JP5440006B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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、２参照。）。

特許文献１等の定着装置は、無端状のベルト部材（定着部材）、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（加圧部材）に圧接してニップ部を形成する固定部材（当接部材）、ニップ部を除く位置でベルト部材の内周面に対向する加熱部材（対向部材）、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。

特許文献２等の定着装置は、無端状のベルト部材（定着部材）、ベルト部材の内周面に対向するとともにベルト部材を介して加圧回転体（加圧部材）に圧接してニップ部を形成する加熱部材（対向部材）、加熱部材の内部に固設されて加熱部材及びベルト部材を介して加圧回転体（加圧部材）に圧接してニップ部における加熱部材を補強する補強部材、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。

上述した特許文献１等の定着装置は、固定部材と加熱部材とが隙間を空けて別設されているために、加熱効率を向上させるために加熱部材を薄肉化した場合であっても、加圧回転体の圧接力によって加熱部材が変形することなく良好なニップ部を形成することができる。
しかし、加熱部材とベルト部材との摺動抵抗を低減するために双方の部材の間に潤滑剤を介在させた場合に、ニップ部の位置に形成された加熱部材の開口部から加熱部材の内部に潤滑剤（異物）が進入してしまう不具合が生じる可能性があった。このような場合には、加熱部材とベルト部材との間に介在する潤滑剤が不足することにより双方の部材の摺動抵抗が増加して双方の部材の磨耗劣化が早まる２次的な不具合や、加熱部材の内部に進入した潤滑剤がヒータに付着してヒータの機能を低下させてしまったり潤滑剤が気化したりする２次的な不具合が生じてしまうことになる。

これに対して、上述した特許文献２等の定着装置は、加熱部材が周方向に無端状に形成されているために、加熱部材とベルト部材との間に介在させた潤滑剤が加熱部材の内部に進入する不具合を抑止することができる。また、ニップ部の位置で加熱部材を内周面側から補強する補強部材が設置されているために、加熱部材の強度が補強される効果が期待できる。
しかし、加熱部材が加圧回転体から直接的に加圧力を受ける構成であるため、加熱部材の加熱効率を向上するために加熱部材をさらに薄肉化する場合や、ニップ部のニップ幅を大きくして定着性を向上するために加圧回転体による加圧力をさらに大きくする場合等には、加熱部材に変形が生じる可能性があった。このように加熱部材に変形が生じてしまうと、ベルト部材が加熱部材に部分的に強く当接して、ベルト部材にキズがついたり異常音が発生したりする２次的な不具合が生じてしまうことになる。
また、このような加熱部材の変形は、ベルト部材に対して加圧回転体の接離動作が繰り返しおこなわれる定着装置では、接離動作にともない加熱部材に圧変動や衝撃力が生じるために、特に無視できない問題となる。

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、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が生じることなく、加熱部材の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材を薄肉化したり加圧回転体による加圧力を大きく設定したりベルト部材に対して加圧回転体の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材が変形することのない、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とともに、前記加圧回転体に対向する位置に開口部を有する加熱部材と、前記加熱部材の内周面側に固設され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と、を備え、前記固定部材は、前記加熱部材の内部に向けて突出するように前記開口部に挿通されて前記補強部材に当接する突出部を具備し、前記開口部と前記突出部との間から前記加熱部材の内部に異物が進入しないようにシール部材を設けたものである。

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、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、前記シール部材は、前記開口部と前記固定部材の前記突出部との間に設置されたものである。

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１に記載の発明において、前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、前記加熱部材の内側から前記凹部に密着するとともに、前記開口部よりも小さな開口が形成されたステー部材を備え、前記シール部材は、前記開口部に接触せずに前記固定部材と前記ステー部材との間に挟まれるように前記突出部に挿設されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、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とともに、前記加圧回転体に対向する位置に開口部を有する加熱部材と、前記加熱部材の内周面側に固設され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と、を備え、前記補強部材は、前記加熱部材の外部に向けて突出するように前記開口部に挿通されて前記固定部材に当接する突出部を具備し、前記開口部と前記突出部との間から前記加熱部材の内部に異物が進入しないようにシール部材を設けたものである。

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４に記載の発明において、前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、前記シール部材は、前記開口部と前記補強部材の前記突出部との間に設置されたものである。

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４に記載の発明において、前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、前記加熱部材の外側から前記凹部に密着するとともに、前記開口部よりも小さな開口が形成されたステー部材を備え、前記シール部材は、前記開口部に接触せずに前記補強部材と前記ステー部材との間に挟まれるように前記突出部に挿設されたものである。

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〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を加熱するヒータを当該加熱部材の内部に備えたものである。

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７に記載の発明において、前記ヒータから射出される輻射光が前記シール部材に達するのを防ぐ遮蔽部材を設置したものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記シール部材を、シリコーンゴム又はフッ素ゴムで形成された弾性部材としたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項９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、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記異物を、前記ベルト部材と前記加熱部材との間に介在された潤滑剤としたものである。
また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１１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、固定部材や加熱部材や補強部材が「固設」された状態とは、固定部材や加熱部材や補強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であるものと定義する。したがって、例えば、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「固設」された状態となる。

また、本願において、加熱部材の内部に進入する「異物」とは、加熱部材の内部への進入を予定していないすべての物と定義する。したがって、例えば、加熱部材とベルト部材との摺動抵抗を低減するために双方の部材間に介在された潤滑剤も、加熱部材の内部に進入してしまえば「異物」となる。

本発明は、ベルト部材を介して加圧回転体に圧接してニップ部を形成する固定部材と、加圧回転体に対向する位置に開口部を有する加熱部材と、固定部材に当接する補強部材と、を設けて、開口部から加熱部材の内部に異物が進入しないようにシール部材を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材を薄肉化したり加圧回転体による加圧力を大きく設定したりベルト部材に対して加圧回転体の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材が変形することのない、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。 定着装置を示す構成図である。 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。 固定部材とシール部材とを示す拡大斜視図である。 この発明の実施の形態２における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図である。 この発明の実施の形態３における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図である。 図７の定着装置における固定部材とシール部材とステー部材とを示す分解図である。 この発明の実施の形態４における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図である。 この発明の実施の形態５における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図である。 この発明の実施の形態６における定着装置の、固定部材とシール部材とステー部材とを示す分解図である。 この発明の実施の形態７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５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、定着装置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記録媒体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５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、固定部材２６とシール部材２８とを示す拡大斜視図である。
図２及び図４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、補強部材２３（支持部材）、ヒータ２５（熱源）、ステー部材２９Ａ（保持部材）、シール部材２８、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、接離機構５１〜５３、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、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（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）、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程度に設定されている。
図２及び図４を参照して、定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２６、ヒータ２５（加熱手段）、加熱部材２２、補強部材２３、ステー部材２９Ａ、シール部材２８、等が固設されている。
ここで、固定部材２６は、定着ベルト２１の内周面に摺接するように固設（固定）されている。そして、固定部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、記録媒体Ｐが搬送されるニップ部が形成される。図３を参照して、固定部材２６は、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。

図４を参照して、固定部材２６は、金属材料からなる剛体部２６ａ、ゴム材料からなる弾性部２６ｂ、剛体部２６ａ及び弾性部２６ｂを覆う潤滑シート２６ｃ、等で構成される。剛体部２６ａには、補強部材２３に当接するように突出した突出部２６ａ１が設けられている。剛性部２６ａ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２６ｂ（又は剛体部２６ａ）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２６ｃ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。

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、固定部材２６がクリアランスをあけて挿設されている。図３を参照して、加熱部材２２は、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。

ステー部材２９Ａは、厚さが１．５ｍｍのステンレス板をコの字状に形成したものであって、加熱部材２２の内周面側から凹部を覆うように係合される。ステー部材２９Ａを設置することで、加熱部材２２の凹部を高精度に形成することができる。すなわち、開口部２２ａを有する加熱部材２２は、薄いステンレス板に曲げ加工を施したものであるため、そのままではステンレス板のスプリングバックによって所望のパイプ形状を維持することが難しい（開口部２２ａが開いてしまう。）。そのため、開口部２２ａが形成された凹部をステー部材２９Ａで固定することによって、所望の形状の加熱部材２２を形成することができる。
また、ステー部材２９Ａには、固定部材２６の突出部２６ａ１が挿通される開口（貫通穴）が設けられている。そして、この開口と突出部２６ａ１との間もシール部材２８によってシールされることになる。
なお、加熱部材２２の加熱効率を向上させるために、ステー部材２９Ａのヒータ２５に対向する面にＢＡ処理や鏡面研磨処理を施すことが好ましい。また、図４では、見易さのため、ステー部材２９Ａと加熱部材２２との間に隙間が開いているように図示している（実際には、ステー部材２９Ａは、加熱部材２２の凹部に密着している。）。

そして、加熱部材２２は、ヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。すなわち、加熱部材２２がヒータ２５（加熱手段）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、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（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している。

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（ベルト部材）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、双方の部材２１、２２の間には潤滑剤としてフッ素グリスが塗布されている。なお、加熱部材２２と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるために、加熱部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を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。

補強部材２３（支持部材）は、ニップ部を形成する固定部材２６を補強・支持するためのもので、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、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）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、ＢＡ処理や鏡面研磨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程度であって、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、固定部材２６に生じる撓みを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。
また、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも大きくなるように形成することもできるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ３１の直径との関係によらず、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に作用しないように構成されている。

ここで、図２を参照して、本実施の形態１における定着装置２０には、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を接離する接離機構５１〜５３が設けられている。
詳しくは、接離機構は、加圧レバー５１、偏心カム５２、加圧スプリング５３、等で構成されている。加圧レバー５１は、一端側に設けられた支軸５１ａを中心として定着装置２０の側板４３に回転自在に支持されている。加圧レバー５１の中央部は、加圧ローラ３１の軸受４３（側板４３に形成された長穴に移動可能に保持されている。）に当接している。また、加圧レバー５１の他端側には加圧スプリング５３が接続され、さらに加圧スプリング５３の保持板に偏心カム５２（不図示の駆動モータによって回転可能に構成されている。）が係合している。このような構成により、偏心カム５２の回転により、加圧レバー５１が支軸５１ａを中心にして回転して、加圧ローラ３１が図２の破線矢印方向に移動することになる。すなわち、通常の定着工程時には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態になって、加圧ローラ３１は定着ベルト２１を加圧して所望のニップ部を形成する。これに対して、通常の定着工程時以外のとき（ジャム処理時や待機時等である。）には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態から１８０度回転して、加圧ローラ３１は定着ベルト２１から離脱する（又は、定着ベルト２１を減圧する。）。

以下、上述のように構成された定着装置２０の、通常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４を参照して、加熱部材２２には、加圧ローラ３１（加圧回転体）に対向する位置に開口部２２ａが形成されている。そして、この開口部２２ａと固定部材２６との間にシール部材２８が設置されている。このシール部材２８は、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにするためのものである。特に、異物として加熱部材２２と定着ベルト２１との間に介在された潤滑剤が加熱部材２２の内部に進入してしまうと、潤滑剤の不足により双方の部材２１、２２の摺動抵抗が増加して双方の部材２１、２２の磨耗劣化が早まる不具合や、加熱部材２２の内部に進入した潤滑剤がヒータ２５に付着してヒータ２５の機能を低下させてしまったり潤滑剤が気化したりする不具合が生じてしまうことになる。特に、本実施の形態１では、潤滑剤として浸透力が高いフッ素グリスを用いているために、上述したような開口部２２ａにシール部材２８を設置することによる効果が高くなる。

さらに詳しくは、図４及び図５を参照して、固定部材２６には、加熱部材２２の内部に向けて突出するように開口部２２ａに挿通されて補強部材２３に当接する突出部２６ａ１が設けられている。そして、シール部材２８は、加熱部材２２の開口部２２ａと、固定部材２６の突出部２６ａ１と、の間に設置されている。換言すると、シール部材２８は、開口部２２ａにおいて、加熱部材２２と突出部２６ａ１との隙間を埋めるように設置されている。シール部材２８は、シリコーンゴムやフッ素ゴムで形成された略直方体状の弾性部材であって、開口部２２ａ（加熱部材２２）と突出部２６ａ１とに挟まれるように固定部材２６の突出部２６ａ１の両側面にそれぞれ貼着されている。
ここで、シール部材２８は、無負荷状態での厚みが、突出部２６ａ１と加熱部材２２との隙間に対して、８〜３０％厚くなるように形成されている。したがって、シール部材２８は、図５の矢印方向に圧縮された状態になり、これにより開口部２２ａの隙間がシールされることになる。このように、シール部材２８は、その厚みの変化が加圧ローラ３１の加圧方向（図５の白矢印方向である。）に直交する方向で生じるため、補強部材２３と固定部材２６との間の加圧状態に影響を与えることはない。また、加圧ローラ３１の加圧力がシール部材２８を介して加熱部材２２に作用することもない。したがって、固定部材２６や補強部材２３が図５の白矢印方向（又は、その反対方向）に変位しても、開口部２２ａにおけるシール部材２８の良好なシール性は維持されることになる。
なお、シール部材２８には、（１）オイルシール性が高いこと、（２）低い圧力で圧縮できること、（３）耐熱性が高いこと、が求められ、厚さが０．５〜２ｍｍ程度のシリコーンゴムやフッ素ゴム等の材料で形成されたものが好適である。

このように、本実施の形態１における定着装置２０は、加熱部材２２には加圧ローラ３１による加圧力が作用しないことになり、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作をおこなっても加熱部材２２に変形が生じることがない。
なお、加圧時に補強部材２３に撓みが生じて固定部材２６が図４の左方向に変位しても、固定部材２６と加熱部材２２の凹部とが接触しないように、固定部材２６と加熱部材２２の凹部との間にはクリアランスが設けられている。

また、本実施の形態１では、シール部材２８が、ステー部材２９Ａの開口（貫通穴）と、固定部材２６の突出部２６ａ１と、の間をもシールできるように、その高さ（図４の左右方向の長さである。）がある程度大きくなるように形成されている。これにより、シール部材２８によって加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合がさらに確実に抑止される。
また、シール部材２８の高さ（図４の左右方向の長さである。）がある程度大きくなるように形成することで、シール部材２８が図４の左右方向にズレてしまっても、開口部２２ａと突出部２６ａ１との間に確実にシール部材２８が介在されて、加熱部材２２の内部への異物の進入を確実に抑止することができる。

また、シート状部材２８は、ステー部材２９Ａの開口から加熱部材２２の内周面側（ヒータ２５に対向する側である。）に、はみ出さないように設置されている。これにより、シート状部材２８がヒータ２５によって直接的に加熱されにくくなって、シート状部材２８の熱劣化を低減することができる。

さらに、本実施の形態１では、ヒータ２５から射出される輻射光がシール部材２８に達するのを防ぐ遮蔽部材が設置されている。具体的に、補強部材２３の先端部（固定部材２６の突出部２６ａ１に当接する部分である。）は、ステー部材２９Ａの開口を覆うようにＴ字状に形成されていて、ヒータ２５から射出される輻射光がシール部材２８に達するのを防ぐ遮蔽部材として機能している。これにより、シート状部材２８がヒータ２５によって直接的に加熱されにくくなって、シート状部材２８の熱劣化を低減することができる。

ここで、加熱部材２２の加熱効率を高くするためには、加熱部材２２の肉厚は０．２ｍｍ以下に設定することが好ましい。
上述したように、金属板を曲げ加工することにより形成する略パイプ状の加熱部材２２は、その肉厚を薄くすることができるために、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかし、加熱部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に作用すると、その加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形してしまう。そして、パイプ状の加熱部材２２が変形してしまうと、定着ベルト２１の走行性が低下したり、定着ベルト２１との密着不良が生じて加熱ムラが発生してしまう。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の加熱部材２２に加圧ローラ３１の加圧力が作用しないように構成しているために、そのような問題が生じるのを未然に防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態１においては、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

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、シール部材２８を固定部材２６に貼着したが、シール部材２８の保持方法はこれに限定されることはない。例えば、シール部材２８をステー部材２９Ａに貼着したり、シール部材２８を加熱部材２２（開口部２２ａ）に貼着したりすることもできる。また、本実施の形態１のように２つのシール部材２８を固定部材２６の突出部２６ａ１の両側面にそれぞれ貼着するのではなく、固定部材２６の突出部２６ａ１の周面を囲むようにシール部材２８を固定部材２６に一体成形により設置することもできる。
そして、それらの場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図６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６は、実施の形態２における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図４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、固定部材２６及び補強部材２３の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

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、加熱部材２２、補強部材２３、ヒータ２５、ステー部材２９Ａ、シール部材２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、接離機構５１〜５３、等で構成される。
ここで、本実施の形態２における補強部材２３は、前記実施の形態１のものとは異なり、加熱部材２２の外部に向けて突出するように開口部２２ａに挿通されて固定部材２６に当接する突出部２３ａが設けられている。また、これに合わせて、固定部材２６の突出部は、加熱部材２２の凹部内に形成されている。

また、本実施の形態２では、加熱部材２２の内側から凹部に密着するステー部材２９Ａ（見易さのため、加熱部材２２との間に隙間が開いているように図示している。）に加えて、加熱部材２２の外側から凹部に密着する第２ステー部材２９Ｂが設置されている。
ここで、第２ステー部材２９Ｂは、厚さが０．５ｍｍのステンレス板を箱状に形成したものであって、加熱部材２２の凹部に圧入される。また、第２ステー部材２９Ｂには、補強部材２３の突出部２３ａが挿通される開口（貫通穴）が設けられている。第２ステー部材２９Ｂを設けることにより、加熱部材２２の凹部の形状がさらに強固に維持されるとともに、加熱部材２２のスプリングバックによる変形を抑止することができる。

そして、本実施の形態２では、シール部材２８が、加熱部材２２の開口部２２ａと、補強部材２３の突出部２３ａと、の間に設置されている。換言すると、シール部材２８は、開口部２２ａにおいて、加熱部材２２と突出部２３ａとの隙間を埋めるように設置されている。さらに、シール部材２８は、ステー部材２９Ａの開口（貫通穴）と、補強部材２３の突出部２３ａと、の間をもシールできるように構成されている。具体的に、シール部材２８は、シリコーンゴムやフッ素ゴムで形成された略直方体状の弾性部材であって、開口部２２ａ（加熱部材２２）と突出部２３ａとに挟まれるように補強部材２３の突出部２３ａの両側面にそれぞれ貼着されている。

以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

実施の形態３．
図７及び図８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７は、実施の形態３における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。また、図８は、固定部材２６とシール部材２８とステー部材２９Ａとを示す分解図である。
本実施の形態３における定着装置は、主として、シール部材２８と固定部材２６とステー部材２９Ａとの構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

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２２、補強部材２３、ヒータ２５、ステー部材２９Ａ、シール部材１２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、等で構成される。なお、本実施の形態３における定着装置２０は、前記実施の形態１のものとは異なり、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を接離するための接離機構５１〜５３が設けられていない。

ここで、本実施の形態３におけるステー部材２９Ａは、前記実施の形態１のものとは異なり、加熱部材２２の開口部２２ａよりも小さな開口２９Ａ１（貫通穴）が形成されている。
また、図８を参照して、本実施の形態３における固定部材２６は、前記実施の形態１のものとは異なり、補強部材２３に当接する突出部２６ａ１が幅方向に複数設けられている。そして、ステー部材２９Ａにも、固定部材２６の５つの突出部２６ａ１に対応する位置に、それぞれ開口２９Ａ１が形成されている。すなわち、固定部材２６の突出部２６ａ１は、加熱部材２２の内部に向けて突出するように開口部２２ａ及び開口２９Ａ１に挿通されて補強部材２３に当接することになる。

さらに、本実施の形態３におけるシール部材１２８は、前記実施の形態１のものとは異なり、加熱部材２２の開口部２２ａには接触せずに、固定部材２６とステー部材２９Ａとの間に挟まれるように突出部２６ａ１に挿設されている。
詳しくは、シール部材１２８は、シリコーンゴムやフッ素ゴムで形成されたＯリング（環状の弾性部材）である。そして、図８に示すように、５つのシール部材１２８（Ｏリング）が、固定部材２６の５つの突出部２６ａ１にそれぞれ嵌め込まれる。そして、固定部材２６の突出部２６ａ１に嵌め込まれたシール部材１２８は、ステー部材２９Ａの開口２９Ａ１の周囲に圧接して、加熱部材２２の開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合が抑止されることになる。

ここで、本実施の形態３におけるシール部材１２８は、前記実施の形態１のものとは異なり、図８の白矢印方向（加圧ローラ３１の加圧方向である。）に圧縮された状態になり、これにより開口２９Ａ１がシールされることになる。本実施の形態３における定着装置２０は、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との接離動作をおこなわずに、ニップ部における圧力はほぼ一定であるので、シール部材１２８の変形量（つぶれ量）もほぼ一定に維持することができる。なお、シール部材１２８の変形量（つぶれ量）は、８〜３０％になるように設定されている。
また、シール部材１２８は、加熱部材２２の開口部２２ａに対して隙間を空けて配設されているため、加圧ローラ３１の加圧力がシール部材２８を介して加熱部材２２に作用することもない。したがって、シール部材２８のシール性を安定的に維持できるとともに、加熱部材２２の変形を防止することができる。
また、加圧ローラ３１の加圧力がシール部材２８を介してステー部材２９Ａに作用してステー部材２９Ａが変形しても、その変形により加熱部材２２が変形する方向は加熱部材２２が開く方向ではないため、加熱部材２２の変形によって定着ベルト２１の内周面２１ａを傷つける不具合は生じにくい。
さらに、シール部材１２８（Ｏリング）は、固定部材２６と、加熱部材２２の内側から凹部に密着するステー部材２９Ａと、の間に挟むように配設しているために、固定部材２６と加熱部材２２の外側から凹部に密着する第２ステー部材２９Ｂ（図６等を参照できる。）との間に挟むようにシール部材１２８（Ｏリング）を配設する場合に比べて、シール部材１２８（Ｏリング）の設置スペースを確保することができる。

なお、本実施の形態３において、固定部材２６の突出部２６ａ１に設置される５つのシール部材１２８のうち、幅方向中央部の突出部２６ａ１に設置されるシール部材１２８のゴム硬度や厚さを、幅方向両端部の突出部２６ａ１に設置されるシール部材１２８のゴム硬度や厚さよりも、大きく設定することが好ましい。これにより、補強部材２３と固定部材２６とが幅方向両端部で支持されることで、補強部材２３に当接する５つの突出部２６ａ１のうち幅方向中央部のものが幅方向両端部のものに比べて補強部材２３との当接力が小さくなってしまう場合であっても、シール部材１２８とステー部材２９Ａとの当接力を幅方向にわたって均一化することができる。すなわち、補強部材２３と固定部材２６との当接力が、幅方向両端部に比べて幅方向中央部が小さくなってしまっても、その分を相殺するように幅方向中央部に設置されるシール部材１２８のゴム硬度や厚さが大きく設定されているために、幅方向両端部におけるシール部材１２８のシール性と幅方向中央部におけるシール部材１２８のシール性とを同等にすることができる。５つのシール部材１２８は、いずれも、ステー部材２９Ａの開口２９Ａ１の周囲に同程度の当接力で圧接して、加熱部材２２の開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合が幅方向にわたって抑止されることになる。

以上説明したように、本実施の形態３でも、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材１２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定した場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

なお、本実施の形態３において、加熱部材２２の開口部２２ａは、金属板を曲げ加工した後に近接するエッジ部を溶接せずに形成したものである。すなわち、加熱部材２２の開口部２２ａは、幅方向にわたって形成されている。
これに対して、加熱部材２２の開口部２２ａを、金属板を曲げ加工した後に近接するエッジ部を溶接して形成することもできる。この場合、加熱部材２２の開口部は、ステー部材２９Ａの複数の開口２９Ａ１に対応した位置に、幅方向にわたって複数箇所形成することもできる。

実施の形態４．
図９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９は、実施の形態４における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態３における図７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、固定部材２６と補強部材２３とステー部材２９Ｂとの構成が、前記実施の形態３のものとは相違する。

本実施の形態４における定着装置２０も、前記実施の形態３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２２、補強部材２３、ヒータ２５、シール部材１２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、等で構成される。また、本実施の形態４における定着装置２０にも、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を接離するための接離機構が設けられていない。

ここで、本実施の形態４におけるステー部材は、前記実施の形態３のものとは異なり、加熱部材２２の外側から凹部に密着する第２ステー部材２９Ｂである。そして、第２ステー部材２９Ｂには、加熱部材２２の開口部２２ａよりも小さな開口（貫通穴）が形成されている。
また、本実施の形態４における補強部材２３は、前記実施の形態３のものとは異なり、加熱部材２２の外部に向けて突出するように、加熱部材２２の開口部２２ａと第２ステー部材２９Ｂの開口とに挿通されて、固定部材２６に当接する突出部２３ａが設けられている。また、これに合わせて、固定部材２６の突出部は、加熱部材２２の凹部内に形成されている。

さらに、本実施の形態４におけるシール部材１２８は、加熱部材２２の開口部２２ａには接触せずに、補強部材２３と第２ステー部材２９Ｂとの間に挟まれるように突出部２３ａに挿設されている。
なお、シール部材１２８は、前記実施の形態３のものと同様に、シリコーンゴムやフッ素ゴムで形成されたＯリングである。そして、シール部材１２８（Ｏリング）が、補強部材２３の突出部２３ａに嵌め込まれる。そして、補強部材２３の突出部２３ａに嵌め込まれたシール部材１２８は、第２ステー部材２９Ｂの開口の周囲に圧接して、加熱部材２２の開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合が抑止されることになる。
なお、シール部材１２８（Ｏリング）は、補強部材２３と、加熱部材２２の外側から凹部に密着する第２ステー部材２９Ｂと、の間に挟むように配設しているために、補強部材２３と加熱部材２２の内側から凹部に密着するステー部材２９Ａ（図７等を参照できる。）との間に挟むようにシール部材１２８（Ｏリング）を配設する場合に比べて、シール部材１２８（Ｏリング）の設置スペースを確保することができる。

以上説明したように、本実施の形態４でも、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材１２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定した場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

実施の形態５．
図１０にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１０は、実施の形態５における定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。本実施の形態５における定着装置は、シール部材の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態５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２２、補強部材２３、ヒータ２５、ステー部材２９Ａ、シール部材２２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、接離機構５１〜５３、等で構成される。また、本実施の形態５においても、加熱部材２２の開口部２２ａと、固定部材２６の突出部２６ａ１と、の間にシール部材２２８が設置されている。なお、図１０では、見易さのため、ステー部材２９Ａと加熱部材２２との間に隙間が開いているように図示している（実際には、ステー部材２９Ａは、加熱部材２２の凹部に密着している。）。

ここで、本実施の形態５におけるシール部材２２８は、前記実施の形態１のものとは異なり、加熱部材２２の凹部への固定部材２６の挿入にならって撓みながら、突出部２６ａ１の周面に密着するように、加熱部材２２の開口部２２ａの周りに貼着された可撓性板状部材である。すなわち、シール部材２２８のリップ部（先端部）が突出部２６ａ１に密着して、加熱部材２２の開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合が抑止されることになる。

以上説明したように、本実施の形態５でも、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材２２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

実施の形態６．
図１１にて、この発明の実施の形態６について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態６における定着装置の、固定部材２６とシール部材２８とステー部材２９Ａとを示す分解図である。本実施の形態６における定着装置は、主として、シール部材の保持方法が、前記実施の形態３のものとは相違する。

本実施の形態６における定着装置２０も、前記実施の形態３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２２、補強部材２３、ヒータ２５、ステー部材２９Ａ、シール部材１２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、等で構成される。また、本実施の形態６におけるシール部材１２８も、前記実施の形態３のものと同様に、加熱部材２２の開口部２２ａには接触せずに、固定部材２６とステー部材２９Ａとの間に挟まれるように突出部２６ａ１に挿設される。また、本実施の形態６におけるシール部材１２８も、前記実施の形態３のものと同様に、シリコーンゴムやフッ素ゴムで形成されたＯリングである。

ここで、本実施の形態６における固定部材２６は、前記実施の形態３のものとは異なり、突出部２６ａ１が１つ形成されている。そして、その突出部２６ａ１に対応するように、ステー部材２９Ａには１つの開口２９Ａ１が形成されている。
さらに、本実施の形態６におけるシール部材１２８（Ｏリング）は、前記実施の形態３のものとは異なり、ステー部材２９Ａの開口２９Ａ１に嵌め込まれている。そして、ステー部材２９Ａの開口２９Ａ１に嵌め込まれたシール部材１２８が、固定部材２６の突出部２６ａ１に圧接して、加熱部材２２の開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入する不具合が抑止されることになる。

以上説明したように、本実施の形態６でも、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材１８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定した場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

実施の形態７．
図１２にて、この発明の実施の形態７について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態７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７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１２に示すように、本実施の形態７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２２、補強部材２３、ヒータ２５、ステー部材２９Ａ、シール部材２８、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０、接離機構５１〜５３、等で構成される。また、本実施の形態７においても、加熱部材２２の開口部２２ａと、固定部材２６の突出部２６ａ１と、の間にシール部材２８が設置されている。
ここで、本実施の形態７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７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１２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１２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７においても、前記各実施の形態と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に圧接してニップ部を形成する固定部材２６と、加圧ローラ３１に対向する位置に開口部２２ａを有する加熱部材２２と、固定部材２６に当接する補強部材２３と、を設けて、開口部２２ａから加熱部材２２の内部に異物が進入しないようにシール部材２８を設けている。これによって、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が生じることなく、加熱部材２２の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１による加圧力を大きく設定したり定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１の接離動作をおこなう場合であっても加熱部材２２が変形することのない定着装置２０を提供することができる。

なお、本実施の形態７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、シール部材２８を前記各実施の形態と同様に設置することで、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（パイプ状部材）、
２３ 補強部材、
２３ａ 突出部、
２５ ヒータ、
２６ 固定部材、
２６ａ１ 突出部、
２８、１２８、２２８ シール部材、
２９Ａ ステー部材、 ２９Ｂ 第２ステー部材（ステー部材）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、 Ｐ 記録媒体。

特開２００８−１４６０１０号公報 特開２００８−１５８４８２号公報

Claims (12)

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とともに、前記加圧回転体に対向する位置に開口部を有する加熱部材と、
   前記加熱部材の内周面側に固設され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と、
   を備え、
   前記固定部材は、前記加熱部材の内部に向けて突出するように前記開口部に挿通されて前記補強部材に当接する突出部を具備し、
   前記開口部と前記突出部との間から前記加熱部材の内部に異物が進入しないようにシール部材を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、
   前記シール部材は、前記開口部と前記固定部材の前記突出部との間に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、
   前記加熱部材の内側から前記凹部に密着するとともに、前記開口部よりも小さな開口が形成されたステー部材を備え、
   前記シール部材は、前記開口部に接触せずに前記固定部材と前記ステー部材との間に挟まれるように前記突出部に挿設されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 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とともに、前記加圧回転体に対向する位置に開口部を有する加熱部材と、
   前記加熱部材の内周面側に固設され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と、
   を備え、
   前記補強部材は、前記加熱部材の外部に向けて突出するように前記開口部に挿通されて前記固定部材に当接する突出部を具備し、
   前記開口部と前記突出部との間から前記加熱部材の内部に異物が進入しないようにシール部材を設けたことを特徴とする定着装置。
5. 前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、
   前記シール部材は、前記開口部と前記補強部材の前記突出部との間に設置されたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記加熱部材は、前記固定部材が挿設されるように内部に凹状に形成されるとともに前記開口部が形成された凹部を具備し、
   前記加熱部材の外側から前記凹部に密着するとともに、前記開口部よりも小さな開口が形成されたステー部材を備え、
   前記シール部材は、前記開口部に接触せずに前記補強部材と前記ステー部材との間に挟まれるように前記突出部に挿設されたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
7. 前記加熱部材を加熱するヒータを当該加熱部材の内部に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記ヒータから射出される輻射光が前記シール部材に達するのを防ぐ遮蔽部材を設置したことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記シール部材は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムで形成された弾性部材であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 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９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記異物は、前記ベルト部材と前記加熱部材との間に介在された潤滑剤であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 請求項１〜請求項１１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。

Images