JP5509820B2 - 定着装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置、および画像形成装置に関する。
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置において、電磁誘導を用いて加熱する方式が知られている。
例えば特許文献１には、磁束発生手段としての電磁誘導コイルが磁性金属製の芯金シリンダからなる定着ロールの内部に配置され、電磁誘導コイルにて生成した誘導磁界により定着ロールに渦電流を誘起させて、定着ロールを直接的に加熱する電磁誘導方式の定着装置が記載されている。
例えば特許文献１には、磁束発生手段としての電磁誘導コイルが磁性金属製の芯金シリンダからなる定着ロールの内部に配置され、電磁誘導コイルにて生成した誘導磁界により定着ロールに渦電流を誘起させて、定着ロールを直接的に加熱する電磁誘導方式の定着装置が記載されている。
ここで一般に、定着装置において電磁誘導により直接的に加熱される定着部材を熱容量の小さいベルト部材で構成することにより、従来の定着ロールを用いる構成よりも定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。しかし、熱容量の小さい定着部材は熱が流出し易い特性も有しており、それが定着可能状態までの到達時間の低減を妨げる要因となる。
本発明は、ベルト部材で構成された定着部材を備えた定着装置において、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することを目的とする。
本発明は、ベルト部材で構成された定着部材を備えた定着装置において、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記回転駆動力が前記支持部材に伝達された状態で、前記定着部材の、電磁誘導加熱される部分から前記ニップ部に至るまでの範囲に、前記弾性部材と非接触の部分を有することを特徴とする定着装置である。
請求項２に記載の発明は、前記加圧部材を前記定着部材に接離させる接離手段をさらに備え、前記接離手段は、前記定着部材が予め定められた温度に加熱されるまで前記加圧部材を当該定着部材から離間した位置に設定し、当該定着部材が当該予め定められた温度に加熱されることにより、当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に当該加圧部材を設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記支持部材は、前記定着部材の両端部に配置され、前記加圧部材が当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に設定された場合に当該定着部材を支持する部分が当該定着部材の変形に対応して変形するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記支持部材は、前記回転駆動力が伝達される本体部と、当該本体部と前記定着部材との間に配置され、当該本体部よりも高い弾性変形率を有する弾性層部とより構成され、前記接離手段により前記加圧部材が当該定着部材から離間した位置に設定された場合に当該本体部および当該弾性層部を介して当該定着部材を回転させることを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記支持部材は、前記本体部に前記弾性部材が接合されたことを特徴とする請求項４記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記支持部材は、前記定着部材の両端部に配置され、前記加圧部材が当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に設定された場合に当該定着部材を支持する部分が当該定着部材の変形に対応して変形するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記支持部材は、前記回転駆動力が伝達される本体部と、当該本体部と前記定着部材との間に配置され、当該本体部よりも高い弾性変形率を有する弾性層部とより構成され、前記接離手段により前記加圧部材が当該定着部材から離間した位置に設定された場合に当該本体部および当該弾性層部を介して当該定着部材を回転させることを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記支持部材は、前記本体部に前記弾性部材が接合されたことを特徴とする請求項４記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする定着装置である。
請求項７に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記回転駆動力が前記支持部材に伝達された状態で、前記定着部材の、電磁誘導加熱される部分から前記ニップ部に至るまでの範囲に、前記弾性部材と非接触の部分を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、前記定着手段は、前記加圧部材を前記定着部材に接離させる接離手段をさらに備え、前記定着手段の前記接離手段は、前記定着部材が予め定められた温度に加熱されるまで前記加圧部材を当該定着部材から離間した位置に設定し、当該定着部材が当該予め定められた温度に加熱されることにより、当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に当該加圧部材を設定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、前記定着手段は、前記加圧部材を前記定着部材に接離させる接離手段をさらに備え、前記定着手段の前記接離手段は、前記定着部材が予め定められた温度に加熱されるまで前記加圧部材を当該定着部材から離間した位置に設定し、当該定着部材が当該予め定められた温度に加熱されることにより、当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に当該加圧部材を設定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材とを備え、前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする画像形成装置である。
請求項１の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた定着装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項２の発明によれば、定着部材を定着可能状態に設定するに際して、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材からの熱の流出を抑制することができる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材に損傷が発生することを抑制することができる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材に損傷が発生することを抑制しながら、定着部材をより安定的に回転動作させることができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、ニップ部のニップ圧をより安定して維持することができることができる。
請求項６の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた定着装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項７の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた画像形成装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項８の発明によれば、定着部材を定着可能状態に設定するに際して、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材からの熱の流出を抑制することができる。
請求項９の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた画像形成装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項２の発明によれば、定着部材を定着可能状態に設定するに際して、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材からの熱の流出を抑制することができる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材に損傷が発生することを抑制することができる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材に損傷が発生することを抑制しながら、定着部材をより安定的に回転動作させることができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、ニップ部のニップ圧をより安定して維持することができることができる。
請求項６の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた定着装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項７の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた画像形成装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
請求項８の発明によれば、定着部材を定着可能状態に設定するに際して、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材からの熱の流出を抑制することができる。
請求項９の発明によれば、ベルト部材で構成された定着部材を備えた画像形成装置において、本発明を採用しない場合に比較して、定着可能状態に設定するまでの時間を低減することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施の形態１］
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置（定着器）６０が適用される画像形成装置１の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０と、画像形成装置１全体の動作を制御する主制御部３１と、を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３等との通信を行って画像データを受信する通信部３２と、原稿から画像を読み取って読取画像データを生成する画像読取部３３と、通信部３２にて受信された画像データや画像読取部３３によって生成された読取画像データ等に対し予め定めた画像処理を施し画像形成部１０に転送する画像処理部３４と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース（ＵＩ）部３５と、を備えている。
［実施の形態１］
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置（定着器）６０が適用される画像形成装置１の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０と、画像形成装置１全体の動作を制御する主制御部３１と、を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３等との通信を行って画像データを受信する通信部３２と、原稿から画像を読み取って読取画像データを生成する画像読取部３３と、通信部３２にて受信された画像データや画像読取部３３によって生成された読取画像データ等に対し予め定めた画像処理を施し画像形成部１０に転送する画像処理部３４と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース（ＵＩ）部３５と、を備えている。
画像形成部１０は、例えば電子写真方式により画像を形成する構成部であって、並列して配置されるトナー像形成手段の一例としての４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（以下、「画像形成ユニット１１」）を備えている。各画像形成ユニット１１は、機能部材として、例えば、矢印Ａ方向に回転しながら静電潜像が形成され、その後にトナー像が形成される感光体ドラム１２と、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光する露光器１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器１５と、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６と、を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収容されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収容されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１と、を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２と、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着器６０と、を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。
画像形成部１０の画像形成ユニット１１各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりイエロー（Ｙ）,マゼンタ（Ｍ）,シアン（Ｃ）,ブラック（Ｋ）の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により中間転写ベルト２０上に順に静電転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト２０上の合成トナー像は、中間転写ベルト２０の移動（矢印Ｂ方向）に伴って二次転写ロール２２が配置された二次転写領域Ｔｒに搬送され、用紙収容容器４０から供給される用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、用紙Ｐ上に静電転写された合成トナー像は、定着器６０によって定着処理を受けて用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送され集積される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
＜定着ユニットの全体構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着器６０について説明する。
図２および図３は、本実施の形態の定着器６０の構成を説明する図である。図２は用紙Ｐの搬入側から見た定着器６０の正面図であり、図３は定着器６０の図２におけるIII−III断面図である。
図２および図３に示すように、定着器６０は、支持体６９（図２参照）の内部に、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としてのＩＨ（Induction Heating）ヒータ６３と、ＩＨヒータ６３により電磁誘導加熱されてトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１の内部に配置された弾性部材６４（図３参照）と、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧部材の一例としての加圧ロール６２と、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０（図３参照）と、を備えている。
次に、本実施の形態の定着器６０について説明する。
図２および図３は、本実施の形態の定着器６０の構成を説明する図である。図２は用紙Ｐの搬入側から見た定着器６０の正面図であり、図３は定着器６０の図２におけるIII−III断面図である。
図２および図３に示すように、定着器６０は、支持体６９（図２参照）の内部に、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としてのＩＨ（Induction Heating）ヒータ６３と、ＩＨヒータ６３により電磁誘導加熱されてトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１の内部に配置された弾性部材６４（図３参照）と、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧部材の一例としての加圧ロール６２と、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０（図３参照）と、を備えている。
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が４００ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２と、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３と、最外層に被覆された表面離型層６１４と、からなる多層構造で構成されている。
まず、定着ベルト６１の基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成され、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。具体的には、基材層６１１は、例えば、厚さ３０〜２００μｍの非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が４００ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２と、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３と、最外層に被覆された表面離型層６１４と、からなる多層構造で構成されている。
まず、定着ベルト６１の基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成され、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。具体的には、基材層６１１は、例えば、厚さ３０〜２００μｍの非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
定着ベルト６１の導電発熱層６１２は、発熱層の一例であって、ＩＨヒータ６３にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ６３からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
ここで、ＩＨヒータ６３により生成される交流磁界の周波数は、一般に使用される汎用電源による２０ｋ〜１００ｋＨｚである。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。導電発熱層６１２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
具体的には、導電発熱層６１２の構成として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の常磁性体）が用いられる。また、定着ベルト６１を定着可能温度まで加熱するまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２を薄層にして熱容量を小さく構成する。
ここで、ＩＨヒータ６３により生成される交流磁界の周波数は、一般に使用される汎用電源による２０ｋ〜１００ｋＨｚである。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。導電発熱層６１２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
具体的には、導電発熱層６１２の構成として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の常磁性体）が用いられる。また、定着ベルト６１を定着可能温度まで加熱するまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２を薄層にして熱容量を小さく構成する。
次に、定着ベルト６１の弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。それにより、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体に均一に熱を供給するために、弾性層６１３は用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って変形するように構成される。例えば、弾性層６１３は、厚みが１００〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが用いられる。
定着ベルト６１の表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、トナーに対する離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍに設定される。
定着ベルト６１の表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、トナーに対する離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍに設定される。
なお、定着ベルト６１は、単一の材質からなる一層構成としてもよい。例えば、定着ベルト６１を５０μｍ程度の厚さのＮｉ等の金属からなる一層として構成としてもよい。
＜弾性部材の説明＞
本実施の形態の定着器６０では、定着ベルト６１の内部に、定着ベルト６１の全幅に亘って弾性部材６４を配置している。弾性部材６４は、例えばゴム硬度１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）のゴム、エラストマー等（例えば、シリコーンゴム）の弾性体で構成された外径が２８ｍｍの円柱状ロールで形成されている。
そして、弾性部材６４は、定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接（押圧しながら接触）される領域であるニップ部Ｎを除き、その外周面が定着ベルト６１の内周面と非接触となるように配置される。それにより、弾性部材６４は、ニップ部Ｎが構成される場合を除き、その外周面と定着ベルト６１の内周面との間に空隙の一例としての空隙層ｇａｐを形成する。
また、弾性部材６４の両端部は、定着ベルト６１の両端部とともに、エンドキャップ部材６７,６８に支持される。
本実施の形態の定着器６０では、定着ベルト６１の内部に、定着ベルト６１の全幅に亘って弾性部材６４を配置している。弾性部材６４は、例えばゴム硬度１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）のゴム、エラストマー等（例えば、シリコーンゴム）の弾性体で構成された外径が２８ｍｍの円柱状ロールで形成されている。
そして、弾性部材６４は、定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接（押圧しながら接触）される領域であるニップ部Ｎを除き、その外周面が定着ベルト６１の内周面と非接触となるように配置される。それにより、弾性部材６４は、ニップ部Ｎが構成される場合を除き、その外周面と定着ベルト６１の内周面との間に空隙の一例としての空隙層ｇａｐを形成する。
また、弾性部材６４の両端部は、定着ベルト６１の両端部とともに、エンドキャップ部材６７,６８に支持される。
＜定着ベルトおよび弾性部材の支持方法の説明＞
このような構成を有する定着ベルト６１および弾性部材６４は、図２に示すように、定着ベルト６１および弾性部材６４の両端部に支持部材の一例としての円柱形状のエンドキャップ部材６７,６８が装着され、定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７,６８とは接着して固定（接合）される。その際に、図３に示すように、エンドキャップ部材６７,６８は、弾性部材６４の外周面と定着ベルト６１の内周面とが非接触となり空隙層ｇａｐが形成されるように定着ベルト６１および弾性部材６４を接合する。
エンドキャップ部材６７,６８は、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の剛性の高い耐熱性材料で構成されている。
また、エンドキャップ部材６７,６８の回転中心にはそれぞれ外側（定着ベルト６１とは反対の側）に向けて回転軸９７が設けられ、回転軸９７は両端が支持体６９に回転自在に支持されている。
このような構成を有する定着ベルト６１および弾性部材６４は、図２に示すように、定着ベルト６１および弾性部材６４の両端部に支持部材の一例としての円柱形状のエンドキャップ部材６７,６８が装着され、定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７,６８とは接着して固定（接合）される。その際に、図３に示すように、エンドキャップ部材６７,６８は、弾性部材６４の外周面と定着ベルト６１の内周面とが非接触となり空隙層ｇａｐが形成されるように定着ベルト６１および弾性部材６４を接合する。
エンドキャップ部材６７,６８は、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の剛性の高い耐熱性材料で構成されている。
また、エンドキャップ部材６７,６８の回転中心にはそれぞれ外側（定着ベルト６１とは反対の側）に向けて回転軸９７が設けられ、回転軸９７は両端が支持体６９に回転自在に支持されている。
図５は、定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７,６８との接合部を説明する図である。図５（ａ）は定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７との接合部の断面図であり、（ｂ）は弾性部材６４がエンドキャップ部材６７に接合される様子を示す斜視図であり、（ｃ）は定着ベルト６１がエンドキャップ部材６７に接合される様子を示す斜視図である。図５では、エンドキャップ部材６７との接合を例示しているが、エンドキャップ部材６８との接合も同様に構成されている。
まず、図５（ａ）に示すように、エンドキャップ部材６７は、外周側面６７ａに定着ベルト６１の内周面６１ｂ（図５（ｃ）参照）が接合され、定着ベルト６１側の底面（内側底面）６７ｂに弾性部材６４の底面６４ｂが接合されている。さらに詳細には、図５（ｂ）に示すように、エンドキャップ部材６７の内側底面６７ｂには、エンドキャップ部材６７の回転中心（図中一点鎖線）を中心軸とする円柱形状の凸状部６７ｃが形成されている。また、エンドキャップ部材６７の内側底面６７ｂに対向する弾性部材６４の底面６４ｂには、弾性部材６４の回転中心（図中一点鎖線）を中心軸とする円形の凹状部６４ａが形成されている。そして、エンドキャップ部材６７の凸状部６７ｃに弾性部材６４の凹状部６４ａが嵌入されることで、弾性部材６４はエンドキャップ部材６７にそれぞれ共通の回転中心（図中一点鎖線）を持って接合される。
剛性の高い耐熱性材料で構成されたエンドキャップ部材６７,６８に弾性部材６４が接合されることで、弾性部材６４は安定して支持されるので、ニップ部Ｎのニップ圧が一定値に安定して維持される。
剛性の高い耐熱性材料で構成されたエンドキャップ部材６７,６８に弾性部材６４が接合されることで、弾性部材６４は安定して支持されるので、ニップ部Ｎのニップ圧が一定値に安定して維持される。
また、図５（ｃ）に示すように、エンドキャップ部材６７の外周側面６７ａに定着ベルト６１の内周面６１ｂが接合される。この場合に、エンドキャップ部材６７の内側底面６７ｂの直径は、定着ベルト６１の原形（円筒形状）時の直径と一致させて形成されている。それにより、定着ベルト６１はエンドキャップ部材６７との接合部にて撓むことなく、エンドキャップ部材６７と接合される。
また、図２に示すように、エンドキャップ部材６７の回転軸９７には、駆動伝達ギヤ９６が固定されている。そして、後段で説明する接離機構により、定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接（押圧しながら接触）されている状態では、駆動伝達ギヤ９６には駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達されず、定着ベルト６１は加圧ロール６２からの摩擦力によって従動回転する。一方、定着ベルト６１から加圧ロール６２が離間した状態では、駆動伝達ギヤ９６に駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達され、定着ベルト６１はエンドキャップ部材６７を介して自らが回転する。なお、定着ベルト６１および加圧ロール６２を駆動する機構については、後段（図６）で詳述する。
＜加圧ロールの説明＞
図３に示すように、加圧ロール６２は、例えば発泡させたシリコーンゴム等からなる耐熱性弾性体層６２１と、例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２２と、で構成されている。また、加圧ロール６２は、直径が２８ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。そして、加圧ロール６２は、定着ベルト６１の回転軸９７方向に沿って定着ベルト６１と並行して配置され、次段で説明するように、接離機構により定着ベルト６１に対して接離するように構成されている。
また図２（後段図７も参照）に示すように、加圧ロール６２には、加圧ロール６２の回転中心を貫通するように回転軸９５が設けられている。そして、回転軸９５の一方の端部側には、駆動伝達ギヤ９４が固定されるとともに、回転軸９５は、支持体６９において定着ベルト６１方向に関して予め定められた範囲内で移動自在に支持され、かつ回転自在に支持されている。それにより、加圧ロール６２は、接離機構により定着ベルト６１に圧接する位置に配置されると、駆動伝達ギヤ９４を介して駆動源である駆動モータ９０からの駆動力を受けて、自らが図３の矢印Ｃ方向に回転する。それにより、定着ベルト６１は加圧ロール６２に従動して回転する。その際には、加圧ロール６２は定着ベルト６１を押圧しながら定着ベルト６１との接触位置にニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力によって未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
図３に示すように、加圧ロール６２は、例えば発泡させたシリコーンゴム等からなる耐熱性弾性体層６２１と、例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２２と、で構成されている。また、加圧ロール６２は、直径が２８ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。そして、加圧ロール６２は、定着ベルト６１の回転軸９７方向に沿って定着ベルト６１と並行して配置され、次段で説明するように、接離機構により定着ベルト６１に対して接離するように構成されている。
また図２（後段図７も参照）に示すように、加圧ロール６２には、加圧ロール６２の回転中心を貫通するように回転軸９５が設けられている。そして、回転軸９５の一方の端部側には、駆動伝達ギヤ９４が固定されるとともに、回転軸９５は、支持体６９において定着ベルト６１方向に関して予め定められた範囲内で移動自在に支持され、かつ回転自在に支持されている。それにより、加圧ロール６２は、接離機構により定着ベルト６１に圧接する位置に配置されると、駆動伝達ギヤ９４を介して駆動源である駆動モータ９０からの駆動力を受けて、自らが図３の矢印Ｃ方向に回転する。それにより、定着ベルト６１は加圧ロール６２に従動して回転する。その際には、加圧ロール６２は定着ベルト６１を押圧しながら定着ベルト６１との接触位置にニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力によって未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
＜加圧ロールの接離機構の説明＞
ここで、上記した加圧ロール６２を定着ベルト６１に対して接離させる接離手段の一例としての接離機構（以下、「リトラクト機構」）について説明する。
図２に示すように、本実施の形態の定着器６０は、リトラクト機構として、支持体６９に回転自在に支持される回転軸８１と、予め定められた角度範囲内で回転軸８１を変位させる変位モータ８０と、回転軸８１の両端部領域であって加圧ロール６２の回転軸９５に対向する位置に固定され、回転軸８１の変位により揺動するカム８２,８３と、を備えている。さらに、加圧ロール６２の回転軸９５の両端部領域に接続され、加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間する方向（矢印方向）に付勢するバネ８４,８５を備えている。
ここで、上記した加圧ロール６２を定着ベルト６１に対して接離させる接離手段の一例としての接離機構（以下、「リトラクト機構」）について説明する。
図２に示すように、本実施の形態の定着器６０は、リトラクト機構として、支持体６９に回転自在に支持される回転軸８１と、予め定められた角度範囲内で回転軸８１を変位させる変位モータ８０と、回転軸８１の両端部領域であって加圧ロール６２の回転軸９５に対向する位置に固定され、回転軸８１の変位により揺動するカム８２,８３と、を備えている。さらに、加圧ロール６２の回転軸９５の両端部領域に接続され、加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間する方向（矢印方向）に付勢するバネ８４,８５を備えている。
次の図６は、リトラクト機構が加圧ロール６２を定着ベルト６１に接離させる際の動作を説明する図である。まず、図６（ａ）に示すように、カム８２,８３（図６ではカム８２のみを図示）の頂部Ｆ０が定着ベルト６１の回転軸９７方向を向くように、変位モータ８０が回転軸８１を変位させた状態では、カム８２（カム８３）の頂部Ｆ０が加圧ロール６２の回転軸９５をバネ８４,８５（図２参照）の付勢力に抗して定着ベルト６１側（矢印方向）に押し込む。それにより、加圧ロール６２は、定着ベルト６１を介して弾性部材６４を押圧する位置に設定される。
続いて、図６（ｂ）に示すように、カム８２（カム８３）の頂部Ｆ０が定着ベルト６１の回転軸９７方向とは角度θだけ傾くように、変位モータ８０が回転軸８１を変位させた状態では、加圧ロール６２の回転軸９５はバネ８４,８５（図２参照）の付勢力によりカム８２（カム８３）の側面Ｆ１に沿って、支持体６９（図５参照）に設定された移動制限領域Ｗの範囲内で定着ベルト６１側から離間する方向（図５（ｂ）矢印方向）に移動する。それにより、加圧ロール６２は、定着ベルト６１から離間した位置に設定される。
続いて、図６（ｂ）に示すように、カム８２（カム８３）の頂部Ｆ０が定着ベルト６１の回転軸９７方向とは角度θだけ傾くように、変位モータ８０が回転軸８１を変位させた状態では、加圧ロール６２の回転軸９５はバネ８４,８５（図２参照）の付勢力によりカム８２（カム８３）の側面Ｆ１に沿って、支持体６９（図５参照）に設定された移動制限領域Ｗの範囲内で定着ベルト６１側から離間する方向（図５（ｂ）矢印方向）に移動する。それにより、加圧ロール６２は、定着ベルト６１から離間した位置に設定される。
このように、加圧ロール６２は、リトラクト機構によって定着ベルト６１に対して接離動作を行う。リトラクト機構により加圧ロール６２に対する接離動作が行われるのは、定着器６０での定着動作の開始時および終了時である。すなわち、定着動作の開始に合わせて加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接する（押圧しながら接触する）ように設定される。それにより、定着動作時には駆動モータ９０（図２参照）からの回転駆動力を受けた加圧ロール６２が定着ベルト６１を従動回転させる。また、定着動作の前は、加圧ロール６２は定着ベルト６１から離間した状態が維持され、その状態で定着ベルト６１を回転させてＩＨヒータ６３により定着可能温度まで上昇させる動作（以下、「ウォームアップ動作」）が行われる。
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１および加圧ロール６２を駆動する機構（以下、「駆動機構」）について説明する。
まず、上記図２に示すように、本実施の形態の定着器６０は、駆動機構として、駆動源としての駆動モータ９０と、駆動モータ９０の回転軸９１に固定された駆動伝達ギヤ９２および駆動伝達ギヤ９３と、加圧ロール６２の回転軸９５に固定された駆動伝達ギヤ９４と、エンドキャップ部材６７の回転軸９７に固定された駆動伝達ギヤ９６と、を備えている。さらに、エンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６と駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９３とを結合する伝達ギヤ９８を備えている。伝達ギヤ９８は、トルクリミッタ１００（次段図７参照）を介して回転軸９９に支持されている。
次に、定着ベルト６１および加圧ロール６２を駆動する機構（以下、「駆動機構」）について説明する。
まず、上記図２に示すように、本実施の形態の定着器６０は、駆動機構として、駆動源としての駆動モータ９０と、駆動モータ９０の回転軸９１に固定された駆動伝達ギヤ９２および駆動伝達ギヤ９３と、加圧ロール６２の回転軸９５に固定された駆動伝達ギヤ９４と、エンドキャップ部材６７の回転軸９７に固定された駆動伝達ギヤ９６と、を備えている。さらに、エンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６と駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９３とを結合する伝達ギヤ９８を備えている。伝達ギヤ９８は、トルクリミッタ１００（次段図７参照）を介して回転軸９９に支持されている。
引き続いて、定着器６０の駆動機構において、駆動モータ９０からの駆動力の伝達経路について説明する。上記したように、加圧ロール６２がリトラクト機構によって定着ベルト６１に対して接離動作することから、加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された状態と離間された状態とで、駆動モータ９０からの駆動力は、異なる経路を伝達される。
図７は、駆動モータ９０から定着ベルト６１および加圧ロール６２への駆動力の伝達を説明する図である。図７（ａ）は、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された状態での駆動力の伝達を示し、（ｂ）は、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間された状態での駆動力の伝達を示している。
図７は、駆動モータ９０から定着ベルト６１および加圧ロール６２への駆動力の伝達を説明する図である。図７（ａ）は、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された状態での駆動力の伝達を示し、（ｂ）は、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間された状態での駆動力の伝達を示している。
図７（ａ）に示すように、加圧ロール６２が定着ベルト６１（図６参照）に圧接された状態では、駆動モータ９０の回転軸９１に固定された駆動伝達ギヤ９２は、加圧ロール６２側の駆動伝達ギヤ９４と結合する。また、駆動モータ９０の回転軸９１に固定された駆動伝達ギヤ９３は、定着ベルト６１側であるエンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６と結合する伝達ギヤ９８と結合する。
その場合には、駆動伝達ギヤ９２と駆動伝達ギヤ９４との結合により、駆動モータ９０からの回転駆動力が駆動伝達ギヤ９２および駆動伝達ギヤ９４を介して加圧ロール６２側に伝達され、加圧ロール６２が回転駆動される。そして、加圧ロール６２は、定着ベルト６１を従動回転させる。
その場合には、駆動伝達ギヤ９２と駆動伝達ギヤ９４との結合により、駆動モータ９０からの回転駆動力が駆動伝達ギヤ９２および駆動伝達ギヤ９４を介して加圧ロール６２側に伝達され、加圧ロール６２が回転駆動される。そして、加圧ロール６２は、定着ベルト６１を従動回転させる。
一方、駆動伝達ギヤ９３と伝達ギヤ９８との結合により、駆動モータ９０からの回転駆動力は、駆動伝達ギヤ９３を介して伝達ギヤ９８にも伝達される。ところが、この場合には、伝達ギヤ９８が駆動伝達ギヤ９６を介して回転駆動力を伝達しようとする定着ベルト６１（エンドキャップ部材６７）は、加圧ロール６２によって従動回転している。さらには、駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９２と加圧ロール６２側の駆動伝達ギヤ９４との間に設定されたギヤ比は、駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９３と伝達ギヤ９８とエンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６との間に設定されたギヤ比よりも、定着ベルト６１を僅かながら（例えば、１〜３％程度）速く回転させるように構成されている。そのため、この場合には、伝達ギヤ９８が回転駆動力を伝達しようとする定着ベルト６１側の駆動伝達ギヤ９６は、伝達ギヤ９８よりも速い回転速度で回転している。それにより、伝達ギヤ９８は、回転軸９９との間に配置されたトルクリミッタ１００により空回転し、駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９３からエンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６へは回転駆動力が伝達されない。
このように、図７（ａ）に示す加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された状態では、駆動モータ９０からの回転駆動力は、加圧ロール６２にのみ伝達される。そして、それにより、定着ベルト６１は加圧ロール６２によって従動回転するので、定着ベルト６１の回転速度は、加圧ロール６２のみによって設定されることとなる。そのため、定着ベルト６１の回転速度は安定する。
このように、図７（ａ）に示す加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された状態では、駆動モータ９０からの回転駆動力は、加圧ロール６２にのみ伝達される。そして、それにより、定着ベルト６１は加圧ロール６２によって従動回転するので、定着ベルト６１の回転速度は、加圧ロール６２のみによって設定されることとなる。そのため、定着ベルト６１の回転速度は安定する。
一方、図７（ｂ）に示すように、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間された状態では、駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９２と、加圧ロール６２側の駆動伝達ギヤ９４との結合状態が解除される。そのため、駆動モータ９０からの回転駆動力が加圧ロール６２側に伝達されず、定着ベルト６１は、加圧ロール６２からの回転力を受けない。そのため、この場合には、伝達ギヤ９８は、駆動モータ９０側の駆動伝達ギヤ９３からエンドキャップ部材６７の駆動伝達ギヤ９６へ回転駆動力を伝達する。それにより、駆動モータ９０からの回転駆動力が、定着ベルト６１側の駆動伝達ギヤ９６からエンドキャップ部材６７の回転軸９７に伝達され、さらにはエンドキャップ部材６７に接合された定着ベルト６１に伝達されて、定着ベルト６１は自らが直接的に回転される。
このように、本実施の形態の定着器６０では、定着動作を開始する前であって加圧ロール６２がリトラクト機構によって定着ベルト６１に圧接されていない状態に設定されている場合には、駆動モータ９０からの回転駆動力により、定着ベルト６１はエンドキャップ部材６７を介して直接的に回転駆動される。
一方、定着動作が開始され加圧ロール６２がリトラクト機構によって定着ベルト６１に圧接された状態においては、定着ベルト６１は、駆動モータ９０からの回転駆動力によって回転する加圧ロール６２に従動して間接的に回転する。
一方、定着動作が開始され加圧ロール６２がリトラクト機構によって定着ベルト６１に圧接された状態においては、定着ベルト６１は、駆動モータ９０からの回転駆動力によって回転する加圧ロール６２に従動して間接的に回転する。
＜ＩＨヒータの説明＞
次に、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ６３について説明する。
図８は、本実施の形態のＩＨヒータ６３の構成を説明する断面図である。図８に示すように、ＩＨヒータ６３は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体６３１と、交流磁界を生成する励磁コイル６３２と、励磁コイル６３２を支持体６３１上に固定する例えばシリコーンゴム等の弾性体で構成された弾性固定部材６３３と、定着ベルト６１の幅方向に沿って複数配置され、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心６３４と、を備えている。またＩＨヒータ６３は、定着ベルト６１の幅方向に沿って複数配置され、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界を支持体６３１の長手方向に均すための調整用磁心６３９と、磁心６３４を上部から覆うように保持する磁心保持部材６３７と、磁心保持部材６３７を介して磁心６３４を支持体６３１側に加圧する例えばシリコーンゴム等の弾性体で構成された加圧部材６３６と、磁界を遮蔽して外部への漏洩を抑制するシールド６３５と、励磁コイル６３２に交流電流を供給する励磁回路６３８と、を備えている。
次に、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ６３について説明する。
図８は、本実施の形態のＩＨヒータ６３の構成を説明する断面図である。図８に示すように、ＩＨヒータ６３は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体６３１と、交流磁界を生成する励磁コイル６３２と、励磁コイル６３２を支持体６３１上に固定する例えばシリコーンゴム等の弾性体で構成された弾性固定部材６３３と、定着ベルト６１の幅方向に沿って複数配置され、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心６３４と、を備えている。またＩＨヒータ６３は、定着ベルト６１の幅方向に沿って複数配置され、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界を支持体６３１の長手方向に均すための調整用磁心６３９と、磁心６３４を上部から覆うように保持する磁心保持部材６３７と、磁心保持部材６３７を介して磁心６３４を支持体６３１側に加圧する例えばシリコーンゴム等の弾性体で構成された加圧部材６３６と、磁界を遮蔽して外部への漏洩を抑制するシールド６３５と、励磁コイル６３２に交流電流を供給する励磁回路６３８と、を備えている。
支持体６３１は、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ＰＰＳの耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料で構成されている。そして、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル６３２を支持する支持面６３１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように形成され設定されている。
励磁コイル６３２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成されている。そして、励磁コイル６３２に励磁回路６３８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル６３２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路６３８から励磁コイル６３２に供給される交流電流の周波数は、一般的な汎用電源により生成される２０ｋ〜１００ｋＨｚが用いられる。
弾性固定部材６３３は、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成されたシート状部材である。弾性固定部材６３３は、励磁コイル６３２が支持体６３１の支持面６３１ａに密着して固定されるように、励磁コイル６３２を支持体６３１に対して押圧するように設定されている。
励磁コイル６３２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成されている。そして、励磁コイル６３２に励磁回路６３８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル６３２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路６３８から励磁コイル６３２に供給される交流電流の周波数は、一般的な汎用電源により生成される２０ｋ〜１００ｋＨｚが用いられる。
弾性固定部材６３３は、例えばシリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成されたシート状部材である。弾性固定部材６３３は、励磁コイル６３２が支持体６３１の支持面６３１ａに密着して固定されるように、励磁コイル６３２を支持体６３１に対して押圧するように設定されている。
磁心６３４は、例えば焼成フェライト、フェライト樹脂、パーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される円弧形状の強磁性体が用いられる。磁心６３４は、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心６３４から定着ベルト６１を横切って磁心６３４に戻るという磁力線の通路（閉磁路）を形成する。それにより、励磁コイル６３２にて生成された交流磁界の磁力線Ｈを定着ベルト６１の磁心６３４と対向する領域に集中させる。
磁心保持部材６３７の各々は、ＳＵＳや樹脂等の非磁性体で形成され、磁心６３４の一部または全部を覆うようにして磁心６３４各々を保持する。
調整用磁心６３９は、例えば焼成フェライト、フェライト樹脂等の高透磁率材質で構成される直方体形状（ブロック形状）の強磁性体が用いられる。そして、調整用磁心６３９は、磁心６３４により形成される交流磁界の支持体６３１長手方向（＝定着ベルト６１の幅方向）に生じる強弱を均すことにより、定着ベルト６１の幅方向の温度むら（温度のばらつき、温度リップル）を低減している。
磁心保持部材６３７の各々は、ＳＵＳや樹脂等の非磁性体で形成され、磁心６３４の一部または全部を覆うようにして磁心６３４各々を保持する。
調整用磁心６３９は、例えば焼成フェライト、フェライト樹脂等の高透磁率材質で構成される直方体形状（ブロック形状）の強磁性体が用いられる。そして、調整用磁心６３９は、磁心６３４により形成される交流磁界の支持体６３１長手方向（＝定着ベルト６１の幅方向）に生じる強弱を均すことにより、定着ベルト６１の幅方向の温度むら（温度のばらつき、温度リップル）を低減している。
このように、ＩＨヒータ６３は、定着ベルト６１の厚さ方向に横切る磁力線Ｈを生成して、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉを発生させる。それにより、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を導電発熱層６１２に発生させて、定着ベルト６１を加熱する。
＜弾性部材の機能の説明＞
次に、定着ベルト６１の内部に配置された弾性部材６４の機能について説明する。
上記したように、本実施の形態の定着器６０は、加圧ロール６２を定着ベルト６１に対して接離させるリトラクト機構を備えている。そして、定着動作を開始する前に定着ベルト６１をＩＨヒータ６３により定着可能温度まで上昇させる動作（ウォームアップ動作）を行う際には、リトラクト機構によって加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた位置に設定しておく。それにより、熱容量の小さな定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生し難い状態を設定することで定着ベルト６１を効率的に加熱し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（以下、「ウォームアップ時間」）を低減している。なお、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１は、上記した駆動機構により駆動モータ９０からの回転駆動力によって直接、回転駆動される。
次に、定着ベルト６１の内部に配置された弾性部材６４の機能について説明する。
上記したように、本実施の形態の定着器６０は、加圧ロール６２を定着ベルト６１に対して接離させるリトラクト機構を備えている。そして、定着動作を開始する前に定着ベルト６１をＩＨヒータ６３により定着可能温度まで上昇させる動作（ウォームアップ動作）を行う際には、リトラクト機構によって加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた位置に設定しておく。それにより、熱容量の小さな定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生し難い状態を設定することで定着ベルト６１を効率的に加熱し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（以下、「ウォームアップ時間」）を低減している。なお、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１は、上記した駆動機構により駆動モータ９０からの回転駆動力によって直接、回転駆動される。
一方、ウォームアップ動作によって定着ベルト６１が定着可能温度近傍であって定着可能温度よりも低い予め定められた温度に到達した時点にて、加圧ロール６２はリトラクト機構によって定着ベルト６１に圧接される。それにより、定着ベルト６１は、上記した駆動機構によって駆動モータ９０からの回転駆動力によって回転する加圧ロール６２に従動して回転するため、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱が流出する。しかし、この状態では、定着ベルト６１は定着可能温度近傍まで到達している。そのため、定着ベルト６１は、加圧ロール６２に熱を伝熱しながらＩＨヒータ６３から電磁誘導加熱により定着可能温度に向けた加熱が継続して行われて、最終的に定着可能温度に到達する。そして、定着ベルト６１が定着可能温度に到達することにより、ニップ部Ｎに用紙Ｐ搬送されて定着動作が開始される。
ところで、上記したように、本実施の形態の定着器６０では、定着ベルト６１の内部に、定着ベルト６１の全幅に亘って弾性部材６４を配置している。そして、定着ベルト６１は、定着動作中はリトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接して配置されることにより、弾性部材６４および加圧ロール６２双方の弾性力によって定着ベルト６１と加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する。一方、ウォームアップ動作中はリトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間して配置されることにより、定着ベルト６１全体の原型形状が復元して、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐが介在した構成が形成される。
次の図９は、ニップ部Ｎ近傍領域での定着ベルト６１の状態を示す図である。図９（ａ）は、加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接された場合を示し、（ｂ）は、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間した場合を示している。
図９（ａ）に示すように、定着動作中においては、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接して配置される。その際に、ニップ部Ｎでは、定着ベルト６１が弾性部材６４に押し付けられて定着ベルト６１の内周面と弾性部材６４の外周面とが密着するとともに、弾性変形しながら定着ベルト６１を押圧する加圧ロール６２と、加圧ロール６２からの押圧力によって弾性変形する弾性部材６４とによって、予め定められたニップ圧を持ったニップ部Ｎが形成される。
このように、加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接して配置された際には、定着ベルト６１の内周面が弾性部材６４の外周面に押し付けられ、それにより加圧ロール６２からの押圧力を弾性部材６４が受けて弾性変形し、ニップ部Ｎを形成する（図９（ａ））。これによって、ニップ部Ｎのニップ圧は、弾性変形する加圧ロール６２と弾性変形する弾性部材６４との双方によって予め定められた圧力に安定的に設定される。
図９（ａ）に示すように、定着動作中においては、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接して配置される。その際に、ニップ部Ｎでは、定着ベルト６１が弾性部材６４に押し付けられて定着ベルト６１の内周面と弾性部材６４の外周面とが密着するとともに、弾性変形しながら定着ベルト６１を押圧する加圧ロール６２と、加圧ロール６２からの押圧力によって弾性変形する弾性部材６４とによって、予め定められたニップ圧を持ったニップ部Ｎが形成される。
このように、加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接して配置された際には、定着ベルト６１の内周面が弾性部材６４の外周面に押し付けられ、それにより加圧ロール６２からの押圧力を弾性部材６４が受けて弾性変形し、ニップ部Ｎを形成する（図９（ａ））。これによって、ニップ部Ｎのニップ圧は、弾性変形する加圧ロール６２と弾性変形する弾性部材６４との双方によって予め定められた圧力に安定的に設定される。
一方、図９（ｂ）に示すように、ウォームアップ動作中においては、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間して配置される。その際には、定着ベルト６１全周に亘って、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐが介在した構成が形成される。
上記したように、ウォームアップ動作中は、リトラクト機構によって加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させることにより、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、本実施の形態では、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じない状態を設定している。それによって、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間をさらに低減する構成を実現している。
上記したように、ウォームアップ動作中は、リトラクト機構によって加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させることにより、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、本実施の形態では、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じない状態を設定している。それによって、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間をさらに低減する構成を実現している。
＜画像形成処理に関する動作制御の説明＞
続いて、画像形成動作の流れについて説明しておく。
図１０は、主制御部３１が行う画像形成処理の内容の一例を説明するフローチャートである。
図１０に示したように、主制御部３１は、画像読取部３３やＵＩ部３５や通信部３２からの信号等に基づいて、画像読取部３３に原稿が置かれるなどのユーザによる画像形成指示前に行われる操作（以下、「ユーザによる操作」）を監視する（ステップ１０１）。そして、主制御部３１は、ユーザによる操作を認識した場合には（ステップ１０１でＹｅｓ）、定着器６０に対し、駆動モータ９０（上記図２参照）をオンして、リトラクト機構により加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接されていない状態にて定着ベルト６１を回転させるように指示する（ステップ１０２）。さらにその後、主制御部３１は、ウォーミングアップ動作の実行を指示する（ステップ１０３）。
続いて、画像形成動作の流れについて説明しておく。
図１０は、主制御部３１が行う画像形成処理の内容の一例を説明するフローチャートである。
図１０に示したように、主制御部３１は、画像読取部３３やＵＩ部３５や通信部３２からの信号等に基づいて、画像読取部３３に原稿が置かれるなどのユーザによる画像形成指示前に行われる操作（以下、「ユーザによる操作」）を監視する（ステップ１０１）。そして、主制御部３１は、ユーザによる操作を認識した場合には（ステップ１０１でＹｅｓ）、定着器６０に対し、駆動モータ９０（上記図２参照）をオンして、リトラクト機構により加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接されていない状態にて定着ベルト６１を回転させるように指示する（ステップ１０２）。さらにその後、主制御部３１は、ウォーミングアップ動作の実行を指示する（ステップ１０３）。
この段階では、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間しているので、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態となり、さらに、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐが介在するので、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じない状態となる。それによって、熱容量の小さい定着ベルト６１からの熱の流出が抑制され、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間が低減される。またこの場合には、定着ベルト６１は、駆動モータ９０からの回転駆動力によって自らが回転する。
一方、ユーザによる操作を認識しない場合には（ステップ１０１でＮｏ）、主制御部３１は、ユーザによる操作の監視を継続する（ステップ１０１）。
そして、主制御部３１は、ウォームアップ動作によって定着ベルト６１が定着可能温度近傍であって定着可能温度よりも低い予め定められた温度に到達すると（ステップ１０４でＹｅｓ）、リトラクト機構によって加圧ロール６２を定着ベルト６１に圧接させる（ステップ１０５）。そして、加圧ロール６２が圧接された定着ベルト６１が定着可能温度に到達すると（ステップ１０６でＹｅｓ）、主制御部３１は、画像形成部１０に対してトナー像形成動作の開始を指示する（ステップ１０７）。
この段階では、定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接して配置されるので、定着ベルト６１の内周面が弾性部材６４の外周面に押し付けられ、加圧ロール６２からの押圧力を弾性部材６４が受けて弾性変形し、ニップ部Ｎを形成する。また、加圧ロール６２は、定着ベルト６１を従動回転させる。
そして、主制御部３１は、一連の画像形成処理の完了を認識すると（ステップ１０８）、再度、ステップ１０１に戻って、ユーザによる操作を監視する。
上記したように、本実施の形態の定着器６０は、定着ベルト６１の全幅に亘って定着ベルト６１の内部に弾性部材６４が配置されるとともに、定着ベルト６１と弾性部材６４とはエンドキャップ部材６７,６８にて相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合されている。さらには、本実施の形態の定着器６０は、加圧ロール６２を定着ベルト６１に接離させるリトラクト機構を備え、ウォーミングアップ動作にて定着可能温度近傍であって定着可能温度よりも低い予め定められた温度に到達するまで、加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させておく。
それにより、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じ難い状態を設定している。それによって、熱容量の小さい定着ベルト６１から外部への熱の流出を抑制し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間を従来よりもさらに低減している。
それにより、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じ難い状態を設定している。それによって、熱容量の小さい定着ベルト６１から外部への熱の流出を抑制し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間を従来よりもさらに低減している。
［実施の形態２］
実施の形態１の定着器６０では、剛性の高い耐熱性樹脂で構成されたエンドキャップ部材６７,６８により、定着ベルト６１と弾性部材６４とが相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合される構成を説明した。本実施の形態では、剛性の低い耐熱性材料で構成されたエンドキャップ部材６７,６８により、定着ベルト６１と弾性部材６４とが相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合される構成を説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
実施の形態１の定着器６０では、剛性の高い耐熱性樹脂で構成されたエンドキャップ部材６７,６８により、定着ベルト６１と弾性部材６４とが相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合される構成を説明した。本実施の形態では、剛性の低い耐熱性材料で構成されたエンドキャップ部材６７,６８により、定着ベルト６１と弾性部材６４とが相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合される構成を説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図１１は、本実施の形態における定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７,６８との接合部を説明する図である。図１１（ａ）は定着ベルト６１および弾性部材６４とエンドキャップ部材６７との接合部の断面図であり、（ｂ）は弾性部材６４がエンドキャップ部材６７に接合される様子を示す斜視図であり、（ｃ）は定着ベルト６１がエンドキャップ部材６７に接合される様子を示す斜視図である。図１１では、エンドキャップ部材６７との接合を例示しているが、エンドキャップ部材６８との接合も同様である。
まず、図１１（ａ）に示すように、本実施の形態のエンドキャップ部材６７（エンドキャップ部材６８）は、回転軸９７（回転軸９８）と一体として剛性の高い耐熱性樹脂で構成された本体部６７Ａと、本体部６７Ａの外周側面６７ａに外嵌され、本体部６７Ａよりも高い弾性変形率を有する弾性層部の一例としての円筒形状のスポンジ層部６７Ｂとで構成されている。例えばスポンジ層部６７Ｂは、シリコーンゴムを発泡させたゴム硬度１５〜３５°（ＪＩＳ−Ａ）の弾性体で構成される。本体部６７Ａを剛性の高い耐熱性樹脂で構成することにより、駆動モータ９０からの回転駆動力が効率的かつ安定的に伝達される。なお、ここでの「弾性変形率」とは、押圧力が作用した際の単位体積当たりの弾性変形量をいう。
そして、スポンジ層部６７Ｂの外周側面６７ａに定着ベルト６１の内周面６１ｂ（図１１（ｃ）参照）が接合され、本体部６７Ａに弾性部材６４の底面６４ｂ（図１１（ｂ）参照）が接合されている。
そして、スポンジ層部６７Ｂの外周側面６７ａに定着ベルト６１の内周面６１ｂ（図１１（ｃ）参照）が接合され、本体部６７Ａに弾性部材６４の底面６４ｂ（図１１（ｂ）参照）が接合されている。
さらに詳細には、図１１（ｂ）に示すように、エンドキャップ部材６７の本体部６７Ａは、定着ベルト６１側においてエンドキャップ部材６７の回転中心（図中一点鎖線）を中心軸とする円柱形状の凸状部６７ｃを構成する。また、エンドキャップ部材６７の本体部６７Ａに対向する弾性部材６４の内側底面６４ｂには、弾性部材６４の回転中心（図中一点鎖線）を中心軸とする円形の凹状部６４ａが形成されている。そして、エンドキャップ部材６７の本体部６７Ａ（凸状部６７ｃ）に弾性部材６４の凹状部６４ａが嵌入されることで、弾性部材６４はエンドキャップ部材６７にそれぞれ共通の回転中心（図中一点鎖線）を持って接合される。その場合に、スポンジ層部６７Ｂの内側底面６７ｂと弾性部材６４の底面６４ｂとは接触するか、または僅かな間隙を持つように設定される。すなわち、スポンジ層部６７Ｂが弾性部材６４からの圧力よって変形しないように、弾性部材６４の底面６４ｂがスポンジ層部６７Ｂの内側底面６７ｂを圧接しないように配置される。
剛性の高い耐熱性樹脂で構成された本体部６７Ａに弾性部材６４が接合されることで、弾性部材６４は安定して支持されるので、ニップ部Ｎのニップ圧が一定値に安定して維持される。
剛性の高い耐熱性樹脂で構成された本体部６７Ａに弾性部材６４が接合されることで、弾性部材６４は安定して支持されるので、ニップ部Ｎのニップ圧が一定値に安定して維持される。
また、図１１（ｃ）に示すように、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂの外周側面６７ａに定着ベルト６１の内周面６１ｂが接合される。この場合に、スポンジ層部６７Ｂの外径は、定着ベルト６１の原形（円筒形状）時の直径と一致するか、または僅かに大きく形成されている。それにより、定着ベルト６１はエンドキャップ部材６７と密着して接合される。
そして、上記したリトラクト機構により、定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接されている状態では、駆動伝達ギヤ９６には駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達されず、定着ベルト６１は加圧ロール６２からの摩擦力によって従動回転する。一方、定着ベルト６１から加圧ロール６２が離間した状態では、駆動伝達ギヤ９６に駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達される。それにより、回転駆動力は駆動伝達ギヤ９６からエンドキャップ部材６７の回転軸９７、さらにはエンドキャップ部材６７の本体部６７Ａを介してスポンジ層部６７Ｂに伝達され、スポンジ層部６７Ｂに接合された定着ベルト６１は自らが回転する。
この構成において、リトラクト機構により定着ベルト６１に加圧ロール６２が圧接されている状態では、定着ベルト６１が弾性部材６４に押し付けられて定着ベルト６１の内周面と弾性部材６４の外周面とが密着するとともに、弾性変形しながら定着ベルト６１を押圧する加圧ロール６２と、加圧ロール６２からの押圧力によって弾性変形する弾性部材６４とによって、予め定められたニップ圧を持ったニップ部Ｎが形成される。
その際に、定着ベルト６１が弾性変形した弾性部材６４と密着して弾性部材６４の外周面に倣って変形するのに伴い、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の変形に応じて圧縮変形する。
その際に、定着ベルト６１が弾性変形した弾性部材６４と密着して弾性部材６４の外周面に倣って変形するのに伴い、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の変形に応じて圧縮変形する。
次の図１２は、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂが定着ベルト６１の変形に応じて圧縮変形した状態を示した図である。
図１２に示すように、定着ベルト６１は、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール６２から押圧されると、加圧ロール６２からの押圧力によって弾性変形した弾性部材６４の外周面に倣って圧縮変形する。すなわち、定着ベルト６１は、両端部から加圧ロール６２が定着ベルト６１を押圧する領域までの端部領域Ｅに位置する部分６１ａにおいて、弾性部材６４の外周面に倣って湾曲する。その際に、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の湾曲に対応して圧縮変形するように、剛性が低く構成されている。そのため、スポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の湾曲に対応して圧縮変形する。それにより、定着ベルト６１の両端部側の部分６１ａは、端部から加圧ロール６２が定着ベルト６１を押圧する領域に向かって滑らかな曲線を描いて徐々に変形する。このことにより、定着ベルト６１に対し部分的に大きな力が加わることが抑えられ、定着ベルト６１にて座屈や折れ等の破損が生じ難くなる。
図１２に示すように、定着ベルト６１は、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール６２から押圧されると、加圧ロール６２からの押圧力によって弾性変形した弾性部材６４の外周面に倣って圧縮変形する。すなわち、定着ベルト６１は、両端部から加圧ロール６２が定着ベルト６１を押圧する領域までの端部領域Ｅに位置する部分６１ａにおいて、弾性部材６４の外周面に倣って湾曲する。その際に、エンドキャップ部材６７のスポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の湾曲に対応して圧縮変形するように、剛性が低く構成されている。そのため、スポンジ層部６７Ｂは、定着ベルト６１の湾曲に対応して圧縮変形する。それにより、定着ベルト６１の両端部側の部分６１ａは、端部から加圧ロール６２が定着ベルト６１を押圧する領域に向かって滑らかな曲線を描いて徐々に変形する。このことにより、定着ベルト６１に対し部分的に大きな力が加わることが抑えられ、定着ベルト６１にて座屈や折れ等の破損が生じ難くなる。
また、外周部にスポンジ層部６７Ｂが構成されたエンドキャップ部材６７によっても、実施の形態１の場合と同様に、リトラクト機構によって加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間して配置された状態では、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙部ｇａｐが介在する。それにより、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じ難い状態を設定している。
また、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間して配置された状態において、上記した駆動機構により、外周部にスポンジ層部６７Ｂが構成されたエンドキャップ部材６７を介して定着ベルト６１が回転する。
また、加圧ロール６２が定着ベルト６１から離間して配置された状態において、上記した駆動機構により、外周部にスポンジ層部６７Ｂが構成されたエンドキャップ部材６７を介して定着ベルト６１が回転する。
以上説明したように、上記した実施の形態に係る定着器６０は、定着ベルト６１の全幅に亘って定着ベルト６１の内部に弾性部材６４が配置されるとともに、定着ベルト６１と弾性部材６４とはエンドキャップ部材６７,６８にて相互間に空隙層ｇａｐが形成されるように接合されている。さらには、本実施の形態の定着器６０は、加圧ロール６２を定着ベルト６１に接離させるリトラクト機構を備え、ウォーミングアップ動作にて定着可能温度近傍であって定着可能温度よりも低い予め定められた温度に到達するまで、加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させておく。
それにより、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じ難い状態を設定している。それによって、熱容量の小さい定着ベルト６１からの熱の流出を抑制し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間を従来よりもさらに低減している。
それにより、ウォームアップ動作中は、定着ベルト６１の外側において、定着ベルト６１から加圧ロール６２に熱の流出が生じない状態を設定している。さらに、定着ベルト６１の内側においても、定着ベルト６１と弾性部材６４との間に空隙層ｇａｐを介在させることにより、定着ベルト６１から弾性部材６４に熱の流出が生じ難い状態を設定している。それによって、熱容量の小さい定着ベルト６１からの熱の流出を抑制し、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させるウォームアップ時間を従来よりもさらに低減している。
１…画像形成装置、６０…定着器（定着装置）、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、６３…ＩＨヒータ、６４…弾性部材、６７,６８…エンドキャップ部材、６７Ａ…本体部、６７Ｂ…スポンジ層部
Claims (9)
- 電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、
前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材と
を備え、
前記回転駆動力が前記支持部材に伝達された状態で、前記定着部材の、電磁誘導加熱される部分から前記ニップ部に至るまでの範囲に、前記弾性部材と非接触の部分を有することを特徴とする定着装置。 - 前記加圧部材を前記定着部材に接離させる接離手段をさらに備え、
前記接離手段は、前記定着部材が予め定められた温度に加熱されるまで前記加圧部材を当該定着部材から離間した位置に設定し、当該定着部材が当該予め定められた温度に加熱されることにより、当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に当該加圧部材を設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。 - 前記支持部材は、前記定着部材の両端部に配置され、前記加圧部材が当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に設定された場合に当該定着部材を支持する部分が当該定着部材の変形に対応して変形するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
- 前記支持部材は、前記回転駆動力が伝達される本体部と、当該本体部と前記定着部材との間に配置され、当該本体部よりも高い弾性変形率を有する弾性層部とより構成され、前記接離手段により前記加圧部材が当該定着部材から離間した位置に設定された場合に当該本体部および当該弾性層部を介して当該定着部材を回転させることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
- 前記支持部材は、前記本体部に前記弾性部材が接合されたことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
- 電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、
前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材と
を備え、
前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする定着装置。 - トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、
前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材と
を備え、
前記回転駆動力が前記支持部材に伝達された状態で、前記定着部材の、電磁誘導加熱される部分から前記ニップ部に至るまでの範囲に、前記弾性部材と非接触の部分を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着手段は、前記加圧部材を前記定着部材に接離させる接離手段をさらに備え、
前記定着手段の前記接離手段は、前記定着部材が予め定められた温度に加熱されるまで前記加圧部材を当該定着部材から離間した位置に設定し、当該定着部材が当該予め定められた温度に加熱されることにより、当該定着部材を介して前記弾性部材を押圧する位置に当該加圧部材を設定することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。 - トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された前記トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
電磁誘導により発熱する発熱層を有し、当該発熱層が電磁誘導加熱されることで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材に対して接離自在に構成され、押圧しながら当該定着部材に接触することにより、当該定着部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の内部に配置され、前記加圧部材からの押圧力により弾性変形して前記ニップ部を形成する弾性部材と、
前記定着部材の内周面と前記弾性部材の外周面との間に空隙を形成するように当該定着部材と当該弾性部材とを支持し、回転駆動力が伝達されることで当該定着部材および当該弾性部材の双方を回転させる支持部材と
を備え、
前記加圧部材が前記定着部材を押圧するまでは前記空隙が残り、当該加圧部材が当該定着部材を押圧したとき当該定着部材と前記弾性部材とが当該加圧部材の押圧力により接触することを特徴とする画像形成装置。
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| JP2009277449A JP5509820B2 (ja) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | 定着装置、および画像形成装置 |
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-
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