、５１、５２に保持された加熱部材２２の外径と、定着ベルト２１の内径と、の関係を示す概略図である。なお、図６（Ａ）、図７（Ａ）、図８（Ａ）において、簡単のため、補強部材２３、ネジ５１、段ネジ５２の図示は省略している。また、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）は、それぞれ、図６（Ａ）、図７（Ａ）、図８（Ａ）に対応した図であって、長穴２２ｂと段ネジ５２とを図４のＡ視方向からみた図である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、保持部材２３、５１、５２に保持された加熱部材２２は、無負荷時の状態（外力がまったくかからない状態である。）で、加熱部材２２のスプリングバックが他端側にのみ作用して（又は、一端側に比べて他端側に大きく作用して）、一端側の外径に比べて他端側の外径が大きくなる（他端側が白矢印方向に楕円状に変形する）。すなわち、図６において、仮想中心（定着ベルト２１の中心位置であって、上流側の外周面の中心位置と概ね一致する。）から上流側の外周面までの距離Ｄ１と、仮想中心から下流側の外周面までの距離Ｄ２と、の関係は、Ｄ１＜Ｄ２となる。そして、仮想中心から加熱部材２２における下流側の外周面までの距離Ｄ２と、仮想中心から定着ベルト２１の内周面までの距離Ｈと、の関係は、Ｄ２＞Ｈとなる。
このとき、段ネジ５２の段部５２ａは、長穴２２ｂの一端側に当接した状態である。すなわち、段ネジ５２の段部５２ａが長穴２２ｂの一端側に当接して、加熱部材２２の自由端側の外径の可変量（最大外径）が制限される。

また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、保持部材２３、５１、５２に保持された加熱部材２２は、定着ベルト２１への組付け工程時に、加熱部材２２のスプリングバック力に抗するように白矢印方向に外力がかけられて、加熱部材２２の他端側が縮径化する。このとき、加熱部材２２の一端側は、固定端であるため、径の変動はほとんどない。すなわち、図７において、仮想中心から下流側の外周面までの距離Ｄ３は、図６（Ａ）の距離Ｄ２に比べて、小さくなる（Ｄ３＜Ｄ２）。そして、仮想中心から加熱部材２２における下流側の外周面までの距離Ｄ３と、仮想中心から定着ベルト２１の内周面までの距離Ｈと、の関係は、Ｄ３＜Ｈとなる。
このとき、段ネジ５２の段部５２ａは、長穴２２ｂの他端側に当接した状態である。すなわち、段ネジ５２の段部５２ａが長穴２２ｂの他端側に当接して、加熱部材２２の自由端側の外径の可変量（最小外径）が制限される。
そして、図７に示すような状態のまま、加熱部材２２が定着ベルト２１の内部に挿入されることになる。

そして、加熱部材２２が定着ベルト２１の内部に挿入された後に、図７（Ａ）の白矢印方向の外力を解除して、定着ベルト２１（定着装置２０）への加熱部材２２の装着を完了する。
このとき、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、加熱部材２２のスプリングバックが他端側にのみ作用して（又は、一端側に比べて他端側に大きく作用して）、一端側の外径に比べて他端側の外径が大きくなる（他端側が白矢印方向に楕円状に変形する）。すなわち、図８において、仮想中心から上流側の外周面までの距離Ｄ１と、仮想中心から下流側の外周面までの距離Ｄ４と、の関係は、Ｄ１＜Ｄ４となる。そして、加熱部材２２のニップ部下流側の拡径は定着ベルト２１との当接によって制限されるために、仮想中心から加熱部材２２における下流側の外周面までの距離Ｄ４と、仮想中心から定着ベルト２１の内周面までの距離Ｈと、の関係は、（Ｄ１＜）Ｄ４＝Ｈ（＜Ｄ２）となる。このとき、段ネジ５２の段部５２ａは、長穴２２ｂの一端側にも他端側にも当接しない状態である。
そして、図８の状態で、定着工程がおこなわれることになる。
なお、図８（Ａ）では、ニップ部下流側における加熱部材２２の外径と定着ベルト２１の外径との関係を強調するために、加熱部材２２と定着ベルト２１とが重なるように図示されているが、実際には、ニップ部からニップ部下流側にかけた範囲を除く位置では、定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップδが、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下となるように設定されている（０ｍｍ＜δ≦１ｍｍである。）。

以上説明したように、加熱部材２２を定着ベルト２１の内周面側に組付けるときに、定着ベルト２１の内径に対して加熱部材２２の外径を小さく可変することができるために、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材２２の組付け性が向上する。特に、図６で説明したように、加熱部材２２の自由端側の外径の可変量（最大外径）が制限されているために、無負荷状態で加熱部材２２が広がり過ぎることがなく、加熱部材２２を図７の状態にスムーズに変形させることができる。また、図７で説明したように、加熱部材２２の自由端側の外径の可変量（最小外径）が制限されているために、加熱部材２２を必要以上に押しつぶしてしまう不具合が抑止される。すなわち、保持部材２３、５１、５２は、加熱部材の自由端側の外径の可変量が一定の範囲となるように、加熱部材２２を保持しているために、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材２２の組付け性が向上する。
さらに、最終的に、定着ベルト２１の内径に対して加熱部材２２の外径が小さすぎることなく、好適な外径にて加熱部材２２が保持されて定着工程がおこなわれるために、加熱部材２２による定着ベルト２１の加熱効率を向上させることができる。

なお、本実施の形態１では、図４に示すように、ニップ側に突出するネジ５１や段ネジ５２を避けるように、固定部材２６に逃げ部（めくら穴部）が設けられていて、固定部材２６が開口部２２ａ（加熱部材２２）を介して補強部材２３に当接するように構成されている。
これに対して、図１０に示すように、補強部材２３に、ネジ５１や段ネジ５２を収納する逃げ部（ネジ５１や段ネジ５２が螺合される雌ネジ部２３ａが形成されている。）を形成することもできる。この場合、加熱部材２２には、図１０中の破線で示すように、補強部材２３の逃げ部の形状に合わせた曲げ部が形成されることになる。また、固定部材２６は、図１０中の斜線部分に当接することになる。

また、本実施の形態１では、加熱部材２２の一端側（固定端側）をネジ５１にて固定して、他端側（自由端側）を段ネジ５２で保持したが、これらの固定方法や保持方法はこれに限定されることはない。例えば、加熱部材２２の一端側（固定端側）をリベットにて固定して、他端側（自由端側）を段付リベットで移動可能に保持することもできる。

以上説明したように、本実施の形態１においては、加熱部材２２が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部の下流側でのみ加熱部材２２の外径が大きくなるように規制しているために、定着画像上に定着ムラが生じにくく、定着ベルト２１（ベルト部材）の加熱効率が高く、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材２２の組付け性が良好で、ニップ部の下流側で定着ベルト２１の弛みが生じにくくなる。

なお、本実施の形態１では、加圧回転体として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧回転体として加圧ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、そのような場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、ベルト部材として複層構造の定着ベルト２１を用いたが、ベルト部材としてポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等からなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、加熱部材２２のスプリングバック力を弾性力として、定着装置２０に設置されない単体の状態で外力を作用させることによって弾性変形して外径を可変できるように形成した。これに対して、スプリングバックが生じない有端環状の加熱部材２２であっても、定着装置２０に設置されない単体の状態で外力を作用させることによって弾性変形して外径を可変できるように形成して、保持部材２３、５１、５２によって開口部２２ａの一端側が固定端となって他端側が自由端となるように加熱部材２２を保持することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図１１にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態２における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における定着装置は、保持部材としての補強部材２３の形状が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図１１に示すように、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、有端環状で開口部２２ａを有する加熱部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、ヒータ２５、加圧ローラ３１（加熱回転体）、温度センサ４０、等で構成される。また、図示は省略するが、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、加熱部材２２のニップ部下流側の外径のみが大きく可変するように規制する保持部材２３、５１、５２（規制手段）が設けられている。

ここで、本実施の形態２における補強部材２３（保持部材）は、固定端側の断面２次モーメントが自由端側の断面２次モーメントに比べて大きくなるように形成されている。詳しくは、図１１に示すように、Ｔ字状であった補強部材２３（保持部材）の固定端側に曲げ部（破線で囲んだ部分である。）が付加されている。これにより、補強部材２３の固定端側（ニップ部上流側）の断面２次モーメントが自由端側（ニップ部下流側）のものに比べて大きくなり、加熱部材２２の固定端の固定保持力が増加して、加熱部材２２の固定端側の変形を抑止することができる。なお、補強部材２３の自由端側は、加熱部材２２を固定保持する機能を有していないため、固定端側ほど断面２次モーメントを高める必要がない。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、加熱部材２２が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部の下流側でのみ加熱部材２２の外径が大きくなるように規制しているために、定着画像上に定着ムラが生じにくく、定着ベルト２１（ベルト部材）の加熱効率が高く、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材２２の組付け性が良好で、ニップ部の下流側で定着ベルト２１の弛みを生じにくくすることができる。

実施の形態３．
図１２にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態３における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態３における定着装置は、ニップ部の下流側でのみ加熱部材の外径が大きくなるように規制する規制手段の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図１２に示すように、本実施の形態３における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、加熱部材１２２、補強部材２３、断熱部材２７、ヒータ２５、加圧ローラ３１（加熱回転体）、温度センサ４０、等で構成される。

ここで、本実施の形態３では、前記実施の形態１とは異なり、加熱部材１２２が無端状に形成されている（周面に開口部が形成されていない。）。そして、加熱部材１２２は、定着装置２０に設置されない単体の状態で、熱を加えることによって外径を可変できるように形成されている（熱膨張するように形成されている。）。詳しくは、加熱部材１２２は、単体の状態で、常温時に外径が定着ベルト２１の内径よりも小さく、高温時（定着工程時）に熱膨張により外径が定着ベルト２１の内径よりも大きくなるように設定されている（そのような条件を満たす材料や形状が選択されている。）。
また、本実施の形態３では、ニップ部下流側の加熱部材１２２の外径がその他の範囲における外径に比べて大きくなるように規制する規制手段として、円弧状部材１２３が設置されている。詳しくは、円弧状部材１２３（規制手段）は、加熱部材１２２よりも高い熱膨張率を有していて、ニップ部下流側の加熱部材１２２の内周面に当接するように配設されている。このような構成により、高温時（定着工程時）に、大きく熱膨張する円弧状部材１２３に押圧されて、ニップ部下流側において加熱部材２２が拡径する（楕円状に変形する。）。これにより、ニップ部下流側で定着ベルト２１の弛みが生じにくくなる。

以上説明したように、本実施の形態３においても、前記各実施の形態と同様に、加熱部材１２２が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部の下流側において加熱部材１２２の外径が大きくなるように規制しているために、定着画像上に定着ムラが生じにくく、定着ベルト２１（ベルト部材）の加熱効率が高く、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材１２２の組付け性が良好で、ニップ部の下流側で定着ベルト２１の弛みを生じにくくすることができる。

実施の形態４．
図１３にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１３は、実施の形態４における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態４における定着装置は、加熱部材２２が電磁誘導によって加熱される点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図１３に示すように、本実施の形態４における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、有端環状で開口部２２ａを有する加熱部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、加圧ローラ３１（加熱回転体）、温度センサ４０、等で構成される。また、図示は省略するが、本実施の形態４でも、前記実施の形態１と同様に、加熱部材２２のニップ部下流側の外径のみが大きく可変するように規制する保持部材２３、５１、５２（規制手段）が設けられている。
ここで、本実施の形態４における定着装置２０は、加熱手段として、ヒータ２５の代わりに、誘導加熱部５０が設置されている。そして、本実施の形態４における加熱部材２２は、ヒータ２５の輻射熱によって加熱される前記実施の形態１のものとは異なり、誘導加熱部５０による電磁誘導によって加熱される。

誘導加熱部５０は、励磁コイル、コア、コイルガイド、等で構成される。励磁コイルは、定着ベルト２１の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向（図１３の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、励磁コイルやコアを保持する。コアは、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなる半円筒状部材であって、加熱部材２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コアは、幅方向に延設された励磁コイルに対向するように設置されている。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着ベルト２１が図１３中の矢印方向に回転駆動されると、定着ベルト２１は誘導加熱部５０との対向位置で加熱される。詳しくは、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことで、加熱部材２２の周囲に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、加熱部材２２表面に渦電流が生じて、加熱部材２２自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、加熱部材２２が電磁誘導加熱されて、さらに加熱された加熱部材２２によって定着ベルト２１が加熱される。
なお、加熱部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部５０を加熱部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。また、加熱部材２２の材料としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等を用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態４においても、前記各実施の形態と同様に、加熱部材２２が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部の下流側でのみ加熱部材２２の外径が大きくなるように規制しているために、定着画像上に定着ムラが生じにくく、定着ベルト２１（ベルト部材）の加熱効率が高く、定着ベルト２１の内周面側への加熱部材２２の組付け性が良好で、ニップ部の下流側で定着ベルト２１の弛みを生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態４では、加熱部材２２を電磁誘導加熱により加熱したが、加熱部材２２を抵抗発熱体の熱によって加熱することもできる。具体的に、加熱部材２２の内周面の一部又は全部に抵抗発熱体を当接させる。抵抗発熱体は、セラミックヒータ等の面状発熱体であって、その両端部に電源部が接続されている。そして、抵抗発熱体に電流が流されると、抵抗発熱体自身の電気抵抗によって抵抗発熱体が昇温して、当接する加熱部材２２を加熱する。さらに、加熱された加熱部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。
さらに、加熱部材２２自身を抵抗発熱体とすることもできる。具体的に、加熱部材２２を薄肉の抵抗発熱体で形成して、その両端部に電源部を接続する。そして、加熱部材（抵抗発熱体）に電流が流されると、加熱部材自身の電気抵抗によって抵抗発熱体が昇温して、定着ベルト２１が加熱されることになる。
これらの場合にも、加熱部材２２が単体で外径を可変できるように形成して、ニップ部下流側において加熱部材２２の外径が大きくなるように規制することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（ベルト部材）、
２２ 加熱部材、
２２ａ 開口部、 ２２ｂ 長穴、
２３ 補強部材（規制手段、保持部材）、
２５ ヒータ（加熱手段）、
２６ 固定部材、
２７ 断熱部材、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
５０ 誘導加熱部（加熱手段）、
５１ ネジ（保持部材）、
５２ 段ネジ（保持部材）、 ５２ａ 段部、
１２３ 円弧状部材（規制手段）、 Ｐ 記録媒体。

特開２００９−３４１０号公報

Claims (9)

1. 所定方向に走行してトナー像を加熱・溶融するとともに、可撓性を有する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材の内周面側に固設されて、当該ベルト部材を介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、
   前記ベルト部材の内周面に対向するように固設されて当該ベルト部材を加熱する加熱部材と、
   を備え、
   前記加熱部材は、装置に設置されない単体の状態で、所定条件を加えることによって外径を可変できるように形成され、
   前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する範囲における前記加熱部材の外径がその他の範囲における外径に比べて大きくなるように規制する規制手段をさらに備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材は、有端環状の断面を幅方向にわたって有するように開口部が形成されて、装置に設置されない単体の状態で外力を作用させることによって弾性変形して外径を可変できるように形成されるとともに、前記開口部が前記ニップ部に対向するように装置に配設され、
   前記規制手段は、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向上流側に相当する前記開口部の一端側が固定端となり、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する前記開口部の他端側が自由端となるように前記加熱部材を保持する保持部材であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記保持部材は、前記自由端の側において前記加熱部材の外径の可変量が一定の範囲となるように前記加熱部材を保持することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記保持部材は、前記加熱部材の内周面側に固設されて前記開口部を介して前記固定部材に当接して当該固定部材を補強する補強部材であって、前記加熱部材の前記一端側をネジによって固定するとともに、前記加熱部材の前記他端側に形成された長穴に段ネジの段部を係合させて当該他端側を前記ベルト部材の走行方向に沿って移動可能に保持することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
5. 前記保持部材は、前記固定端の側の断面２次モーメントが前記自由端の側の断面２次モーメントに比べて大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記加熱部材は、前記ベルト部材の内周面側に設置されないで前記保持部材に保持された状態で、外力を作用させないときの最大の外径が前記ベルト部材の内径よりも大きくなり、外力を作用させたときの最小の外径が前記ベルト部材の内径よりも小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記規制手段は、前記加熱部材よりも熱膨張率が高い円弧状部材であって、前記ニップ部に対して前記ベルト部材の走行方向下流側に相当する範囲において前記加熱部材の内周面に当接するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記加熱部材は、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状部材であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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