JP2014109756A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップを確保する部材（ステーやパッド等）に熱を奪われることを防止し、ベルト材と当接していない部分を加熱することを防ぎ、ヒータの熱を最大限の効率でベルト材に伝熱することができる定着装置を提供すること。
【解決手段】加圧回転体と、可撓性を有し、所定方向に走行してトナー像を加熱溶融する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記加圧回転体に圧接されてなり、トナー像を表面に有する記録媒体が搬送される前記加圧回転体とのニップ部を形成するように、当該ベルト部材の内周面側に固設されてなる固定部材と、前記ベルト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してなる補強部材と、を備え、前記補強部材は、開口部を有し、前記開口部を覆うと共に前記ベルト部材と接触する伝熱部材と、前記補強部材と前記伝熱部材との間に設けられた加熱手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から、プリンターや複写機等の画像形成装置に使用される定着装置として、熱ローラ定着装置が知られている。
熱ローラ定着装置では、内部にハロゲンランプ等の熱源を備え、加熱され且つお互いに押圧されて回転する２本の加熱ローラ（定着ローラ、加圧ローラ）の当接ニップ部（定着ニップ部）に、未定着トナー像を載せた記録媒体を通過させ、そこでトナー像を溶融し記録媒体に定着させている。

一方、近年装置の省エネ化や、ウェイトタイム短縮に対する要求が高まりから、加熱ローラの替わりにベルトや薄膜フィルムを用いた加熱装置を採用した定着装置が広く採用されている。この定着装置は、定着装置の低熱容量化を実現し、また記録媒体への熱伝達効率の改善を図り、加熱に要する待ち時間（ウォームアップタイム）を大幅に短縮した所謂オンデマンドタイプのものである。
この種の定着装置には、加熱手段（ヒータ）から直接ベルト材を加熱する構成が考えられるが、昇温速度上昇による暴走時の安全性確保、スリーブの均一過熱化が困難となる。そこで、このような定着装置には、ベルト材の内側に金属の伝熱部材を搭載することで、間接的にベルト材に熱を伝える構成が既に知られている。

しかしながら、今までの金属の伝熱部材による間接加熱方式では、伝熱部材とベルト材とが当接している部分しか伝熱できないのにも関わらず、当接していない部分もヒータによって加熱される構成であり、ヒータの熱効率を下げる問題があった。
また、ベルト材の内側のヒータ近傍には伝熱部材だけではなくニップを確保する部材（ステーやパッド等）があり、上記部材にも熱が奪われる構成であり、更にヒータの熱効率を下げる問題があった。

ここで、特許文献１に記載の定着装置は、伝熱部材からベルト材に直接加熱しない部分の熱容量を小さくする目的で、伝熱部材の直接加熱する主部と、主部からの熱伝導により加熱される従部とがあり、主部よりも従部の熱容量を小さくする構成が開示されている。
しかしながら、かかる構成ではベルト材を直接加熱しない部分の熱容量を小さくするには限界があり、上記ベルト材に直接加熱しない部分（従部）を加熱するという問題は解消できていない。また、従部の熱容量を小さくするために、肉厚を変えることや穴を開けることは伝熱部材の製造コストを上げることになるという問題が生じる。

また、特許文献２に記載の定着装置は、発熱部材の熱容量を小さく抑えて高い加熱効率が得られ、ウォームアップ時間の短縮及び消費電力を低減する目的で、定着ベルトの内部に発光手段を備えた伝熱ローラを配置し、伝熱ローラを介して定着ベルトを加熱する構成である。しかしながら、かかる構成では伝熱ローラ全体を加熱する必要があり、当接していない部分は放熱により熱が逃げるため、上記定着ベルトと当接していない部分も加熱するため加熱手段の熱効率を下げるという問題は解消できていない。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、ニップを確保する部材（ステーやパッド等）に熱を奪われることを防止し、ベルト材と当接していない部分を加熱することを防ぎ、ヒータの熱を最大限の効率でベルト材に伝熱することができる定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る定着装置は、加圧回転体と、可撓性を有し、所定方向に走行してトナー像を加熱溶融する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記加圧回転体に圧接されてなり、トナー像を表面に有する記録媒体が搬送される前記加圧回転体とのニップ部を形成するように、当該ベルト部材の内周面側に固設されてなる固定部材と、前記ベルト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してなる補強部材と、を備え、前記補強部材は、開口部を有し、前記開口部を覆うと共に前記ベルト部材と接触する伝熱部材と、前記補強部材と前記伝熱部材との間に設けられた加熱手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ヒータの熱を高効率でベルト部材に伝熱することができる定着装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略図である。 定着装置２０の構成を示す概略断面図である。（接離機構あり） 定着装置２０の構成を示す概略側面図である。 定着装置２０の構成を示す概略断面図である。

本発明に係る定着装置は、加圧回転体と、可撓性を有し、所定方向に走行してトナー像を加熱溶融する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記加圧回転体に圧接されてなり、トナー像を表面に有する記録媒体が搬送される前記加圧回転体とのニップ部を形成するように、当該ベルト部材の内周面側に固設されてなる固定部材と、前記ベルト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してなる補強部材と、を備え、前記補強部材は、開口部を有し、前記開口部を覆うと共に前記ベルト部材と接触する伝熱部材と、前記補強部材と前記伝熱部材との間に設けられた加熱手段と、を有することを特徴とする。

次に、本発明に係る定着装置および画像形成装置についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、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。

図１、図２、図３および図４にて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略図である。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。
また、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。こ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３および図４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の構成を示す概略図である。

図２に示すように、定着装置２０は、ベルト部材としての定着ベルト２１、固定部材２６、伝熱部材２２、補強部材２３（支持部材）、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。
固定部材２６は、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接されてなり、トナー像Ｔを表面に有する記録媒体Ｐが搬送される加圧ローラ３１とのニップ部を形成するように、当該定着ベルト２１の内周面側に固設されてなる。
なお、定着ベルト２１内部の構成の詳細については図４を用いて後述する。

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、耐熱性樹脂を含むことが好ましい。
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。
近年、定着ベルト２１の基材層は安価なポリイミド等の樹脂材料で形成されていることが多いが、金属材料に比べて耐熱温度が低いので、発火や発煙などの安全性の問題がある。
本実施形態では、定着ベルト２１とヒータ２５の間に金属製の伝熱部材２２を配置しているので、ヒータ２５の熱を直接定着ベルト２１に与える構成と比べて、耐熱性の問題がなく、安価な樹脂材料が基材層の定着ベルト２１を採用している。

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の加圧力が伝熱部材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、伝熱部材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。

図４は定着装置２０の構成を示す概略断面図である。図４を参照して、定着装置２０について説明する。
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２６、ヒータ２５（加熱手段）、伝熱部材２２、補強部材２３、等が固設されている。補強部材２３と伝熱部材２２との間に加熱手段である赤外線ヒータ２５が設けられてなる。
ここで、固定部材２６は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成される。

また、固定部材２６と定着ベルト２１の間には、固定部材２６と定着ベルト２１との摺動抵抗を低減するための摺動シート２８が配設されている。
この摺動シート部材２８は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質（例えば、多孔質のフッ素樹脂の織物で形成したシート）で、矩形形状に形成する。

固定部材２６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。

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。
固定部材２６の側板４３との固定支持は、少なくとも記録媒体Ｐの搬送方向の位置決めがなされており、加圧ローラ３１の加圧方向は、補強部材２３と位置決めがなされることが望ましい。

また、固定部材２６のニップ部の上流側と下流側には、定着ベルト２１の走行を案内する案内ガイド４１、４２が配置されている。案内ガイド４１、４２は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成されており、固定部材２６と一体的に構成しても良い。
これにより、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。

図４を参照して、伝熱部材２２は、肉厚が０．１ｍｍの円弧形状部材である。
伝熱部材２２は、ニップ部と反対側の位置で定着ベルト２１の内周面に直接的に接触するように形成され、その一端が補強部材２３に固定支持されている。もしくは、図３を参照して、伝熱部材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ても良い。

補強部材２３もしくは側板４３との伝熱部材２２の固定は、直接的に固定されていてもよいが、断熱部材２２ａを介して固定されている。これにより、伝熱部材２２の熱が補強部材２３に伝わるのを防止できる。

伝熱部材２２は、バネ性を有する材料で構成され、その一端が補強部材２３に固定支持され、他端は定着ベルト２１に付勢力を与えており、定着ベルト２１の内周面により積極的に接触している。これにより、定着ベルト２１の走行時の浮きによる伝熱部材２２との接触面積の減少を抑え、より確実に定着ベルト２１の加熱効率を確保できる。
また、伝熱部材２２と補強部材２３との間に断熱材が挟まれてなることが好ましい。

伝熱部材２２のベルト部材と反対側にはヒータ２５の輻射熱（輻射光）を吸収するために内面塗装が施されている。
そして、伝熱部材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、伝熱部材２２がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、伝熱部材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。

伝熱部材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。
伝熱部材２２の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（伝熱部材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、伝熱部材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、伝熱部材２２が加熱される。
さらに、伝熱部材２２によって定着ベルト２１がニップ部と対向する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づいておこなわれる。
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。
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。

本実施形態は、伝熱部材２２と定着ベルト２１とが略全周で接触していないので、伝熱部材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ことができる。
また、伝熱部材２２と定着ベルト２１とが常時接触しているので、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、伝熱部材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、伝熱部材２２と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるために、伝熱部材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の内周面にフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることもできる。

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。
補強部材２３（支持部材）は、その断面がコの字形状となっており、開口部２３ａを有している。開口部２３ａは、固定部材２６と対向している。
開口部２３ａを覆うように伝熱部材２２が配置されている。ここで開口部２３ａを覆うとは、その開口全体を覆うことを意味するものである。
これにより小さな断面で機械的強度が確保できる構成となり、小型化や低熱容量化が実現できる。

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、摺動シート２８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、コの字形状の補強部材２３における、ヒータ２５との間の一部又は全部には、赤外線反射板４４が配置されている。
赤外線反射板４４は、その端部が補強部材２３に固定支持されている。
赤外線反射板４４の固定は、直接的に固定されていてもよいが、本実施の形態では断熱部材４３ａを介して固定されている。これにより、赤外線反射板４４の熱が補強部材２３に伝わるのを防止できる。

赤外線反射板４４のヒータ２５に対向する表面は、伝熱部材２２を無駄なく加熱させるために赤外線反射率９０％以上の高輝度アルミや銀コートが施された材料を用いる。
この赤外線反射板４４により、赤外線反射板４４のヒータ２５から見て外側にある部材へ熱が奪われるのを防ぐことができる。
また、赤外線反射板４４はヒータ２５を１８０°以上覆う構成である。
さらに、伝熱部材２２は定着ベルト２１と当接して配置されており、当接面積は伝熱部材２２の面積の少なくとも６０％以上で当接して構成される。これらの構成とすることでヒータ２５の熱を定着ベルト２１に当接している伝熱部材２２のみを加熱することが可能となり、熱効率を大幅に向上することができる。

以上の本実施の形態によれば、補強部材の開口部を覆う構成でベルト部材と接触する伝熱部材と、補強部材と伝熱部材との間に加熱手段を有することで、開口部にのみ配置された金属の伝熱部材がベルト部材と当接しているので、ベルト部材と当接していない部分を加熱することを防ぎ、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、補強部材の開口部を覆う構成でベルト部材と接触する伝熱部材と、補強部材と伝熱部材との間に加熱手段を有することで、開口部にのみ配置された金属の伝熱部材がベルト部材と当接しているので、ベルト部材と当接していない部分を加熱することを防ぎ、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、開口部がニップ部と対向しているので、補強部材の強度を少ない断面積で確保でき、小型化が実現できる。
また、赤外線ヒータを利用することで、汎用性が高く、構成簡単で低コストが実現できる。
また、加熱手段と前記補強部材との間に赤外線反射板を配置したことにより、ニップを確保する部材（補強部材や固定部材等）に熱を奪われるのを防止し、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。

また、赤外線反射板は、赤外線反射率９０％以上の高輝度アルミであることで、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、外線反射板は、補強部材に支持されて固定されることで、構成簡単に赤外線反射板を配置できる。
また、赤外線反射板と補強部材との間に断熱材が挟まれてなることで、ニップを確保する部材（補強部材や固定部材等）に熱を奪われるのを防止し、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、伝熱部材は、補強部材に支持されて固定されることで、構成簡単に伝熱部材を配置できる。

また、伝熱部材と補強部材との間に断熱材が挟まれてなることで、ニップを確保する部材（補強部材や固定部材等）に熱を奪われるのを防止し、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、伝熱部材は、バネ性を有してベルト部材と接触していることで、ベルト部材と伝熱部材の接触性を向上でき、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる。
また、ベルト部材は、基材を有し、該基材は、耐熱性樹脂を含むことで、低コストで軽量化が実現できる。
また、これらの定着装置を備えることで、ヒータの熱を最大限の効率でベルト部材に伝熱することができる画像形成装置を提供できる。

Ｐ 記録媒体
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 伝熱部材
２３ 補強部材
２５ ヒータ
２６ 固定部材
３１ 加圧ローラ
４１，４２ 案内ガイド
４３ 側板
４４ 赤外線反射板

特開２０１０−０９６８２３号公報 特開２００７−１９２８４６号公報

Claims (12)

1. 加圧回転体と、
   可撓性を有し、所定方向に走行してトナー像を加熱溶融する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材を介して前記加圧回転体に圧接されてなり、トナー像を表面に有する記録媒体が搬送される前記加圧回転体とのニップ部を形成するように、当該ベルト部材の内周面側に固設されてなる固定部材と、
   前記ベルト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してなる補強部材と、を備え、
   前記補強部材は、開口部を有し、
   前記開口部を覆うと共に前記ベルト部材と接触する伝熱部材と、前記補強部材と前記伝熱部材との間に設けられた加熱手段と、を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記補強部材の開口部は、前記固定部材と対向していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱手段は、赤外線ヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記加熱手段と前記補強部材との間に赤外線反射板を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記赤外線反射板は、赤外線反射率９０％以上の高輝度アルミであることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記赤外線反射板は、前記補強部材に支持されて固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 前記赤外線反射板と前記補強部材との間に断熱材が挟まれてなることを特徴とする請求項４乃至６いずれかに記載の定着装置。
8. 前記伝熱部材は、前記補強部材に支持されて固定されることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の定着装置。
9. 前記伝熱部材と前記補強部材との間に断熱材が挟まれてなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記伝熱部材は、バネ性を有して前記ベルト部材と接触していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記ベルト部材は、基材を有し、
    該基材は、耐熱性樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。