JP5472605B2 - 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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、を備え、前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、前記ベルト部材と前記加熱部材との間に潤滑剤が介在されたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、を備え、前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材にて離間して配設され、前記ベルト部材の内周面に摺接しない位置であって前記加熱部材の前記環状部の外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材を設けたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、前記ベルト部材の内周面側であって前記加熱部材の前記環状部の外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、前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、前記補強部材から圧接力を受けて変形しないように当該補強部材に対して離間して配設され、前記ベルト部材と前記加熱部材との間に潤滑剤が介在されたものである。

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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、前記ベルト部材の内周面側であって前記加熱部材の前記環状部の外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、前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、前記補強部材から圧接力を受けて変形しないように当該補強部材に対して離間して配設され、前記ベルト部材の内周面に摺接しない位置であって前記加熱部材の前記環状部の外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持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３又は請求項４に記載の発明において、前記補強部材は、前記ベルト部材の内周面に対向するとともに、幅方向に互いに離間する複数のリブ状のガイド部材を具備したものである。

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５に記載の発明において、前記加熱部材と前記固定部材と前記ガイド部材とによって前記ベルト部材の内周径よりも小さな外周径が形成されて当該ベルト部材がガイドされるように構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〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材と前記固定部材とによって前記ベルト部材の内周径よりも小さな外周径が形成されて当該ベルト部材がガイドされるように構成されたものである。

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、前記加熱部材を加熱する加熱手段を前記環状部の内部に備えたものである。

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８に記載の発明において、前記加熱手段は、光加熱ヒータであって、前記加熱部材の前記環状部は、前記ベルト部材に対向しない部分の内周面に光反射処理が施されたものである。

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８又は請求項９に記載の発明において、前記加熱手段は、指向性を有する光加熱ヒータであって、前記加熱部材の前記環状部を介して前記ベルト部材に対向する部分に向けて光を射出するように配設されたものである。

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、前記加熱部材を、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状の金属部材としたものである。

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、加熱部材が「固定部材（又は、補強部材）から圧接力を受けて変形しないように固定部材（又は、補強部材）に対して離間して配設された」状態とは、加熱部材が変形しない程度の小さな圧接力にて加熱部材と固定部材（又は、補強部材）とが軽接触する場合（加熱部材と固定部材（又は、補強部材）との離間距離がゼロとなる場合である。）も含むものとする。したがって、加圧回転体の圧接によって固定部材（又は、補強部材）に主として圧接方向の撓み変形が生じて固定部材（又は、補強部材）が加熱部材に軽接触するような場合であっても、それによって加熱部材に変形が生じないような状態は、加熱部材が「固定部材（又は、補強部材）から圧接力を受けて変形しないように固定部材（又は、補強部材）に対して離間して配設された」状態となる。

また、本願において、「環状部」とは、１つの部材のみで完全にシームレスに形成されたものの他に、１つ又は２以上の部材を接合して最終的にシームレスに形成されたものも含むものとする。したがって、引き抜き加工や押し出し加工等で環状に形成したものや、１枚又は２枚以上の板材を溶接等で接合して環状に形成したものや、１枚の板材をＣ字状に曲げ加工してその両端部を保持部材を介して接合して環状に形成したもの、等も本願における「環状部」に含まれる。

また、本願において、「幅方向」とは、記録媒体の通紙方向に直交する方向であるものと定義する。

本発明は、ベルト部材の内周面に対向してベルト部材を加熱する加熱部材の全部又は一部に環状部を形成するとともに、加熱部材が固定部材から圧接力を受けて変形しないように固定部材に対して加熱部材を離間して配設している。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、加熱部材の環状部内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。 固定部材と加熱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における定着装置を示す構成図である。 図６のものとは別の形態の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。 図７の定着装置における補強部材を示す斜視図である。 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。 この発明の実施の形態５における定着装置を示す構成図である。 図１１のものとは別の形態の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と加熱部材２２とを示す拡大斜視図である。
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、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、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、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、ゴム材料からなる弾性部２６ａ、金属材料からなる剛体部２６ｂ、等で構成される。剛性部２６ｂ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、フッ素グリス等の潤滑剤が含浸された潤滑シートを設けて、固定部材２６と定着ベルト２１との摺動抵抗を低減させることもできる。

図２〜図４を参照して、加熱部材２２は、肉厚が０．１ｍｍのＤ字パイプ状（環状）の金属部材である。加熱部材２２は、幅方向に直交する断面（図２に示す断面である。）でみたときに、閉空間をなす環状部（閉ループ部）がその全部に形成されたものである。加熱部材２２は、固定部材２６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ている。図３を参照して、加熱部材２２は、固定部材２６に対して所定のギャップＡをあけて離間するように、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。
ここで、本実施の形態１における固定部材２６は、加圧ローラ３１の圧接によって、その幅方向中央部が図３の上方（図４の白矢印で示す圧接方向である。）に最大で１ｍｍ程度だけ撓み変形する（幅方向両端部は側板４３に支持されているため変形しない。）。そのため、加圧ローラ３１による圧接力がかからない状態（無負荷時である。）で、加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡが１ｍｍ以上になるように設定されている。これにより、加圧ローラ３１による圧接力がかかった状態（図２の状態である。）でも、加熱部材２２は、固定部材２６から圧接力を受けずに変形しないことになる。なお、無負荷時における、加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡを１ｍｍ（固定部材２６の最大撓み量）丁度に設定した場合であっても、固定部材２６が加熱部材２２に軽接触する程度であるため、加熱部材２２には変形が生じないことになる。

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。

なお、本実施の形態１では、加熱部材２２（環状部）における定着ベルト２１に対向しない部分の内周面（図２の一点鎖線で示す領域である。）にＢＡ処理や鏡面研磨処理等の光反射処理が施されている。これにより、ヒータ２５から図２の一点鎖線で示す領域に向かう光は、光反射処理が施された表面で反射されて定着ベルト２１に対向する部分の内周面に向かうため、加熱部材２２による定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
また、加熱部材２２（環状部）における定着ベルト２１に対向する部分の内周面（図２の一点鎖線で示す領域以外の領域である。）に耐熱黒塗装処理を施すことが好ましい。このような場合にも、その領域への光吸収性が良好になり、加熱部材２２による定着ベルト２１の加熱効率が向上することになる。

図２を参照して、加熱手段としてのヒータ２５（熱源）は、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等の光加熱ヒータであって、加熱部材２２（環状部）の内部に固設されている。また、図３を参照して、ヒータ２５は、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている。
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が固定部材２６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広い範囲で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、本実施の形態１では、ヒータ２５が２本設置されている。図示は省略するが、一方のヒータ２５は加熱部材２２の幅方向中央部（例えば、Ａ４サイズ（短手方向のサイズである。）に対応した２１０ｍｍの通紙領域である。）のみを加熱するように構成されていて、他方のヒータ２５は加熱部材２２の幅方向両端部（例えば、Ａ３サイズ（短手方向のサイズである。）に対応した２９７ｍｍの通紙領域から幅方向中央部の２１０ｍｍを除いた領域である。）のみを加熱するように構成されている。そして、Ａ４サイズの記録媒体Ｐを長手方向を搬送方向として通紙するときには前者のヒータ２５のみを通電して、Ａ３サイズの記録媒体Ｐを長手方向を搬送方向として通紙するとき（又は、Ａ４サイズの記録媒体Ｐを短手方向を搬送方向として通紙するとき）には双方のヒータ２５を通電する。このように記録媒体Ｐのサイズに応じて、２つのヒータ２５を使い分けることで、加熱部材２２の非通紙領域を加熱して過昇温させる不具合を抑止することができる。
なお、ヒータ２５の本数は、本実施の形態１のものに限定されることなく、１本でもよいし、３本以上でもよい。

ここで、本実施の形態１では、定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップδ１（互いの部材２１、２２が対向する部分のギャップである。）や、定着ベルト２１と固定部材２６とのギャップδ２（ニップ部を除く位置のギャップである。）が、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下に設定されている（０ｍｍ＜δ１、δ２≦１ｍｍである。）。これにより、加熱部材２２（又は、固定部材２６）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。
また、本実施の形態１では、加熱部材２２と固定部材２６とによって、定着ベルト２１の内周径よりも小さな外周径が形成されて、定着ベルト２１がガイドされるように構成されている。すなわち、加熱部材２２と固定部材２６とが定着ベルト２１に近設されて、双方の部材２２、２６によって略円筒状の形状が形成されることで、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。これにより、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（及び、固定部材２６）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、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（介在）されている。なお、加熱部材２２（及び、固定部材２６）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（又は、固定部材２６）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。

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（圧接力）が固定部材２６を介して加熱部材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、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、さらに詳しく説明する。
先に説明したように、本実施の形態１において、加熱部材２２は、固定部材２６を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するとともに、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部に形成されている。すなわち、加熱部材２２は、略Ｄ字状のパイプ状部材（円筒状部材）である。また、環状に形成された加熱部材２２の内部にヒータ２５（加熱手段）を設置している。
そして、加熱部材２２は、固定部材２６から圧接力を受けて変形しないように、固定部材２６に対してギャップＡ（図４を参照できる。）をあけて離間して配設されている。

このように、加熱部材２２全体を環状に形成することで、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。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、上述したような加熱部材２２を環状に形成することによる効果が高くなる。
また、本実施の形態１では、図３に示すように、加熱部材２２の両端面（開口）の位置が、定着ベルト２１の両端面（開口）の位置から充分に離れているために、定着ベルト２１の内周面に塗布された潤滑剤が加熱部材２２の端面から内部に進入しにくくなっている。
さらに、図５に示すように、本実施の形態１では、加熱部材２２の両端面の開口を塞ぐようにキャップ部材２８が設置されているために、加熱部材２２の端面から内部への潤滑剤の進入がさらに確実に抑止されることになる。

また、フッ素グリス（潤滑剤）は、加熱部材２２と定着ベルト２１との間と、固定部材２６と定着ベルト２１との間と、にそれぞれ介在するが、加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡの位置にも介在する。加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡは１ｍｍ程度であって非常に狭いために、加熱部材２２と固定部材２６との間に介在されるフッ素グリスは、その表面張力によってその位置に留まることになる。すなわち、加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡが、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材（潤滑剤保持手段）として機能する。そして、加熱部材２２と固定部材２６との間に保持されたフッ素グリスは、定着ベルト２１の内周面に塗布されたフッ素グリスが減少してくると、徐々に定着ベルト２１の内周面に向けて供給されることになる。これにより、長期間にわたって潤滑剤が不足（枯渇）することなく、定着ベルト２１と加熱部材２２（及び、固定部材２６）との摺動摩擦が軽減される。

なお、このような環状の加熱部材２２は、引抜き加工によって製造することができるし、板材に曲げ加工を施した後にその両端部を接合して製造することもできる。いずれの製造方法をとった場合にも、加熱部材２２は環状に形成されるために、製造後にスプリングバック等により変形する不具合も生じない。

また、本実施の形態１において、加熱部材２２は、固定部材２６に対して適度なギャップＡをあけて離間して配設されているために、加圧ローラ３１による加圧力によって固定部材２６が弓状に変形しても、加熱部材２２に固定部材２６が圧接することはない（又は、加熱部材２２が固定部材２６に当接しても変形することはない）。すなわち、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。

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。
略パイプ状の加熱部材２２の肉厚を薄くすることで、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）の内周面に対向して定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２の全部に環状部を形成するとともに、加熱部材２２が固定部材２６から圧接力を受けて変形しないように固定部材２６に対して加熱部材２２を離間して配設している。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、定着装置２０（画像形成装置１）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（環状部）の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、潤滑剤が長時間にわたって不足（枯渇）することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１（加圧回転体）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、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。

実施の形態２．
図６及び図７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、主として、加熱部材２２及び固定部材２６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、ヒータ２５（加熱手段）、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２においても、加熱部材２２は、固定部材２６を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するとともに、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部に形成されている。

ここで、図６に示すように、本実施の形態２における加熱部材２２は、ニップ部に対向する位置が内部に向けて凹状に形成されていて、その凹部に固定部材２６がクリアランスをあけて挿設されている。詳しくは、加熱部材２２（凹部）と固定部材２６とは、圧接方向（図６の左右方向である。）にギャップＡが設けられ、圧接方向に直交する方向（図６の上下方向である。）にギャップＢ１、Ｂ２が設けられている。
また、本実施の形態２における固定部材２６は、略四角柱状に形成されている。圧接方向に直交する方向の固定部材２６の長さは、加圧ローラ３１の圧接とで形成されるニップ幅と同じか、ニップ幅よりも僅かに大きくなるように設定されている。圧接方向の固定部材２６の長さは、断面２次モーメントを大きくして撓み強度を向上させて圧接方向の変形（撓み）を軽減するために、充分に長く設定されている。

このような構成により、加圧ローラ３１の加圧力によって固定部材２６が撓み変形しても、加熱部材２２に圧接力が及んで変形が生じる不具合を抑止することができる。なお、加圧ローラ３１の加圧力によって固定部材２６は主として圧接方向（図６の左右方向である。）に変形するために、圧接方向のギャップＡは充分な大きさが確保されているのに対して、圧接方向に直交する方向のギャップＢ１、Ｂ２は比較的小さく設定されている。圧接方向に直交する方向のギャップＢ１、Ｂ２を比較的小さく設定することで、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に及ぶのを防止しつつ、固定部材２６の圧接方向に直交する方向の姿勢を保持することができる。

ここで、本実施の形態２では、加熱手段として指向性を有する光加熱ヒータとしてのヒータ２５を用いている。そして、この指向性を有するヒータ２５を、加熱部材２２（環状部）を介して定着ベルト２１に対向する部分に向けて光を射出するように配設している。
詳しくは、ヒータ２５は、ガラス管の外周面の一部（図６の破線で示す範囲である。）に耐熱白塗装を施した指向性ハロゲンヒータである。ヒータ２５からの射出光は白塗装面で反射されて定着ベルト２１に対向する部分に向けて照射されるため、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率が向上することになる。なお、本実施の形態２における加熱部材２２は、前記実施の形態１のものに比べて、その内周面の形状が複雑であるため、耐熱黒塗装面と非塗装面との塗り分けはおこなわず、内周面の全域にわたって耐熱黒塗装を施して、ヒータ輻射熱の吸収効率を上げている。

また、本実施の形態２では、定着ベルト２１の内周面に摺接しない位置であって加熱部材２２（環状部）の外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材２７を設けている。
詳しくは、潤滑剤保持部材２７は、耐熱性スポンジ材料で形成されていて、フッ素グリス（潤滑剤）が含浸されている。潤滑剤保持部材２７は、加熱部材２２の凹部と固定部材２６との間（ギャップＡの位置である。）に挟持されている。
このような構成により、前記実施の形態１と同様に、加熱部材２２と固定部材２６とのギャップＡ自体が潤滑剤を保持して定着ベルト２１の内周面に向けて潤滑剤を適宜に供給する機能に加えて、潤滑剤保持部材２７が潤滑剤を保持して定着ベルト２１の内周面に向けて潤滑剤を適宜に供給することになる。これにより、長期間にわたって潤滑剤が不足（枯渇）することなく、定着ベルト２１と加熱部材２２（及び、固定部材２６）との摺動摩擦が確実に軽減される。
なお、この潤滑剤保持部材２７は、弾性の高い材料で形成されているため、固定部材２６と加熱部材２２との間に設置されていても、固定部材２６の圧接力を加熱部材２２に伝達することはない。すなわち、固定部材２６に撓み変形が生じても、加熱部材２２に変形が生じることはない。

なお、本実施の形態２では、圧接方向に長い固定部材２６を用いて固定部材２６の圧接方向の変形を軽減したが、図７に示すように、固定部材２６の強度を補強する補強部材２３を別に設置してもよい。
具体的に、図７に示すように、補強部材２３は、ニップ部を形成する固定部材２６を補強・支持する板状部材であって、定着ベルト２１の内周面側であって加熱部材２２（環状部）の外周面側に固設されている。補強部材２３は、幅方向（図７の紙面垂直方向である。）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、加熱部材２２は、補強部材２３から圧接力を受けて変形しないように補強部材２３に対して離間して配設されている。これにより、加圧ローラ３１の加圧力が固定部材２６、補強部材２３を介して加熱部材２２に及んで加熱部材２２が変形する不具合を抑止することができる。

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）の内周面に対向して定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２の全部に環状部を形成するとともに、加熱部材２２が固定部材２６（又は補強部材２３）から圧接力を受けて変形しないように固定部材２６（又は補強部材２３）に対して加熱部材２２を離間して配設している。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、定着装置２０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（環状部）の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、潤滑剤が長時間にわたって不足することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１（加圧回転体）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が変形する不具合を抑止することができる。

実施の形態３．
図８及び図９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８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。また、図９は、補強部材２３を示す斜視図である。本実施の形態３における定着装置は、加熱部材２２及び固定部材２６の構成と、補強部材２３が設置されている点と、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、ヒータ２５（加熱手段）、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３においても、加熱部材２２は、定着ベルト２１の内周面に対向するとともに、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部に形成されている。また、本実施の形態３における定着装置２０においても、前記実施の形態２における図７のものと同様に、固定部材２６を補強する補強部材２３が設置されている。

ここで、本実施の形態３における補強部材２３は、定着ベルト２１の内周面側であって加熱部材２２（環状部）の外周面側に固設されている。補強部材２３は、幅方向（図８の紙面垂直方向である。）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、Ｌ字状に形成された補強部材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、加熱部材２２は、補強部材２３から圧接力を受けて変形しないように補強部材２３に対して離間して配設されている。詳しくは、加熱部材２２と補強部材２３とは、圧接方向（図８の左右方向である。）にギャップＡが設けられ、圧接方向に直交する方向（図８の上下方向である。）にギャップＢが設けられている。これにより、加圧ローラ３１の加圧力が固定部材２６、補強部材２３を介して加熱部材２２に及んで加熱部材２２が変形する不具合を抑止することができる。なお、加圧ローラ３１の加圧力によって補強部材２３は主として圧接方向に変形するために、圧接方向のギャップＡは充分な大きさが確保されているのに対して、圧接方向に直交する方向のギャップＢは比較的小さく設定されている。圧接方向に直交する方向にもギャップＢを設けることで、加熱部材２２から補強部材２３への熱移動を軽減している。
また、加熱部材２２と補強部材２３とのギャップＡ、Ｂは、前記実施の形態１と同様に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材（潤滑剤保持手段）として機能する。そして、加熱部材２２と補強部材２３との間に保持された潤滑剤（フッ素グリス）は、定着ベルト２１の内周面に塗布された潤滑剤が減少してくると、徐々に定着ベルト２１の内周面に向けて供給されることになる。これにより、長期間にわたって潤滑剤が不足することなく、定着ベルト２１と加熱部材２２（及び、固定部材２６）との摺動摩擦が軽減される。

このようにＬ字状に形成された補強部材２３に当接しないように、加熱部材２２は、その断面が略扇形になるように形成されている。そして、環状の加熱部材２２の内部に２つのヒータ２５が設置されている。また、加熱部材２２（定着ベルト２１）の加熱効率を向上させるために、加熱部材２２の内周面は、一点鎖線で示す領域（定着ベルト２１に対向しない部分である。）に光反射処理が施され、それ以外の領域に耐熱黒塗装が施されている。

また、図８及び図９を参照して、本実施の形態３における補強部材２３には、幅方向に互いに離間する複数のリブ状のガイド部材２３ａが、定着ベルト２１の内周面に対向するように設けられている。
このガイド部材２３ａは、定着ベルト２１の円形姿勢を保持するためのもので、円弧状に形成されている。詳しくは、加熱部材２２と固定部材２６とガイド部材２３ａとによって、定着ベルト２１の内周径よりも小さな外周径が形成されて、定着ベルト２１がガイドされるように構成されている。すなわち、加熱部材２２と固定部材２６とガイド部材２３ａとが定着ベルト２１に近設されて、これらの部材２２、２６、２３ａによって略円筒状の形状が形成されることで、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。これにより、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。
なお、リブ状のガイド部材２３ａを幅方向にわたって複数設けることで、定着ベルト２１とガイド部材２３ａとの対向面積が小さくなって、定着ベルト２１の熱がガイド部材２３ａを介して補強部材２３側に移動しにくくなる。なお、ガイド部材２３ａは、摺動性を有する耐熱樹脂材料（例えば、ＰＰＳ等である。）にて形成されている。

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）の内周面に対向して定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２の全部に環状部を形成するとともに、加熱部材２２が補強部材２３（又は固定部材２６）から圧接力を受けて変形しないように補強部材２３（又は、固定部材２６）に対して加熱部材２２を離間して配設している。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、定着装置２０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（環状部）の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、潤滑剤が長時間にわたって不足することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１（加圧回転体）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が変形する不具合を抑止することができる。

実施の形態４．
図１０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１０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及び固定部材２６の構成と、補強部材２３が設置されている点と、が前記実施の形態１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、ヒータ２５（加熱手段）、補強部材２３、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４における補強部材２３は、略コの字状に形成されていて、定着ベルト２１の内周面側であって加熱部材２２の環状部２２ａの外周面側に固設されている。補強部材２３は、幅方向（図１０の紙面垂直方向である。）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、略コの字状に形成された補強部材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。

また、加熱部材２２は、補強部材２３から圧接力を受けて変形しないように補強部材２３に対して所定のギャップＡをあけて離間して配設されている。これにより、加圧ローラ３１の加圧力が固定部材２６、補強部材２３を介して加熱部材２２に及んで加熱部材２２が変形する不具合を抑止することができる。

このように略コの字状に形成された補強部材２３に当接しないように、加熱部材２２には、環状部２２ａと非環状部２２ｂとが形成されている。
詳しくは、本実施の形態４における補強部材２３は、図１０の断面図でみたときに、その占有面積が比較的大きいので、前記実施の形態３におけるもののようにガイド部材２３ａを設けてしまうと、加熱部材２２と定着ベルト２１との対向面積（加熱面積）が小さくなって、定着ベルト２１の加熱効率が低下してしまう。そこで、本実施の形態４では、加熱部材２２を、定着ベルト２１の内周面に対向するとともに補強部材２３を避けるように形成された環状部２２ａと、定着ベルト２１の内周面に対向するとともに固定部材２６及び補強部材２３を避けるように形成された非環状部２２ｂ（環状部２２ａに繋がっている。）と、で構成した。すなわち、加熱部材２２は、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部２２ａがその一部に形成されている。そして、この環状部２２ａとは別に閉空間をなさない非環状部２２ｂが形成され、環状部２２ａと非環状部２２ｂとともに定着ベルト２１に対向して定着ベルト２１を加熱するとともに定着ベルト２１の円形姿勢を保持する。
そして、ヒータ２５が内設された環状部２２ａがヒータ２５によって直接的に加熱されて、環状部２２ａと一体化された非環状部２２ｂにも熱が即座に伝導されて、加熱部材２２全体が加熱される。こうして、加熱部材２によって、固定部材２６が設置された位置を除いた位置で、定着ベルト２１の内周面が加熱されることになる。
なお、加熱部材２２（定着ベルト２１）の加熱効率を向上させるために、加熱部材２２の環状部２２ａの内周面は、一点鎖線で示す領域（定着ベルト２１に対向しない部分である。）に光反射処理が施され、それ以外の領域に耐熱黒塗装が施されている。

ここで、本実施の形態４においては、加熱部材２２と補強部材２３とのギャップが不均一であるため、ギャップの位置で潤滑剤の表面張力によって潤滑剤保持機能をもたせることが期待できない。また、加熱部材２２と補強部材２３とのギャップの容積も大きいため、定着ベルト２１の内周面に塗布された潤滑剤が、このギャップ部に進入してしまう可能性もある。
そこで、本実施の形態４では、定着ベルト２１の内周面に摺接しない位置であって加熱部材２２の環状部２２ａの外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材２７を設けている。

詳しくは、潤滑剤保持部材２７は、耐熱性スポンジ材料で形成されていて、フッ素グリス（潤滑剤）が含浸されている。潤滑剤保持部材２７は、加熱部材２２の非環状部２２ｂによる開口を塞ぐように、加熱部材２２の非環状部２２ｂと補強部材２３との間に挟持されている。
このような構成により、非環状部２２ｂによる開口からその内部に潤滑剤が進入するのを防止するとともに、潤滑剤保持部材２７が潤滑剤を保持して定着ベルト２１の内周面に向けて潤滑剤を適宜に供給することになる。これにより、長期間にわたって潤滑剤が不足（枯渇）することなく、定着ベルト２１と加熱部材２２（及び、固定部材２６）との摺動摩擦が確実に軽減される。
なお、この潤滑剤保持部材２７は、弾性の高い材料で形成されているため、補強部材２３と加熱部材２２との間に設置されていても、補強部材２３の圧接力を加熱部材２２に伝達することはない。すなわち、補強部材２３（又は、固定部材２６）に撓み変形が生じても、加熱部材２２に変形が生じることはない。

なお、本実施の形態４では、温度センサ４０による定着ベルト２１の定着温度の検知精度（応答性）を向上させるために、温度センサ４０を、定着ベルト２１を介して加熱部材２２の環状部２２ａに対向するように配設している。

以上説明したように、本実施の形態４では、定着ベルト２１（ベルト部材）の内周面に対向して定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２の一部に環状部２２ａを形成するとともに、加熱部材２２が補強部材２３（又は固定部材２６）から圧接力を受けて変形しないように補強部材２３（又は、固定部材２６）に対して加熱部材２２を離間して配設している。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、定着装置２０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の環状部２２ａの内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、潤滑剤が長時間にわたって不足することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１（加圧回転体）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が変形する不具合を抑止することができる。

実施の形態５．
図１１及び図１２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１１は、実施の形態５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５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１１に示すように、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、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は、固定部材２６を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するとともに、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部に形成されている。
ここで、本実施の形態５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５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１１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１１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。

なお、本実施の形態５における加熱手段としての誘導加熱部５０は、図１２に示すように、加熱部材２２（環状部）の内部に設置することもできる。
図１２に示すように定着装置２０を構成した場合には、環状に形成された加熱部材２２への潤滑剤の進入が抑止されることから、加熱部材２２に内設された誘導加熱部５０が潤滑剤で汚れる不具合が確実に軽減されることになる。

以上説明したように、本実施の形態５においても、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）の内周面に対向して定着ベルト２１を加熱する加熱部材２２の全部に環状部を形成するとともに、加熱部材２２が固定部材２６から圧接力を受けて変形しないように固定部材２６に対して加熱部材２２を離間して配設している。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、定着装置２０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（環状部）の内部に潤滑剤等の異物が進入することなく、潤滑剤が長時間にわたって不足することなく、加熱部材２２を薄肉化したり加圧ローラ３１（加圧回転体）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が変形する不具合を抑止することができる。

なお、本実施の形態５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（環状部）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や固定部材２６を前記各実施の形態と同様に構成することで、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 環状部、 ２２ｂ 非環状部、
２３ 補強部材、
２３ａ ガイド部材、
２５ ヒータ（光加熱ヒータ、加熱手段）、
２６ 固定部材、
２７ 潤滑剤保持部材、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
５０ 誘導加熱部（加熱手段）、 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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、
   を備え、
   前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、
   前記ベルト部材と前記加熱部材との間に潤滑剤が介在されたことを特徴とする定着装置。
2. 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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、
   を備え、
   前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、
   前記ベルト部材の内周面に摺接しない位置であって前記加熱部材の前記環状部の外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材を設けたことを特徴とする定着装置。
3. 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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、
   前記ベルト部材の内周面側であって前記加熱部材の前記環状部の外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、
   前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、前記補強部材から圧接力を受けて変形しないように当該補強部材に対して離間して配設され、
   前記ベルト部材と前記加熱部材との間に潤滑剤が介在されたことを特徴とする定着装置。
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、幅方向に直交する断面でみたときに閉空間をなす環状部がその全部又は一部に形成された加熱部材と、
   前記ベルト部材の内周面側であって前記加熱部材の前記環状部の外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、
   前記加熱部材は、前記固定部材から圧接力を受けて変形しないように当該固定部材に対して離間して配設され、前記補強部材から圧接力を受けて変形しないように当該補強部材に対して離間して配設され、
   前記ベルト部材の内周面に摺接しない位置であって前記加熱部材の前記環状部の外周面側の位置に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材を設けたことを特徴とする定着装置。
5. 前記補強部材は、前記ベルト部材の内周面に対向するとともに、幅方向に互いに離間する複数のリブ状のガイド部材を具備したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
6. 前記加熱部材と前記固定部材と前記ガイド部材とによって前記ベルト部材の内周径よりも小さな外周径が形成されて当該ベルト部材がガイドされるように構成されたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記加熱部材と前記固定部材とによって前記ベルト部材の内周径よりも小さな外周径が形成されて当該ベルト部材がガイドされるように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記加熱部材を加熱する加熱手段を前記環状部の内部に備えた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. 前記加熱手段は、光加熱ヒータであって、
   前記加熱部材の前記環状部は、前記ベルト部材に対向しない部分の内周面に光反射処理が施されたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記加熱手段は、指向性を有する光加熱ヒータであって、前記加熱部材の前記環状部を介して前記ベルト部材に対向する部分に向けて光を射出するように配設されたことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の定着装置。
11. 前記加熱部材は、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状の金属部材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。

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