JP2012128075A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の摺動による支持部材の変形を防止し、省エネルギー性及び部品の耐久性を改善し、良好な画像が得られる定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ベルトと、定着ベルトの外周側に該定着ベルトと圧接可能に配置される加圧ローラと、定着ベルトの内部に固設され、外周面が該定着ベルトの内周面と摺接するＣ字型パイプ部材であって、その開口部を底面側としたニップ凹部６１を有する支持部材６０と、支持部材６０を加熱する加熱手段と、定着ベルトの内周側であって、支持部材６０のニップ凹部６１に収納され、定着ベルトを介して加圧ローラと圧接してニップ部を形成するニップ形成部材と、ニップ凹部６１を補強して定着ベルトの摺動による支持部材６０の変形を防止する、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状の外保持部材７０及び／又は内保持部材７１からなる変形防止手段と、を備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、熱と圧力により記録媒体にトナーを定着させる定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置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として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。

この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。

前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト）２０４、定着ベルト２０４を張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材２０２，２０３のうち１つのローラ部材２０２に内設されたヒータ２０１、加圧ローラ（加圧部材）２０５、等で構成されている（図１９）。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成された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（ベルト定着方式）。

また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献２では、発熱体としてのセラミックヒータ２１１と、加圧部材としての加圧ローラ２１２との間に耐熱性フィルム（定着フィルム）２１３を挟ませて定着ニップ部Ｎを形成させ、前記定着ニップ部Ｎのフィルム２１３と加圧ローラ２１２との間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルム２１３と一緒に挟持搬送させることで、ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ２１１の熱がフィルム２１３を介して被記録材に与えられ、また定着ニップ部Ｎの加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている（図２０）。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。

また、特許文献３，４では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト（加圧ベルト）と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。

しかしながら、上述した特許文献１記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間（プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。）やファーストプリント時間（プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である。）の短縮化に限界があった。

これに対して、特許文献２記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しかし、特許文献２記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した（課題１）。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、（特に高速回転を行うと）定着不良が出やすいという問題があった（課題２）。

一方、特許文献３では、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置（特許文献３，４）では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。（課題３）。

以上のような課題１〜３に対して、特許文献５では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材（金属熱伝導体、加熱部材、支持部材）と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。

しかしながら、特許文献５記載の定着装置では、定着ベルト側に加圧部材である加圧ローラを押圧して形成するニップ部を金属熱伝導体で支持する構成であるため、ニップ部におけるニップ幅、圧力などが不安定なものとなっていた。

そこで、特許文献６では、定着ベルトと加圧ローラとによるニップ部やパイプ状の支持部材の状態、形状、位置などを保持して安定させるため、ニップ部が形成される部位に対応させてニップ形成部材（当接部材、固定部材）及び補強部材などを設ける構成が提案されている。

しかしながら、支持部材は薄肉の金属パイプであるとともに、ニップ形成部材を配置するための凹部を有していることから、定着ベルトが摺動するとその凹部に負荷（応力）が集中して支持部材の変形を生じ、その変形により定着ベルトのスリップや支持部材の局所的な過熱が発生して、省エネルギー性の低下、部品の耐久性の低下、画質異常などの問題が生じた。

本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、定着部材の摺動による支持部材の変形を防止し、省エネルギー性及び部品の耐久性を改善し、良好な画像が得られる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。なお、カッコ内に本発明を実施するための形態において対応する部位及び符号等を示す。
〔１〕 回転可能な無端状ベルトの定着部材（定着ベルト２１）と、前記定着部材の外周側に該定着部材と圧接可能に配置される加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材の内部に固設され、外周面が該定着部材の内周面と摺接するＣ字型パイプ部材であって、その開口部（開口６９）を底面側とした凹部（ニップ凹部６１）を有する支持部材（支持部材６０）と、前記支持部材を加熱する加熱手段（加熱手段２５）と、前記定着部材の内周側であって、前記支持部材の凹部に収納され、前記定着部材を介して前記加圧部材と圧接してニップ部を形成するニップ形成部材（ニップ形成部材２６）と、前記凹部を補強して前記定着部材の摺動による前記支持部材の変形を防止する変形防止手段（外保持部材７０、内保持部材７１）と、を備えることを特徴とする定着装置（定着装置２０、図２〜図９、図１４〜図１６）。
〔２〕 前記変形防止手段は、前記支持部材の外周側から前記凹部の内側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状またはＬ字型のアングル形状の内保持部材（内保持部材７１）を有し、前記内保持部材が溝型形状の場合、長い方のそで部（そで部７１_Ｓ１）の外面が前記凹部のニップ部入口（ＩＮ）側の側壁（側壁６７）に当接され、前記内保持部材がアングル形状の場合、一方の折り曲げ面の外側が前記凹部のニップ部入口側の側壁に当接されることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置（図１４，図１５（ｂ））。
〔３〕 前記変形防止手段は、前記支持部材の内周側から前記凹部の外側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状またはＬ字型のアングル形状の外保持部材（外保持部材７０）を有し、前記外保持部材が溝型形状の場合、長い方のそで部（そで部７１_Ｓ２）の内面が前記凹部のニップ部出口（ＯＵＴ）側の側壁（側壁６７）に当接され、前記外保持部材がアングル形状の場合、一方の折り曲げ面の内側が前記凹部のニップ部出口側の側壁に当接されることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図１４，図１５（ｂ））。
〔４〕 前記変形防止手段は、前記溝型形状の内保持部材と前記溝型形状の外保持部材を有しており、前記支持部材の前記ニップ部入口側における該支持部材の外周面と前記凹部の側壁が交差するコーナー部（Ｃ_ＩＮ）から前記そで部先端までの距離が、前記内保持部材の方（ｄ１）が前記外保持部材（ｄ２）よりも短いことを特徴とする前記〔３〕に記載の定着装置（図１６）。
〔５〕 前記変形防止手段は、前記溝型形状の内保持部材と前記溝型形状の外保持部材を有しており、前記支持部材の前記ニップ部出口側における該支持部材の外周面と前記凹部の側壁が交差するコーナー部（Ｃ_ＯＵＴ）から前記そで部先端までの距離が、前記外保持部材の方（ｄ４）が前記内保持部材（ｄ３）よりも短いことを特徴とする前記〔３〕または〔４〕に記載の定着装置（図１６）。
〔６〕 前記内保持部材及び前記外保持部材は、前記定着部材回転方向における前記支持部材への取り付け向きが逆向きとなることを防止する逆付け防止手段（角穴７０ｈ，凸部７１ａ）を有することを特徴とする前記〔４〕または〔５〕に記載の定着装置（図１７，図１８）。
〔７〕 前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の定着装置（定着装置２０）を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置１、図１）。

本発明の定着装置によれば、変形防止手段が支持部材の凹部を補強して定着部材の摺動による支持部材の変形を防止するので、支持部材の所期の形状が保持され、支持部材と定着部材との摺動状態が適正に保たれて、省エネルギー性及び部品の耐久性が改善されるとともに、記録媒体を適正にニップ部を通過させることができる。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えるので、長期に安定して、良好な画像を形成することができる。

本発明の実施の形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す概略の構成図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の中央縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の支持部材、外保持部材および内保持部材を分解した状態を示す中央縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の支持部材を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の支持部材の寸法を示す概略の正面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置のニップ形成部材を取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置のニップ形成部材の裏側を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の補強部材を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置のフランジ部材を示す斜視図である。 面状発熱体からなる加熱手段を示す断面図である。 図５に示す支持部材と直径３０ｍｍの定着ベルトを利用した場合の周長差と摩擦力および温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る定着装置の支持部材とフランジ部材と側板とを示す断面図である。 本発明の定着装置の支持部材における変形の説明図である。 支持部材にニップ凹部における内保持部材、外保持部材の装着状態（１）を示す断面図である。 外保持部材、内保持部材の構成を示す断面図である。 支持部材にニップ凹部における内保持部材、外保持部材の装着状態（２）を示す断面図である。 外保持部材と内保持部材の軸方向の一方の端部の構成を示す斜視図である。 外保持部材と内保持部材の嵌合状態を示す上面図である。 従来のベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図である。 従来のフィルム加熱方式の定着装置を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して本発明の実施の形態に係る画像形成装置１について説明する。
図１に示すように、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が着脱自在に設置されている。このため、これらの４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、ユーザなどによって交換自在になっている。
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、不図示の除電部などが配設されている。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）が行われて、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および１次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（第１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上で行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、などで構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架および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上で行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など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、転写紙などの記録媒体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、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ２１および加圧ローラ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１における一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、本実施の形態に係る定着装置２０の構成について説明する。
図２に示すように、定着装置２０は、回転可能で可撓性を有する無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１の径方向外側に設けられるとともに定着ベルト２１を径方向内側に押圧する加圧部材３１と、定着ベルト２１の径方向内側に設けられるとともに定着ベルト２１を挟んで加圧部材３１と互いに押圧するニップ形成部材２６と、定着ベルト２１および加圧部材３１の間にトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐを挟み込むニップ部２７と、定着ベルト２１の内周側に設けられるとともに定着ベルト２１を回転可能に支持する管状（略円筒状、パイプ形状）の支持部材（加熱部材ともいう）６０と、支持部材６０を加熱して定着ベルト２１に伝熱させる加熱手段２５と、支持部材６０を画像形成装置１に支持させる補強部材２３と、定着装置２０の長手方向の両端部に設けられたフランジ部材２８と、両端部に設けられたフランジ部材２８をそれぞれ支持する図１２に示すフレームである側板４２とを備えている。

定着ベルト２１は、内径３０ｍｍの筒状で、厚さ３０〜５０μｍの鉄製の基材２１ａと、その表面側に形成された離型層２１ｂと、基材２１ａの裏面側に形成された塗膜２１ｃとを備えている。基材２１ａを形成する材料としては、鉄に限られず、コバルト、ニッケル、ステンレス、あるいはこれらの合金などの伝熱性のよい金属材料、もしくはポリイミドなどの合成樹脂材料を用いることができる。

離型層２１ｂは、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに対して離型性を高めるために設けられている。離型層２１ｂは、厚さ１０〜５０μｍのＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）製としている。離型層２１ｂを形成する材料としては、ＰＦＡに限られず、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、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）などを用いることができる。離型層２１ｂを設けることで、トナー像Ｔに対する離型性が担保される。

塗膜２１ｃは、支持部材６０との摩擦抵抗を小さくするために設けられている。塗膜２１ｃは、テフロン（登録商標）のコーティングとしている。塗膜を形成する材料としては、テフロン（登録商標）に限られず、メッキ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ガラスコートなどの表面コートを用いることができる。

支持部材６０は、図３〜図５に示すように、厚さ０．１〜１ｍｍの鉄などの金属製の断面略Ｃ字形状のパイプとされている。支持部材６０は、ニップ形成部材２６を収容してニップ部２７の一部を形成するニップ凹部６１と、ニップ凹部６１の定着ベルト２１の回転方向上流側に連続して設けられる導入領域６２と、この導入領域６２に連続して設けられる加熱領域６３と、ニップ凹部６１の定着ベルト２１の回転方向下流側に形成される分離領域６４と、この分離領域６４に連続して設けられる平坦な逃げ領域６５と、この逃げ領域６５の回転方向下流側に連続して形成されるとともに加熱領域６３に連続する中間領域６６とを備えている。支持部材６０はプレス成型により形成される。

加熱領域６３は、ニップ凹部６１の回転方向上流側から連続する半径１４．５ｍｍの断面円弧形状であって、加熱手段２５により加熱される領域としている。また、加熱領域６３の円弧中心６３ａは、ニップ形成部材２６の記録媒体搬送方向（図２中、白抜き矢印で示す）の中心線２６ｃに対して記録媒体搬送方向上流側に３．４ｍｍ離隔するようにしている。これにより、定着ベルト２１は記録媒体搬送方向下流側に引っ張られることから、定着ベルト２１が加熱領域６３から離れ難くなる。また、支持部材６０の内面、特に加熱領域６３は黒色塗装されている。これにより、加熱手段２５からの輻射熱の輻射率が向上する。

導入領域６２は、断面形状として加熱領域６３の円弧中心６３ａからの距離が加熱領域６３の半径１４．５ｍｍより小さくなるようにして形成されている。すなわち、導入領域６２は曲率の小さい平坦な形状であって、ニップ凹部６１と加熱領域６３とを連続するようにしている。これにより、ニップ部２７の近傍における定着ベルト２１の支持部材６０からの浮き上がりを抑制できる。

分離領域６４は、断面形状として加熱領域６３の半径１４．５ｍｍよりも小さい半径１３ｍｍの円弧形状であり、ニップ部２７を抜けた記録媒体Ｐから定着ベルト２１を急激に引き離すことで記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離される領域となっている。また、分離領域６４の円弧中心６４ａは、加熱領域６３の円弧中心６３ａに対して記録媒体搬送方向下流側に２．７ｍｍかつニップ部２７側に２ｍｍ離隔するようにしている。これにより、加熱領域６３と分離領域６４との各円弧中心６３ａ、６４ａを結ぶ最大外径１８が支持部材６０の最大外径となるとともに、この最大外径１８は３０．８６ｍｍとなって定着ベルト２１の内径３０ｍｍより大きくなる。これにより、定着ベルト２１は加熱領域６３と分離領域６４との間で引っ張られるようになり、定着ベルト２１が加熱領域６３から離れ難くなる。さらに、ニップ形成部材２６を組み付けた支持部材６０の外周長をＬ１、定着ベルト２１の内周長をＬ２とすると、周長差Ｌ２−Ｌ１が０．７ｍｍであるようにしている。

中間領域６６は、断面形状として加熱領域６３と同一半径および同一中心６３ａの円弧形状となっている。これにより、加熱領域６３と中間領域６６とを同じ曲率で形成することができるので、支持部材６０の加工が容易に行われる。

逃げ領域６５は、分離領域６４の円弧中心６４ａから記録媒体搬送方向下流側に１１．５ｍｍ離れた平面で、中間領域６６と分離領域６４との間に形成されている。これにより、逃げ領域６５において支持部材６０と定着ベルト２１とが非接触になるので、摩擦抵抗が低減される。

図２に示すように、支持部材６０の外面は塗膜６０ａでコートされている。塗膜６０ａは、定着ベルト２１との摩擦抵抗を小さくするために設けられている。塗膜６０ａは、テフロン（登録商標）のコーティングとしている。塗膜６０ａを形成する材料としては、テフロン（登録商標）に限られず、メッキ、ＤＬＣ、ガラスコートなどの表面コートを用いることができる。また、支持部材６０と定着ベルト２１との間にはグリスが塗布されている。これにより、支持部材６０と定着ベルト２１との摩擦抵抗が小さくなる。

図３に示すように、ニップ凹部６１は、支持部材６０の内側に向けて平行に延びる一対の側壁６７と、各側壁６７の先端を結ぶ底壁６８と、底壁６８に形成された開口６９とを備えている。ニップ凹部６１には、ニップ凹部６１の外側、すなわち支持部材６０の内側に設けられた例えば略コ字形状の外保持部材７０と、ニップ凹部６１の内側、すなわち支持部材６０の外側に設けられた例えば略コ字形状の内保持部材７１とが装着されている。これら外保持部材７０と内保持部材７１とは、支持部材６０のニップ凹部６１の側壁６７および底壁６８を挟持してねじ止めされている。これら外保持部材７０と内保持部材７１との装着により、ニップ凹部６１の形状が維持される。また、外保持部材７０の長手方向の両端部には取付部７０ａが形成されている。取付部７０ａは、フランジ部材２８により支持部材６０に対して固定されている。

図２、図６、図７に示すように、ニップ形成部材２６は、内保持部材７１の内側に設けられている。ニップ形成部材２６は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）や、ポリイミド樹脂、ＰＡＩ（ポリアミドイミド樹脂）などの耐熱性を有する樹脂部材であり、支持部材６０の長手方向に沿った略角棒状としている。このニップ形成部材２６は、加圧部材３１に対向する本体２６ａと、本体２６ａの背面で補強部材２３に当接して支持される支持突起２６ｂと、本体２６ａの周囲に設けられた膜部材２９とを備えている。

本体２６ａが加圧部材３１により押圧された際は、支持突起２６ｂが補強部材２３に当接して支持されることで、加圧部材３１により押し込まれることが防止される。このニップ形成部材２６の加圧部材３１側の面は平面状に形成されている。なお、加圧部材３１の表面に沿うような凹形状としても良い。

膜部材２９は、ＰＴＦＥ繊維の織物からなり、定着ベルト２１との摩擦抵抗を低減している。膜部材２９は、本体２６ａに巻かれ、支持突起２６ｂの近傍にねじ止めされた止着部材１９と本体２６ａとに挟まれて固定されている。ニップ形成部材２６は、フランジ部材２８により支持部材６０に対して固定されている。

図２および図８に示すように、補強部材２３は、支持部材６０の長手方向に沿った金属製の略角棒状で、高い剛性を有する本体２３ａと、ニップ形成部材２６の支持突起２６ｂに当接する受け突起２３ｂと、加熱手段２５に対向する反射板２２とを備えている。受け突起２３ｂは、ニップ形成部材２６の支持突起２６ｂに当接し、加圧部材３１により押圧されたニップ形成部材２６を背後から支持する。反射板２２は、加熱手段２５からの輻射熱を反射して、補強部材２３の本体２３ａに逃げてしまう熱量を低減している。補強部材２３は、フランジ部材２８により支持部材６０に対して固定されている。

加熱手段２５は、支持部材６０の長手方向に沿って内部に設けられる線状発熱体であり、本実施の形態ではハロゲンヒータとしている。加熱手段２５は、加熱領域６３の内側に設置されている。このため、加熱領域６３は、加熱手段２５からの熱が補強部材２３に遮られずに輻射される輻射領域となる。また、加熱領域６３の適宜位置には、定着ベルト２１の温度を検出する温度センサが設けられている。

図９に示すように、フランジ部材２８は、支持部材６０の軸方向両端部の内径部に挿入され支持部材６０の端部近傍の形状を保持する円筒部２８ａと、当該定着装置２０の側板４２に固設されるフランジ部２８ｂと、からなり、ニップ形成部材２６、外保持部材７０、補強部材２３、加熱手段２５をそれぞれ保持して固定している。また、フランジ部材２８は、鍔部２８ｃにより、定着ベルト２１の軸方向への移動を規制している。

なお、支持部材６０は、前述のように、加熱領域６３において定着ベルト２１と密着して定着ベルト２１を効率的に加熱し、分離領域６４において記録媒体Ｐの分離性を確保する等、所定の機能を得るために所定の断面形状としているが、支持部材６０は薄肉の金属パイプであるため、加工上の形状のばらつきがあったり、定着ベルト２１の摺動を受けて変形したりして所期の機能を損なう傾向にある。そこで、フランジ部材２８の円筒部２８ａの外周面が支持部材６０の端部近傍の形状を前述したような形状となるように保持し、所期の機能が安定して得られるようにしている。そのため、円筒部２８ａの外周面と支持部材６０の端部の内周面とのクリアランスは、０．１５ｍｍ以下となっている。

加圧部材３１は、外径が３０ｍｍの加圧ローラであって、金属製のパイプ状の中心軸３２と、その周囲に設けられた耐熱性のシリコーンゴムからなる弾性層３３と、表面に形成されたＰＦＡ製の離型層３４とを備えている。弾性層３３は、厚さ２〜３ｍｍとなっている。離型層３４は、厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆して形成されている。また、中心軸３２には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。

また、加圧部材３１は、図示しない加圧機構によりニップ形成部材２６に向けて定着ベルト２１を介して押し当てられている。加圧部材３１が定着ベルト２１を介してニップ形成部材２６に押圧されることにより、ニップ部２７が形成される。加圧部材３１は、定着ベルト２１を押圧した状態で図示しない駆動機構により回転される（図２中、矢印方向）。この回転に伴って、定着ベルト２１が回転するとともに、ニップ部２７で記録媒体Ｐが加圧されつつ搬送される。

次に、作用について説明する。
ユーザが操作パネルあるいはコンピュータなどを操作して印刷要求を出す。この印刷要求により画像形成装置が出力信号を受けると、駆動機構によって加圧部材３１が回転され、定着ベルト２１も連れ回りする。

ここで、加熱領域６３の円弧中心６３ａはニップ形成部材２６の記録媒体搬送方向の中心線に対して記録媒体搬送方向上流側に位置するので、定着ベルト２１は記録媒体搬送方向下流側、すなわち加熱領域６３と反対側に引っ張られることから、加熱領域６３における支持部材６０と定着ベルト２１との密着性が高まるとともに、定着ベルト２１が支持部材６０から離れ難くなる。また、加熱領域６３は断面形状として定着ベルト２１の半径１５ｍｍと略同一の半径１４．５ｍｍの円弧形状であるので、加熱領域６３では定着ベルト２１に変形力が殆ど作用することなく支持部材６０に密着するようになり、支持部材６０と定着ベルト２１との密着性が高まる。さらに、加熱領域６３と分離領域６４との間の最大外径１８の３０．８６ｍｍが定着ベルト２１の内径３０ｍｍより大きいので、定着ベルト２１は加熱領域６３と分離領域６４との間で引っ張られるようになり、加熱領域６３における支持部材６０と定着ベルト２１との密着性が高まるとともに、定着ベルト２１が支持部材６０から離れ難くなる。これらの理由から、加熱領域６３において定着ベルト２１が支持部材６０に密着して摺動するようになる。

一方、加圧部材３１の回転と同期して、加熱手段２５が通電されて発熱する。加熱手段２５の熱は加熱領域６３に輻射されて、加熱領域６３が急激に加熱される。なお、加圧部材３１の回転と加熱手段２５による加熱は必ずしも同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けても良い。そして、温度センサにより定着ベルト２１の温度が検出され、ニップ部２７が定着に必要な温度まで昇温された後、温度を保持したまま記録媒体Ｐの通紙が開始される。ニップ部２７を通過した記録媒体Ｐでは、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔがニップ部２７の圧力と熱により定着される。

以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、加熱領域６３における支持部材６０と定着ベルト２１との密着性がより高まるとともに定着ベルト２１が支持部材６０から離れ難くなるので、支持部材６０から定着ベルト２１への熱伝導率が高くなって、支持部材６０が過熱することを抑制して、塗膜６０ａ、２１ｃの劣化を防止できるようになる。また、支持部材６０と定着ベルト２１との密着性がより高まることにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、省エネ性を向上することができる。

そして、本実施の形態によれば、分離領域６４は断面形状として加熱領域６３の半径よりも小さい半径の円弧形状であるので、定着ベルト２１が記録媒体Ｐから急激に引き離される。よって、ニップ部２７を通過した後の記録媒体Ｐでの定着ベルト２１からの分離性を向上することができる。

また、本実施の形態によれば、ニップ形成部材２６を組み付けた支持部材６０の外周長をＬ１、定着ベルト２１の内周長をＬ２とすると、周長差Ｌ２−Ｌ１が０．５〜０．９ｍｍであるようにしている（図１１）。ここで、周長差が０．９ｍｍを超える場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対して緩く巻かれるので、定着ベルト２１が浮き上がって支持部材６０の一部に過熱部分が生じて塗膜の耐久性が劣化しやすくなる。また、周長差が０．５ｍｍ未満の場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対してきつく巻かれるので、定着ベルト２１と支持部材６０との摩擦力が大きくなって定着ベルト２１が回転し難くなり、加圧部材３１および記録媒体Ｐが定着ベルト２１に対してスリップしやすくなる。このため、本実施の形態のように周長差Ｌ２−Ｌ１が０．５〜０．９ｍｍであると、定着ベルト２１が支持部材６０から浮き上がることが無く支持部材６０の過熱を防止できるとともに、定着ベルト２１の支持部材６０への巻き付きがきつすぎずに記録媒体Ｐのスリップを抑制できるようになる。

また、本実施の形態によれば、定着ベルト２１は加熱領域６３と分離領域６４との間で引っ張られるので、定着ベルト２１の停止時であっても加熱領域６３において支持部材６０と定着ベルト２１との密着性が高まる。これにより、停止していた定着装置２０を起動して定着ベルト２１を静止加熱する際に、支持部材６０を過熱することなく定着ベルト２１を効率的に加熱できるようになる。

さらに、本実施の形態によれば、加熱手段２５は支持部材６０の長手方向に沿って内部に設けられる線状発熱体であるので、線状発熱体は組み付け構造が簡易であることから、定着装置２０の構成を簡素化することができる。しかも、支持部材６０の内面は黒色塗装されているので、支持部材６０での輻射率が向上して、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、省エネ性を向上することができる。

また、本実施の形態によれば、加熱領域６３とニップ形成部材２６の間に、断面形状として加熱領域６３の円弧中心６３ａからの距離が加熱領域６３の半径１４．５ｍｍより小さい導入領域６２が設けられているので、導入領域６２において定着ベルト２１が支持部材６０の外周面から浮き上がってしまうのを抑制することができ、支持部材６０が過熱することを防止できるようになる。

そして、本実施の形態によれば、中間領域６６は、断面形状として加熱領域６３と同一半径および同一中心６３ａの円弧形状であるので、加熱領域６３と中間領域６６とを同じ曲率で形成することができる。したがって、支持部材６０の加工を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、中間領域６６と分離領域６４との間に、平坦な逃げ領域６５が設けられているので、逃げ領域６５において支持部材６０と定着ベルト２１とが非接触となり、これらの間の摩擦抵抗が減少して定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの間の摩擦抵抗より更に小さくなり、定着ベルト２１に対する記録媒体Ｐのスリップを抑制することができる。また、支持部材６０を形成するための材料を短くすることができるので、材料コストを低減することができる。

さらに、本実施の形態によれば、定着ベルト２１の内面と支持部材６０の外面とがいずれも塗膜２１ｃ、６０ａでコートされているとともに、これらの間にグリスが塗布されているので、支持部材６０と定着ベルト２１との間の摺動部分の摩擦抵抗が低減して定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの間の摩擦抵抗より小さくなるので、定着ベルト２１に対する記録媒体Ｐのスリップを抑制することができる。

なお、本実施の形態に係る画像形成装置においては、本発明における定着装置２０のニップ形成部材２６を組み付けた支持部材６０の外周長をＬ１、定着ベルト２１の内周長をＬ２とすると、周長差Ｌ２−Ｌ１を０．７ｍｍとしたが、これに限定されるものではない。

すなわち、定着ベルト２１の内周長と支持部材６０の外周長との差が０．９ｍｍを超える場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対して緩く巻かれるので、定着ベルト２１が浮き上がって支持部材６０の一部に過熱部分が生じて塗膜の耐久性が劣化することがある。また、定着ベルト２１の内周長と支持部材６０の外周長との差が０．５ｍｍ未満の場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対してきつく巻かれるので、定着ベルト２１と支持部材６０との摩擦力が大きくなって定着ベルト２１が回転し難くなり、加圧部材３１および記録媒体Ｐが定着ベルト２１に対してスリップしやすくなる。

このため、定着ベルト２１の内周長と支持部材６０の外周長との周長差としては、０．５〜０．９ｍｍであればよく、より好ましくは０．６〜０．８ｍｍであり、最も好ましくは０．７ｍｍであり、これらの範囲であれば、支持部材６０の過熱を防止しつつ、記録媒体Ｐのスリップを抑制することができるようになる。なお、塗膜２１ｃ、６０ａやグリスの有無、あるいは、各部の形状や寸法により、周長差は０．５〜０．９ｍｍにも限られず、適宜設定することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置においては、本発明における定着装置２０の支持部材６０の中間領域６６は断面形状として加熱領域６３と同一半径および同一中心６３ａの円弧形状であるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば補強部材２３と干渉しなければ、断面形状として加熱領域６３の円弧中心６３ａからの距離が加熱領域６３の半径より小さいものとしてもよい。この場合、中間領域６６では支持部材６０と定着ベルト２１とが非接触になるので、これらの間の摩擦抵抗が減少して定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの間の摩擦抵抗より更に小さくなり、定着ベルト２１に対する記録媒体Ｐのスリップを抑制することができる。また、支持部材６０を形成するための材料を短くすることができるので、材料コストを低減することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置においては、本発明における定着装置２０の定着ベルト２１は直径３０ｍｍのものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、直径１５〜１２０ｍｍ、特に２５ｍｍとしてもよい。

さらに、本実施の形態に係る画像形成装置においては、本発明における定着装置２０の加熱手段２５をハロゲンヒータなどの線状発熱体としたが、これに限定されるものではなく、例えば、図２に想像線で示すように、加熱手段２５は支持部材６０の長手方向に沿って内周面に接して設けられる面状発熱体であるようにしてもよい。

面状発熱体は、例えば、図１０に示すように、定着ベルト２１の軸方向および周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性のある発熱シート５２ｓを備えている。この発熱シート５２ｓは、絶縁性を有する基層５２ａと、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層５２ｂと、この抵抗発熱層５２ｂに電力を供給する電極層５２ｃとを備えている。基層５２ａ上には、抵抗発熱層５２ｂと隣接する別の給電系統の電極層５２ｃとの間や発熱シート５２ｓの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層５２ｄが設けられている。また、この面状発熱体は、発熱シート５２ｓの端部で電極層５２ｃに接続され、給電線から供給される電力を電極層５２ｃに供給する電極端子を備えている。なお、面状発熱体としては、上述の構成に限られず、他の構成であってもよい。

面状発熱体を適用するとともに線状発熱体を省略することで、加熱領域６３は面状発熱体からなる加熱手段２５からの熱が伝導される接触領域となる。これによれば、面状発熱体は支持部材６０を効率よく加熱することができるので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、省エネ性を向上させることができる。

あるいは、加熱手段２５は、支持部材６０の外部または内部に設けられて支持部材６０に対して誘導加熱を行う誘導コイルであるようにしてもよい。この場合、加熱領域６３は、加熱手段２５に対向して誘導加熱される対向領域となる。これによれば、誘導加熱では支持部材６０以外は直接加熱されないので、線状発熱体のように支持部材６０以外に例えば補強部材２３まで加熱されることはなく、支持部材６０を効率的に加熱することができる。

（実施例）
上述した実施の形態と同条件で、図５に示す寸法および形状の支持部材６０を用い、ニップ形成部材２６を組み付けた支持部材６０の外周長Ｌ１と定着ベルト２１の内周長Ｌ２との周長差Ｌ２−Ｌ１のみを異ならせて、各種の測定を行った。測定は、周長差と支持部材６０の表面温度との関係、ならびに周長差と支持部材６０および定着ベルト２１の摩擦力との関係について行った。

その結果を図１１に示す。図１１に示すように、周長差が０．９ｍｍを超える場合は、支持部材６０の表面温度が所定の温度限界値を超えた。すなわち、周長差が０．９ｍｍを超える場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対して緩く巻かれるので、定着ベルト２１が浮き上がって支持部材６０の一部に過熱部分が生じて温度限界を超えたものと推測された。これにより、周長差が０．９ｍｍを超える場合は、支持部材６０の過熱により塗膜６０ａの耐久性が劣化しやすくなることが判明した。

また、周長差が０．５ｍｍ未満の場合は、支持部材６０および定着ベルト２１の間の摩擦力が所定の限界値を超えた。すなわち、周長差が０．５ｍｍ未満の場合は、定着ベルト２１は支持部材６０に対してきつく巻かれるので、定着ベルト２１と支持部材６０との間の摩擦力が大きくなり加圧部材３１および記録媒体Ｐのスリップ限界値を超えたと推測された。これにより、周長差が０．５ｍｍ未満の場合は、定着ベルト２１が回転し難くなり、加圧部材３１および記録媒体Ｐが定着ベルト２１に対してスリップしやすくなることが判明した。

これらの結果を踏まえ、定着ベルト２１の内周長と支持部材６０の外周長との周長差としては、０．５〜０．９ｍｍ、より好ましくは０．６〜０．８ｍｍ、最も好ましくは０．７ｍｍであることが明らかとなった。これにより、支持部材６０の過熱を防止しつつ、記録媒体Ｐのスリップを抑制できることが確認された。

ところで、定着装置２０において、支持部材６０から定着ベルト２１に効率良く熱を伝えるには、支持部材６０と定着ベルト２１を適正に接触させることが重要であり、引いては省エネ性に影響する。すなわち、支持部材６０に定着ベルト２１が接触する圧力が高過ぎると定着ベルト２１の回転負荷が大きくなり、定着ベルト２１のスリップの問題が生じる。そして、定着ベルト２１のスリップが生じると回転による熱の拡散がなくなり、局所的な熱の供給によって部品の耐久性の低下や発火の原因となる。また、記録媒体の搬送性が低下し、熱の供給量に偏差が生じて定着不良や光沢偏差等の画質異常を生じる。一方、支持部材６０に定着ベルト２１が接触する圧力が低過ぎると熱伝達効率が低下し、そのままでは定着ベルト２１の温度不足であることから加熱手段２５からの供給熱量が増大し、省エネ性の低下を招く。また、支持部材６０が過熱し、表面の塗膜６０ａの耐久性に影響する。そこで、定着装置２０では、前述のように、加熱領域６３において定着ベルト２１と密着して定着ベルト２１を効率的に加熱できるなど所定の性能を得るために、支持部材６０について所定の断面形状としている。

しかしながら、支持部材６０は薄肉の金属パイプであるため、定着ベルト２１の摺動を受けて変形して、あるいは加熱手段２５からの熱影響を受けて変形して所期の機能を損なう傾向にあった。特に、支持部材６０は、ニップ形成部材２６を配置するために、図１３に示すような、Ｃ字型パイプ部材の開口６９が底面側となるように曲げ加工したニップ凹部６１を設けているが（ニップ形成部材２６は図示を省略している）、装置駆動時に定着ベルト２１が回転して摺動すると（あるいは加熱手段２５からの熱影響を受けて支持部材６０が熱膨張すると）、支持部材６０のニップ凹部６１に負荷が集中し、支持部材６０のニップ部入口側及び出口側それぞれにおける支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部が実線で示す適正位置６１ａの状態から点線で示す変形位置６１ｂの状態に定着ベルト２１の回転方向に変形するようになった。また、この変形は、熱伝達効率を高めるために支持部材６０を薄肉にするほど大きくなった。このように、支持部材６０が変形すると、定着ベルト２１の内周長と支持部材６０の外周長の周長差が変化し、支持部材６０において所期の性能が得られなくなり、定着ベルト２１のスリップや支持部材６０の局所的な過熱が発生して、省エネルギー性の低下、部品の耐久性の低下、画質異常などの問題が生じた。

そこで、本発明ではこの問題を解決すべく、ニップ凹部６１を補強して定着ベルト２１の摺動による支持部材６０の変形を防止する変形防止手段を設けている。

詳しくは、変形防止手段は、図１４に示すように、支持部材６０の外周側からニップ凹部６１の内側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状の内保持部材７１を有することが好ましい。

すなわち、内保持部材７１は、図１５（ｂ）に示すように、断面がコの字型の溝型形状の部材であって、ベース部７１_Ｓ０の定着ベルト２１回転方向に対応する短手方向における両端それぞれで同一方向に９０°に折り曲げられたそで部７１_Ｓ１，７１_Ｓ２を有する。

このとき、そで部７１_Ｓ１の長さＬ_Ｓ１１はそで部７１_Ｓ２の長さＬ_Ｓ１２よりも長くなっており（図１５（ｂ））、ベース部７１_Ｓ０が底壁６８に固定されることにより、長い方のそで部であるそで部７１_Ｓ１の外面が支持部材６０のニップ凹部６１のニップ部入口ＩＮ側の側壁の内面に当接されている（図１４）。

なお、支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を抑制するには、側壁６７とそで部７１_Ｓ１の接触面積が大きい方が有利であり、例えばこのコーナー部からそで部７１_Ｓ１の先端までの距離が１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。

一方、そで部７１_Ｓ２は、定着ベルト２１の摺動によるニップ凹部６１のニップ部出口ＯＵＴ側の支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を抑制することには寄与していない。そで部７１_Ｓ２がこのコーナー部の変形する方向とは逆側に配置されるためである。そのため、そで部７１_Ｓ２については、そで部７１_Ｓ１の場合ほど側壁６７との接触面積は必要ない。また、支持部材６０が加熱手段２５により加熱されてその熱を定着ベルト２１に伝えるためのものであることを考えると、支持部材６０に装着される内保持部材７１も極力熱容量が小さいことが望ましい。また、実装の面において部品間の干渉を回避するためにも各部材の小型化が望ましい。そこで、そで部７１_Ｓ２は、そで部７１_Ｓ１よりも長さが短いことが好ましく、例えば支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部からそで部７１_Ｓ２の先端までの距離が２．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．５ｍｍ以上であることが好適である。

これにより、内保持部材７１を用いることで、コストや熱容量（消費電力）の増大を抑えつつ、図１３に示すように、ニップ凹部６１のニップ部入口ＩＮ側において内保持部材７１のそで部７１_Ｓ１が側壁６７を支持して、定着ベルト２１の摺動による支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を防ぐことができる。

なお、内保持部材７１は、図１５（ｂ）におけるそで部７１_Ｓ２がなく、ベース部７１_Ｓ０とそで部７１_Ｓ１のみからなるＬ字型のアングル形状であってもよい。この場合も、ベース部７１_Ｓ０が底壁６８に固定されることにより、そで部７１_Ｓ１の外面（一方の折り曲げ面）が支持部材６０のニップ凹部６１のニップ部入口ＩＮ側の側壁に当接され、支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を防止することができる。

また、変形防止手段は、図１４に示すように、支持部材６０の内周側からニップ凹部６１の外側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状の外保持部材７０を有することが好ましい。

すなわち、外保持部材７０は、図１５（ａ）に示すように、断面がコの字型の溝型形状の部材であって、ベース部７０_Ｓ０の定着ベルト２１回転方向に対応する短手方向における両端それぞれで同一方向に９０°に折り曲げられたそで部７０_Ｓ１，７０_Ｓ２を有する。

このとき、そで部７０_Ｓ２の長さＬ_Ｓ０２はそで部７０_Ｓ１の長さＬ_Ｓ０１よりも長くなっており（図１５（ａ））、ベース部７０_Ｓ０が底壁６８に固定されることにより、長い方のそで部であるそで部７０_Ｓ２の内面が支持部材６０のニップ凹部６１のニップ部出口ＯＵＴ側の側壁の外面に当接されている（図１４）。

なお、支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を抑制するには、側壁６７とそで部７０_Ｓ２の接触面積が大きい方が有利であり、例えばこのコーナー部からそで部７０_Ｓ２の先端までの距離が１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。

一方、そで部７０_Ｓ１は、定着ベルト２１の摺動によるニップ凹部６１のニップ部入口ＩＮ側の支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を抑制することには寄与していない。そで部７０_Ｓ１がこのコーナー部の変形する方向とは逆側に配置されるためである。そのため、そで部７０_Ｓ１については、そで部７０_Ｓ２の場合ほど側壁６７との接触面積は必要ない。また、支持部材６０が加熱手段２５により加熱されてその熱を定着ベルト２１に伝えるためのものであることを考えると、支持部材６０に装着される外保持部材７０も極力熱容量が小さいことが望ましい。また、実装の面において部品間の干渉を回避するためにも各部材の小型化が望ましい。そこで、そで部７０_Ｓ１は、そで部７０_Ｓ２よりも長さが短いことが好ましく、例えば支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部からそで部７０_Ｓ１の先端までの距離が２．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．５ｍｍ以上であることが好適である。

これにより、外保持部材７０を用いることで、コストや熱容量（消費電力）の増大を抑えつつ、図１３に示すように、ニップ凹部６１のニップ部出口ＯＵＴ側において外保持部材７０のそで部７０_Ｓ２が側壁６７を支持して、定着ベルト２１の摺動による支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を防ぐことができる。

なお、外保持部材７０は、図１５（ａ）におけるそで部７０_Ｓ１がなく、ベース部７０_Ｓ０とそで部７０_Ｓ２のみからなるＬ字型のアングル形状であってもよい。この場合も、ベース部７０_Ｓ０が底壁６８に固定されることにより、そで部７０_Ｓ２の内面（一方の折り曲げ面）が支持部材６０のニップ凹部６１のニップ部出口ＯＵＴ側の側壁の外面に当接され、支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部の変形を防止することができる。

また、ここでいう装着とはニップ凹部６１の補強が可能なように直接または間接的に支持部材６０に固定されていることを意味しており、ネジ止め、接着など適宜の固定方法でよい。例えば、図１４においては外保持部材７０と内保持部材７１とがニップ凹部６１の側壁６７及び底壁６８を挟んだ状態で、お互いをネジ止めすることにより、支持部材６０に固定され、ニップ凹部６１を補強している。

また、変形防止手段は、前述した溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０を用いる場合、図１６に示すように、支持部材６０のニップ部入口側における支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部Ｃ_ＩＮから内保持部材７１のそで部７１_Ｓ１先端までの距離ｄ１の方が、コーナー部Ｃ_ＩＮから外持部材７０のそで部７０_Ｓ１先端までの距離ｄ２よりも短いことが好ましい。
これにより、支持部材６０のニップ部入口側において、コストや熱容量（消費電力）の増大を抑えつつ、コーナー部Ｃ_ＩＮの変形を防止することができる。

なお、ニップ部入口側において定着ベルト２１の押圧により支持部材６０のコーナー部Ｃ_ＩＮが定着ベルト２１の回転方向とは逆方向に変形する可能性があるため、外保持部材７０は、Ｌ字型のアングル形状であるよりもそで部７０_Ｓ１を有する断面がコの字型の溝型形状であることが好ましい。

また、変形防止手段は、前述した溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０を用いる場合、図１６に示すように、支持部材６０のニップ部出口側における支持部材６０の外周面とニップ凹部６１の側壁６７が交差するコーナー部Ｃ_ＯＵＴから外保持部材７０のそで部７０_Ｓ２先端までの距離ｄ４の方が、コーナー部Ｃ_ＯＵＴから内持部材７１のそで部７１_Ｓ２先端までの距離ｄ３よりも短いことが好ましい。
これにより、支持部材６０のニップ部出口側において、コストや熱容量（消費電力）の増大を抑えつつ、コーナー部Ｃ_ＯＵＴの変形を防止することができる。

なお、ニップ部出口側において定着ベルト２１の押圧により支持部材６０のコーナー部Ｃ_ＯＵＴが定着ベルト２１の回転方向とは逆方向に変形する可能性があるため、内保持部材７１は、Ｌ字型のアングル形状であるよりもそで部７１_Ｓ２を有する断面がコの字型の溝型形状であることが好ましい。

また、支持部材６０は、板厚０．１ｍｍ程度の薄肉のステンレス板を曲げ加工により、ニップ凹部６１を有するＣ型パイプ形状に成形されているものであることから、その板材のもつスプリングバックによってニップ凹部６１の開口６９が開く傾向にある。本発明では、変形防止手段として、溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０を用いれば、そのようなスプリングバックによる変形を防止して適正なニップ凹部６１の形状を保持することも可能である。

また、変形防止部材における溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０は、前述のようにそれぞれの両そで部の長さが異なるため、支持部材６０に取り付ける際に定着ベルト２１回転方向における取り付け方向が重要となる。そこで、溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０は、定着ベルト２１回転方向における支持部材６０への取り付け向きが逆向きとなることを防止する逆付け防止手段を有することが好ましい。その具体的構成を図１７，図１８を参照しながら説明する。

図１７は、溝型形状の内保持部材７１と溝型形状の外保持部材７０の軸方向（長手方向）の一方の端部の構成を示す斜視図である。このうち、図１７（ａ）は外保持部材７０の端部構成を、図１７（ｂ）は内保持部材７１の端部構成を、図１７（ｃ）は外保持部材７０に内保持部材７１を嵌め込んだ状態の端部構成を示している。

まず、外保持部材７０は、その軸方向の両端部にそれぞれ支持部材６０の円周外側方向に階段状に曲げ加工された部分を、フランジ部材２８により支持部材６０に対して固定される取付部７０ａとして有しているが、そのうち一方の端部側のみに、図１７（ａ）に示すように、取付部７０ａにおいてその段曲げ部に角穴７０ｈを設けている。

また、内保持部材７１は、図１７（ｂ）に示すように、その軸方向の一方の端部のみに軸方向に突起する凸部７１ａを有している。この内保持部材７１における凸部７１ａは、図１７（ｃ）に示すように、外保持部材７０の角穴７０ｈに嵌め込むことが可能となっている。

ここで、図１８に示すように、外保持部材７０において、その軸方向の一方の端部（図中左側）に角穴７０ｈを設け、他方の端部（図中右側）に角穴７０ｈを設けていないものとしている。そのため、内保持部材７１の軸方向の一方の端部のみに設けた凸部７１ａは、外保持部材７０の軸方向の一方の端部側の取付部７０ａにしか嵌め込むことができないことから、外保持部材７０と内保持部材７１のそで部の組み合わせを適正なもの、すなわち、定着ベルト２１回転方向における一方の端部側でそで部７０_Ｓ１とそで部７１_Ｓ１の組み合わせとし、他方の端部側でそで部７０_Ｓ２とそで部７１_Ｓ２の組み合わせとすることができ、定着ベルト２１回転方向における支持部材６０への取り付け向きが逆向きとなることを防止することが可能となる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 画像形成装置
３ 露光部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 作像部
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 感光体ドラム
１２ 給紙部
１８ 加熱領域と分離領域との間の最大外径
１９ 止着部材
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２１ａ 基材
２１ｂ 離型層
２１ｃ 塗膜
２２ 反射板
２３ 補強部材
２３ａ 本体
２３ｂ 受け突起
２５ 加熱手段
２６ ニップ形成部材
２６ａ 本体
２６ｂ 支持突起
２６ｃ 中心線
２７ ニップ部
２８ フランジ部材
２８ａ 円筒部
２８ｂ フランジ部
２８ｃ 鍔部
２９ 膜部材
３１ 加圧ローラ（加圧部材）
３２ 中心軸
３３ 弾性層
３４ 離型層
４２ 側板
６０ 支持部材
６０ａ 塗膜
６１ ニップ凹部
６２ 導入領域
６３ 加熱領域
６３ａ 加熱領域の円弧中心
６４ 分離領域
６４ａ 分離領域の円弧中心
６５ 逃げ領域
６６ 中間領域
６７ 側壁
６８ 底壁
６９ 開口
７０ 外保持部材
７０ａ 取付部
７０ｈ 角穴
７０_Ｓ０，７１_Ｓ０ ベース部
７０_Ｓ１，７０_Ｓ２，７１_Ｓ１，７１_Ｓ２ そで部
７１ 内保持部材
７１ａ 凸部
７５ 帯電部
７６ 現像装置
７７ クリーニング部
７８ 中間転写ベルト
７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ １次転写バイアスローラ
８０ 中間転写クリーニング部
８２ ２次転写バックアップローラ
８３ クリーニングバックアップローラ
８４ テンションローラ
８５ 中間転写ユニット
８９ ２次転写ローラ
９７ 給紙ローラ
９８ レジストローラ対
９９ 排紙ローラ対
１００ スタック部
１０１ ボトル収納部
１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ トナーボトル
２０１ ヒータ
２０２，２０３ ローラ部材
２０４ 定着ベルト
２０５，２１２ 加圧ローラ
２１１ セラミックヒータ
２１３ フィルム
Ｃ_ＩＮ，Ｃ_ＯＵＴ コーナー部
ＩＮ ニップ凹部のニップ入口側
Ｎ 定着ニップ部
ＯＵＴ ニップ凹部のニップ出口側
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー像

特開平１１−２９８２号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開８−２６２９０３号公報 特開１０−２１３９８４号公報 特開２００７−３３４２０５号公報 特開２０１０−９６７８２号公報

Claims (7)

1. 回転可能な無端状ベルトの定着部材と、
   前記定着部材の外周側に該定着部材と圧接可能に配置される加圧部材と、
   前記定着部材の内部に固設され、外周面が該定着部材の内周面と摺接するＣ字型パイプ部材であって、その開口部を底面側とした凹部を有する支持部材と、
   前記支持部材を加熱する加熱手段と、
   前記定着部材の内周側であって、前記支持部材の凹部に収納され、前記定着部材を介して前記加圧部材と圧接してニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記凹部を補強して前記定着部材の摺動による前記支持部材の変形を防止する変形防止手段と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記変形防止手段は、前記支持部材の外周側から前記凹部の内側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状またはＬ字型のアングル形状の内保持部材を有し、
   前記内保持部材が溝型形状の場合、長い方のそで部の外面が前記凹部のニップ部入口側の側壁に当接され、
   前記内保持部材がアングル形状の場合、一方の折り曲げ面の外側が前記凹部のニップ部入口側の側壁に当接されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記変形防止手段は、前記支持部材の内周側から前記凹部の外側に装着される、断面がコの字型で両そで部の長さが異なる溝型形状またはＬ字型のアングル形状の外保持部材を有し、
   前記外保持部材が溝型形状の場合、長い方のそで部の内面が前記凹部のニップ部出口側の側壁に当接され、
   前記外保持部材がアングル形状の場合、一方の折り曲げ面の内側が前記凹部のニップ部出口側の側壁に当接されることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記変形防止手段は、前記溝型形状の内保持部材と前記溝型形状の外保持部材を有しており、
   前記支持部材の前記ニップ部入口側における該支持部材の外周面と前記凹部の側壁が交差するコーナー部から前記そで部先端までの距離が、前記内保持部材の方が前記外保持部材よりも短いことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記変形防止手段は、前記溝型形状の内保持部材と前記溝型形状の外保持部材を有しており、
   前記支持部材の前記ニップ部出口側における該支持部材の外周面と前記凹部の側壁が交差するコーナー部から前記そで部先端までの距離が、前記外保持部材の方が前記内保持部材よりも短いことを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。
6. 前記内保持部材及び前記外保持部材は、前記定着部材回転方向における前記支持部材への取り付け向きが逆向きとなることを防止する逆付け防止手段を有することを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images