JP5348561B2 - 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、特許文献２参照。）。

特許文献１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。

また、特許文献２の図７、図８には、上述した特許文献１の定着装置における固定部材を補強する補強部材を追加する構成が開示されている。詳しくは、特許文献２の図７、図８の定着装置は、無端状のベルト部材（定着部材）、ニップ部を除く位置でベルト部材の内周面に対向するように略Ｃ字状に形成された加熱部材（対向部材）、加熱部材の内部に固設されて固定部材及びベルト部材を介して加圧回転体（加圧部材）に圧接して固定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しにくく、良好なニップ部を形成することができる。
さらに、上述した特許文献２の図７、図８の定着装置は、固定部材を補強する補強部材を設置しているために、加圧回転体の圧接力によって固定部材の変形が少なく、さらに良好なニップ部を形成することができる。

しかし、このような構成を具現化するために曲げ加工により加熱部材を略Ｃ字状に形成した場合、スプリングバックによってニップ部近傍の開口部が広がる現象（Ｃ字が広がり崩れる現象）が生じる可能性があった。加熱部材は、幅方向両端部が定着装置の側板に固定されているものの、幅方向中央部が固定されていないために、その幅方向中央部でスプリングバックが生じやすくなっていた。特に、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等には、加熱部材のバネ性が増加して、さらに上述したスプリングバックが生じる可能性が高くなるため、無視できない問題になる。
そして、このように加熱部材がスプリングバックにより変形してしまうと、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、ベルト部材がスリップしたりする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、加熱部材を薄肉化した場合であっても加熱部材がスプリングバック等により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、前記加熱部材が変形しないように前記開口部の近傍における前記加熱部材の形状を保持する保持部材と、を備えたものである。

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を備え、前記保持部材に形成された単数又は複数の貫通穴を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたものである。

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２に記載の発明において、前記加熱部材は、曲げ加工により形成されたパイプ状部材であって、前記固定部材が挿設されるように内部に向けて凹状に形成された凹部を具備するとともに、前記開口部が前記凹部に配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、前記請求項３に記載の発明において、前記保持部材を、前記加熱部材における前記凹部の外周面側又は／及び内周面側に密着するように形成されたステー部材としたものである。

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２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記保持部材の前記貫通穴は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向端部に相当しない位置に形成されたものである。

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２〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記保持部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、隣接する貫通穴同士の幅方向にみた穴断面の一部が重なり合うように形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２〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記開口部を覆うシール部材を備え、前記シール部材を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形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２〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記保持部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、前記補強部材又は／及び前記固定部材は、前記複数の貫通穴を介して相手部材にそれぞれ当接する複数の当接面が、無負荷の状態で、幅方向両端部の当接面に比べて幅方向中央部の当接面が前記相手部材に向けて突出するように形成されたものである。

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、前記複数の当接面は、いずれも平面であって、前記複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が前記相手部材の側に凸状に湾曲する曲線に近似するように形成されたものである。

また、この発明の請求項１０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、溶接又は接着により接合されてパイプ状に形成され、前記加圧回転体に対向する位置に単数又は複数の貫通穴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、前記加熱部材に形成された単数又は複数の前記貫通穴を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたものである。

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１０に記載の発明において、前記加熱部材は、曲げ加工した後に近接するエッジ部を溶接又は接着により接合してパイプ状に形成されたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０又は請求項１１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向けて凹状に形成された凹部を前記加圧回転体に対向する位置に具備するとともに、前記貫通穴と、溶接又は接着により接合された接合部と、が前記凹部に配設されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材の前記貫通穴は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向端部に相当しない位置に形成されたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、隣接する貫通穴同士の幅方向にみた穴断面の一部が重なり合うように形成されたものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記貫通穴を覆うシール部材を備え、前記シール部材を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたものである。

また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、前記補強部材又は／及び前記固定部材は、前記複数の貫通穴を介して相手部材にそれぞれ当接する複数の当接面が、無負荷の状態で、幅方向両端部の当接面に比べて幅方向中央部の当接面が前記相手部材に向けて突出するように形成されたものである。

また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６に記載の発明において、前記複数の当接面は、いずれも平面であって、前記複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が前記相手部材の側に凸状に湾曲する曲線に近似するように形成されたものである。

また、この発明の請求項１８記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１７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。

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又は貫通穴を有する加熱部材と、を設けるとともに、開口部又は貫通穴が形成された加熱部材の形状を保持するように構成している。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、加熱部材を薄肉化した場合であっても加熱部材がスプリングバック等により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。 加圧ローラを接離したときの、補強部材の変形状態を示す概略図である。 補強部材の当接面の形状を説明する図である。 保持部材及びシール部材を示す平面図である。 加熱部材に保持部材及びシール部材を組み付ける状態を示す概略図である。 別の保持部材及びシール部材を示す平面図である。 さらに別の保持部材及びシール部材を示す平面図である。 別の保持部材を示す平面図である。 さらに別の保持部材を示す平面図及び穴断面図である。 別の加熱部材を示す斜視図である。 図１３の加熱部材が設置された定着装置のニップ部近傍を示す拡大断面図である。 別形態の定着装置において、加圧ローラを接離したときの、補強部材の変形状態を示す概略図である。 さらに別形態の定着装置におけるニップ部の近傍を示す拡大図である。

実施の形態．
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。

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８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、定着ベルト２０と固定部材２６との摺接部を示す拡大図である。図５は、加圧ローラ３１を接離したときの、補強部材２３の変形状態を示す概略図である。図６は、補強部材２３の当接面の形状を説明する図である。図７は、第１ステー２９Ａ、第２ステー２９Ｂ、シート状部材２８を示す平面図であって、第１ステー２９Ａ、第２ステー２９Ｂ、シート状部材２８を図４の右側からみた図である。図８は、加熱部材２２に第１ステー２９Ａ、第２ステー２９Ｂ、シート状部材２８を組み付ける状態を示す概略図である。
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）、保持部材としての第１ステー２９Ａ（ステー部材）、保持部材としての第２ステー２９Ｂ（ステー部材）、シール部材としてのシート状部材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、保持部材としての第１ステー２９Ａ、保持部材としての第２ステー２９Ｂ、シール部材としてのシート状部材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。詳しくは、固定部材２６は、図３の左右方向に対して移動できないように、図３の上下方向に対して微小量だけ移動できるように、不図示のフランジ等を介して側板４３に保持されている。なお、固定部材２６の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。

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。
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がシール部材２８、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。
なお、補強部材２３の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。

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、加熱部材２２が変形しないように、この開口部２２ａの近傍における加熱部材２２の形状（姿勢）を保持する保持部材としてのステー部材２９Ａ、２９Ｂが設置されている。そして、保持部材としてのステー部材２９Ａ、２９Ｂに形成された貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１（図７を参照できる。）を介して、固定部材２６と補強部材２３とが当接するように形成されている。
ここで、加熱部材２２は、曲げ加工により略Ｃ字状に形成されたパイプ状部材である。そして、加熱部材２２には、固定部材２６が挿設されるように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。保持部材としての第１ステー２９Ａは、加熱部材２２における凹部の内周面側に密着するようにコの字状に形成されたステー部材である。また、保持部材としての第２ステー２９Ｂは、加熱部材２２における凹部の外周面側に密着するようにコの字状に形成されたステー部材である。
このような構成により、曲げ加工により略Ｃ字状に形成された加熱部材２２においてスプリングバック（開口部２２ａが広がる方向の変形である。）が生じそうになっても、開口部２２ａの近傍に保持部材としての第１ステー２９Ａ及び第２ステー２９Ｂが設けられているために、加熱部材２２のスプリングバックによる変形が抑止される。したがって、加熱部材２２にスプリングバックが生じて定着ベルト２１が加熱部材２２に部分的に強く当接して、定着ベルト２１にキズがついたり異常音が発生したり、定着ベルト２１がスリップしたりする２次的な不具合が抑止される。なお、保持部材としての第１ステー２９Ａ及び第２ステー２９Ｂ等の構成・動作については、この後でも適宜に詳しく説明する。

図４を参照して、加熱部材２２の開口部２２ａには、シール部材としてのシート状部材２８が覆設されている。このシート状部材２８（シール部材）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にシート状部材２８を設置することによる効果が高くなる。

さらに、本実施の形態では、加熱部材２２の内周面側に固設された補強部材２３が、シート状部材２８を介して固定部材２６に当接して固定部材２６（ニップ部形成部材）を補強・支持するように構成されている。詳しくは、シート状部材２８はシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂のいずれかで形成された変形可能な厚さが０．１〜０．５ｍｍ程度の薄膜部材（本実施の形態では、シリコーンゴムにて形成されている。）であって、開口部２２ａから突き出した補強部材２３の先端部がシート状部材２８を変形させて固定部材２６に接触している。
このような構成により、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。

ここで、本実施の形態では、開口部２２ａの周囲に密着して加熱部材２２とともにシート状部材２８（シール部材）を挟持する第２ステー２９Ｂ（保持部材）が設けられている。第２ステー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（図７（Ｃ）をも参照できる。）、シート状部材２８を挟んで加熱部材２２の凹部に圧入される。これにより、シート状部材２８の周辺部が加熱部材２２に強固に密着して、潤滑剤が加熱部材２２の内部に入る不具合が抑止される。このように、第２ステー２９Ｂは、加熱部材２２のスプリングバックによる変形を抑止する機能を有するとともに、シート状部材２８を保持する機能をも有することになる。なお、第２ステー２９Ｂの圧入面に耐熱性シール剤を塗布することで、シート状部材２８によるシール性をさらに向上させることができる。

また、シート状部材２８は、加熱部材２２における凹部の外周面側（ヒータ２５に対向する側の反対側である。）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。
また、シール部材としてのシート状部材２８は、その厚みの変化が無視できるレベルであって、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。補強部材２３と固定部材２６との接触部は変位するが、シート状部材２８が伸びることで、加熱部材２２が引っ張られて変形することはない。シート状部材２８の変形量は１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
シール部材としてのシート状部材２８には、（１）オイルシール性が高いこと、（２）圧縮による厚みの変化が小さいこと、（３）伸び性がある程度高いこと（伸び量は小さくても可）、（４）耐熱性が高いこと、が求められ、厚さが１ｍｍ以下（好ましくは、０．５ｍｍ以下）のシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の材料で形成されたものが好適である。

保持部材としての第１ステー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。ステー部材としての第１ステー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。なお、加熱部材２２の加熱効率を向上させるために、第１ステー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。

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、シート状部材２８を介して補強部材２３に当接するように突出した当接部が設けられている。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５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、シート状部材２８を介して固定部材２６に当接する補強部材２３の当接部２３ａ〜２３ｃ（凸部）は、幅方向に複数分割されている。そのため、補強部材２３が幅方向全域にわたって固定部材２６に当接することはないが、補強部材２３に当接するのが剛体２６ａであるので、固定部材２６における幅方向の圧分布は均一となり、ニップ部においても幅方向にわたって均一に加圧される。また、固定部材２６は、ニップ部側に弾性部２６ｂが設けられているため、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐのトナー画像の微小な凹凸に追従できて、良好な定着画像を得ることができる。
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。
なお、固定部材２６は、箱状に形成されたステー部材としての第２ステー２９Ｂ（図７（Ｃ）を参照できる。）の内部にルーズに設置される。第２ステー２９Ｂを箱状に形成することで、固定部材２６の図４の左右方向や紙面垂直方向の移動が規制される。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）を参照して、補強部材２３は、ステンレスからなる板状部材であって、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３の固定部５０に固定されている。
図５（Ａ）を参照して、補強部材２３は、シート状部材２８を介して相手部材（固定部材２６である。）に当接する当接面が、無負荷の状態（非加圧状態）で、幅方向両端部に比べて幅方向中央部が相手部材（固定部材２６）に向けて突出するように形成されている。詳しくは、補強部材２３には、第１ステー２９Ａに形成された５つの貫通穴２９Ａ１（及び、第２ステー２９Ｂに形成された５つの貫通穴２９Ｂ１）に対応する位置に、それぞれ、凸部２３ａ〜２３ｃが設けられている。５つの凸部２３ａ〜２３ｃは、いずれも、貫通穴２９Ａ及び貫通穴２９Ｂ１よりも小さく形成されていて、貫通穴２９Ａ、シート状部材２８、貫通穴２９Ｂ１を介して固定部材２６に当接する。すなわち、補強部材２３は、第１ステー２９Ａや第２ステー２９Ｂに接触することはない。そして、中央部の第１凸部２３ａ、第１凸部２３ｂに隣接する第２凸部２３ｂ、両端部の第３凸部２３ｃの順に、無負荷の状態（図５（Ａ）の状態であって、加圧ローラ３１による加圧力がない状態である。）で、固定部材２６の側への突出量が小さくなるように形成されている。すなわち、補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃで形成される当接面の仮想稜線は、固定部材２６側に凸状になる。これにより、図５（Ｂ）に示すように、加圧ローラ３１による加圧力がある状態（通常の定着工程時の状態である。）で、加圧ローラ３１による加圧力の幅方向の圧分布にならって補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃの当接面がフラットになり、固定部材２６によって形成されるニップ部の圧分布も幅方向にわたってフラット化される。なお、図５中の一点鎖線は、開口部２２ａが形成された位置を示す。

ここで、補強部材２３の製造コストを低減するために、補強部材２３における複数の凸部２３ａ〜２３ｃの当接面が、いずれも平面になるように形成することが好ましい。これは、補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃで形成される複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が、固定部材２６側に凸状に湾曲する曲線になるように、凸部２３ａ〜２３ｃの当接面をいずれも高精度に曲面に加工するには、製造コストが高くなってしまうからである。
具体的に、図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、凸部２３ａ〜２３ｃの当接面を水平面や傾斜面にて形成して、それらの複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が、固定部材２６側に凸状に湾曲する曲線（図６にて一点鎖線で示す曲線である。）に近似するように形成する。また、隣接する凸部同士の仮想稜線が交差する位置（平面と平面とが交わる位置である。）は、固定部材２６に当接したときに圧分布が変動しやすい位置であるため、その位置を非当接面（図６の破線で示す切欠き部であって、固定部材２６に当接しない部分である。）となるように形成する。
このような構成のときも、図５（Ｂ）に示すように、加圧ローラ３１による加圧力がある状態（通常の定着工程時の状態である。）で、加圧ローラ３１による加圧力の幅方向の圧分布にならって補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃの当接面がほぼフラットになり、固定部材２６によって形成されるニップ部の圧分布も幅方向にわたってフラット化されることになる。

以下、上述した効果について詳しく説明する。
補強部材２３は幅方向両端部のみが側板４３に固定支持されているために、加圧ローラ３１から加圧力を受けることによって、補強部材２３には撓みが生じて、固定部材２６に対する幅方向中央部の圧力が幅方向両端部の圧力より小さくなってしまう。その結果、ニップ部における幅方向中央部と幅方向両端部のニップ幅に差が生じてしまい、記録媒体Ｐの搬送性能や定着ベルト２１の走行性が低下してしまう。
これに対して、本実施の形態では、補強部材２３が幅方向に撓んだ状態で、固定部材２６との当接面がフラットになるように、予め補強部材２３の当接面を凸状に形成しているために、ニップ部における幅方向のニップ幅の偏差を小さくすることができる。
なお、図５（Ｂ）に示すように、加圧状態のとき、補強部材２３の両端部ではほとんど撓みが生じないのに対して、補強部材２３の中央部で生じる撓みによって固定部材２６は図５の上方に変位することになるために、固定部材２６が加熱部材２２の凹部（開口部２２ａが形成された面である。）に近づくことになるが、上述したように固定部材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ために、加熱部材２２に固定部材２６が接触することはなく、加熱部材２２の変形が抑止される。

さらに詳しくは、加圧ローラ３１による加圧によって、固定部材２６や補強部材２３に撓みが生じて、軸方向中央部では０．７ｍｍ程度だけ図５の上方に変形する。これに対して、固定部材２６や補強部材２３の幅方向両端部では撓みの影響が少なく、その位置はほとんど変位しない。したがって、双方の部材２３、２６の当接面は図５の上方に弓なりの形状となる。
一方、双方の部材２３、２６に挟まれたシート状部材２８は、第２ステー２９Ｂの貫通穴２９Ｂ１の縁部を支部として図５の下方に伸びた状態となっている。シート状部材２８は３〜４ｍｍまで伸びることが可能であり、非加圧状態（図５（Ａ）の状態である。）では図５の下方に２ｍｍ程度伸びた状態となる。これに対して、加圧状態（図５（Ｂ）の状態である。）では、シート状部材２８は、幅方向中央部で図５の上方に０．７ｍｍ程度変位するので、下方に１．３ｍｍ程度伸びた状態となる。
加圧ローラ３１の接離動作にともない補強部材２３と固定部材２６との当接面の位置は変位するが、シート状部材２８の伸縮でその変位が吸収されるので、加熱部材２２には変形が生じない。なお、補強部材２３と固定部材２６との当接面の変位量は、固定部材２６側に凸状に形成した突出量にほぼ等しく、概ね１ｍｍ以下である。

なお、本実施の形態では、補強部材２３の当接面を凸状に形成したが、固定部材２６の当接面を凸状に形成することもできる。すなわち、固定部材２６を、シート状部材２８を介して相手部材（補強部材２３である。）に当接する当接面が、無負荷の状態で、幅方向両端部に比べて幅方向中央部が相手部材（補強部材２３）に向けて突出するように形成することができる。さらには、図１５に示すように、補強部材２３及び固定部材２６の双方の当接面を凸状に形成することもできる。なお、図１５（Ａ）は図５（Ａ）に対応する図であり、図１５（Ｂ）は図５（Ｂ）に対応する図である。
また、補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃのエッジ部は、シート状部材２８に対して小さなダメージで押し込むことができるように、Ｒ形状とするのが望ましい。
また、加熱部材２２の加熱効率を向上させるために、ヒータ２５に対向する補強部材２３の対向面に鏡面加工を施すことが好ましい。
さらに、補強部材２３に設けられた複数の凸部２３ａ〜２３ｃの位置を、それぞれ、図５の上下方向に調整できるような調整機構を設けて、ニップ部の幅方向におけるニップ幅偏差を調整できるように構成することもできる。

また、本実施の形態では、保持部材としてのステー部材２９Ａ、２９Ｂの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１が、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐの幅方向端部に相当しない位置に形成されている。
具体的に、図５（Ｃ）を参照して、補強部材２３に設けられた凸部２３ａ〜２３ｃは、本実施の形態における画像形成装置１において通紙可能な定形サイズの記録媒体Ｐ（Ａ３縦サイズの記録媒体Ｐ（Ａ３）と、Ａ４縦サイズの記録媒体Ｐ（Ａ４Ｔ）と、Ａ５縦サイズの記録媒体Ｐ（Ａ５）と、である。）の幅方向両端部（破線で示す位置である。）にかからないように形成されている。ニップ部に記録媒体Ｐが搬送されて、通紙領域と非通紙領域との境界（記録媒体Ｐの幅方向両端部である。）で大きな段差が生じると、その段差によって定着ベルト２１や加圧ローラ３１に傷がついてしまう不具合が生じる可能性がある。これに対して、通紙領域と非通紙領域との境界（記録媒体Ｐの幅方向両端部である。）を、補強部材２３の非当接面の位置に一致させることで、その位置で固定部材２６に局所的な変形を生じさせやすくなるため、通紙領域と非通紙領域との境界に生じる段差を固定部材２６の変形によって吸収しやすくなる。そのため、上述した不具合の発生が軽減される。

図７を参照して、第１ステー２９Ａと第２ステー２９Ｂとには、それぞれ、補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃに対応した５つの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１が形成されている。
図８は、加熱部材２２に第１ステー２９Ａ、シート状部材２８、第２ステー２９Ｂを組み付ける状態を示す概略図である。まず、加工が容易な０．１ｍｍ厚のステンレス板に曲げ加工を施して、パイプ状の加熱部材２２を形成する。このとき、ステンレス板を曲げ加工によって図８の破線に示す形状に加工しようとしても、パイプ状に形成されたステンレス板のスプリングバックによって図８の実線の形状に開いてしまう。加熱部材２２の開口部２２ａにはＬ字状の曲げ部があり、この曲げ部を第１ステー２９Ａと第２ステー２９Ｂとで固定することによって、所望の形状の加熱部材２２（図８の破線で示す形状のものである。）を形成することができる。具体的に、加熱部材２２の内周面側から第１ステー２９Ａをセットして、次にシート状部材２８を凹部にセットして、最後に第２ステー２９Ｂを凹部に圧入する。

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所望のニップ幅が得られずに、定着性が低下するという問題が生じてしまう。これに対して、本実施の形態では、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。

なお、本実施の形態では、シート状部材２８を挟み込むように、加熱部材２２の凹部に第２ステー２９Ｂを圧入することにより、シート状部材２８を加熱部材２２の開口部２２ａに密着させたが、加熱部材２２に対するシート状部材２８の保持方法はこれに限定されない。
例えば、図９に示すように、第１ステー２９Ａ、シート状部材２８、第２ステー２９Ｂに、それぞれ、複数の穴部２９Ａ２、２８ａ、２９Ｂ２を形成する。さらに、図示は省略するが、これらの穴部２９Ａ２、２８ａ、２９Ｂ２の位置に対応するように加熱部材２２の凹部に雌ネジ部を設けて、この雌ネジ部に第２ステー２９Ｂ側から穴部２９Ａ２、２８ａ、２９Ｂ２を介してネジを螺合させることで、加熱部材２２にシート状部材２８を固定することもできる。そして、このような構成であっても、第１ステー２９Ａや第２ステー２９Ｂが、加熱部材２２のスプリングバックを防止する保持部材として機能することになる。

また、本実施の形態では、第１ステー２９Ａと第２ステー２９Ｂとに、それぞれ、補強部材２３の複数の凸部２３ａ〜２３ｃに対応した複数の貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１を形成した。これに対して、図１０に示すように、第１ステー２９Ａと第２ステー２９Ｂとに、それぞれ、１つの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１を形成することもできる。この場合、補強部材２３は、１つの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１に対応するように、固定部材２６に当接する当接部を複数の凸部に分割せずに１つの凸部にてアーチ状（又は、平面の組み合わせによる略アーチ状）に形成することができる。
ただし、図１０に示すように、ステー部材２９Ａ、２９Ｂの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１を１つとした場合には、第１ステー２９Ａにおいて熱源側（図４の下方であって、ヒータ２５に近い側である。）と非熱源側（図４の上方であって、ヒータ２５から遠い側である。）とを連結するのが幅方向両端部のみとなる。したがって、第１ステー２９Ａにおいて、ヒータ２５によって加熱された熱が熱源側から非熱源側に移動しにくくなって、図７の第１ステー２９Ａに比べると、温度差による熱変形が生じやすくなる。また、図１０に示すステー部材２９Ａ、２９Ｂは、図７に示すステー部材２９Ａ、２９Ｂに比べて、幅方向中央部の機械的強度が弱いために、加熱部材２２のスプリングバックを抑止する力も弱くなる。さらに、同じ理由から、第２ステー２９Ｂにおける幅方向中央部においてシート状部材２８を保持する力も弱くなる。

したがって、本実施の形態におけるステー部材２９Ａ、２９Ｂ（図７に示すものである。）のように、貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１の数は、複数であることが好ましい。具体的に、貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１の数は、記録媒体Ｐの幅方向サイズ３００ｍｍ程度（Ａ３サイズ）に対して、５つ以上とすることが好ましい。
貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１の数（分割数）が多いほど、ステー部材２９Ａ、２９Ｂの強度が高まるとともに、熱変形も小さくなるために、図１１に示すように、貫通穴２９Ａ１を円形状にして、さらに多数の貫通穴２９Ａ１を設けることもできる。なお、図１１において、第２ステー２９Ｂ（第１ステー２９Ａの貫通穴２９Ａ１に対応する貫通穴が形成されている。）や、補強部材２３（第１ステー２９Ａの貫通穴２９Ａ１に対応する凸部が形成されている。）、の図示は省略している。

また、ステー部材２９Ａ、２９Ｂ（保持部材）に形成する複数の貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１は、隣接する貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１同士の幅方向にみた穴断面の一部が重なり合うように形成することもできる。
具体的に、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、隣接する貫通穴２９Ａ１同士の幅方向にみた穴断面（図１２（Ａ）や図１２（Ｂ）の下方に示す断面である。）の一部が重なり合うように第１ステー２９Ａを形成する（図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）にて、両矢印で示す領域が、穴断面が重なり合う部分である。）。図示は省略するが、第２ステー２９Ｂにも第１ステー２９Ａの貫通穴２９Ａ１に対応する貫通穴を形成して、補強部材２３にも第１ステー２９Ａの貫通穴２９Ａ１に対応する凸部を形成する。このような構成により、幅方向全域にわたって補強部材２３の当接面（凸部）が存在することになるため、ニップ部における幅方向の圧分布をさらに均一化することができる。

また、本実施の形態において、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、図１３及び図１４を参照して、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２２ｂを溶接して形成することもできる。すなわち、加熱部材２２は、曲げ加工により形成されたパイプ状部材のつなぎ目２２ｂが凹部にて溶接により接合されたものである。この場合、加熱部材２２の貫通穴２２ａ（開口部）は、第１ステー２９Ａや第２ステー２９Ｂの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１、補強部材２３の凸部２３ａ〜２３ｃに対応した位置に、幅方向にわたって複数箇所形成されることになる。そして、このような形態においては、加熱部材２２の形状を保持する保持部材は、溶接（接合）が施された凹部となる。すなわち、加熱部材２２は、つなぎ目２２ｂにおける接合によって、貫通穴２２ａ（開口部）が形成された部分の近傍の形状が保持されて、加熱部材２２のスプリングバック等による変形が防止されることになる。なお、加熱部材２２の凹部の接合は溶接に限定されることなく、例えば、接着剤を用いた接合（接着）であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態においては、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を補強する補強部材２３と、開口部２２ａの近傍における加熱部材２２の形状を保持するステー部材２９Ａ、２９Ｂ（保持部材）と、を設けて、ステー部材２９Ａ、２９Ｂに形成された貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１を介して固定部材２６と補強部材２３とが当接するように形成している。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２２を薄肉化した場合であっても加熱部材２２がスプリングバック等により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、本実施の形態における定着装置２０には、開口部２２ａ（貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１）を覆うシート状部材２８（シール部材）を設置しているが、定着ベルト２１と加熱部材２２との間に潤滑剤を介在させずに、加熱部材２２の外周面にフッ素樹脂コーティング等の低摩擦表面処理を施す場合等には、シート状部材２８（シール部材）を設置しなくてもよい。このような場合には、ステー部材２９Ａ、２９Ｂの貫通穴２９Ａ１、２９Ｂ１を介して固定部材２６と補強部材２３とが直接的に当接することになる。そして、このような場合であっても、本実施の形態と同様に、加熱部材２２のスプリングバックを抑止する効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、加熱部材２２の変形を防止する保持部材として２つのステー部材２９Ａ、２９Ｂを設けたが、図１６に示すように、１つのステー部材（例えば、第１ステー２９Ａである。）のみであっても、そのステー部材や加熱部材２２の形態によっては加熱部材２２の変形（スプリングバック）を充分に防止することができる。すなわち、保持部材を、加熱部材２２における凹部の外周面側又は内周面側に密着するように形成されたステー部材とした場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、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、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、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、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、加熱部材２２にヒータが内設されたヒータ加熱方式の定着装置２０に対して本発明を適用した。これに対して、加熱部材２２を加熱する加熱手段として励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置（特に、励磁コイルが加熱部材２２に内設されたものである。）や、加熱部材２２を加熱する加熱手段として抵抗発熱体を用いた定着装置（特に、抵抗発熱体が加熱部材２２に内設されたものである。）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、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本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、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本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、形状等は本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、
２５ ヒータ、
２６ 固定部材、
２８ シート状部材（シール部材）、
２９Ａ 第１ステー（保持部材、ステー部材）、
２９Ｂ 第２ステー（保持部材、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 (18)

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、
   前記加熱部材が変形しないように前記開口部の近傍における前記加熱部材の形状を保持する保持部材と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 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を備え、
   前記保持部材に形成された単数又は複数の貫通穴を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成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、曲げ加工により形成されたパイプ状部材であって、前記固定部材が挿設されるように内部に向けて凹状に形成された凹部を具備するとともに、前記開口部が前記凹部に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記保持部材は、前記加熱部材における前記凹部の外周面側又は／及び内周面側に密着するように形成されたステー部材であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記保持部材の前記貫通穴は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向端部に相当しない位置に形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記保持部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、
   隣接する貫通穴同士の幅方向にみた穴断面の一部が重なり合うように形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記開口部を覆うシール部材を備え、
   前記シール部材を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記保持部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、
   前記補強部材又は／及び前記固定部材は、前記複数の貫通穴を介して相手部材にそれぞれ当接する複数の当接面が、無負荷の状態で、幅方向両端部の当接面に比べて幅方向中央部の当接面が前記相手部材に向けて突出するように形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記複数の当接面は、いずれも平面であって、
   前記複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が前記相手部材の側に凸状に湾曲する曲線に近似するように形成されたことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 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、溶接又は接着により接合されてパイプ状に形成され、前記加圧回転体に対向する位置に単数又は複数の貫通穴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、
    前記加熱部材に形成された単数又は複数の前記貫通穴を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたことを特徴とする定着装置。
11. 前記加熱部材は、曲げ加工した後に近接するエッジ部を溶接又は接着により接合してパイプ状に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
12. 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向けて凹状に形成された凹部を前記加圧回転体に対向する位置に具備するとともに、
    前記貫通穴と、溶接又は接着により接合された接合部と、が前記凹部に配設されたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の定着装置。
13. 前記加熱部材の前記貫通穴は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向端部に相当しない位置に形成されたことを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
14. 前記加熱部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、
    隣接する貫通穴同士の幅方向にみた穴断面の一部が重なり合うように形成されたことを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
15. 前記貫通穴を覆うシール部材を備え、
    前記シール部材を介して前記固定部材と前記補強部材とが当接するように形成されたことを特徴とする請求項１０〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
16. 前記加熱部材の前記貫通穴は、複数の貫通穴であって、
    前記補強部材又は／及び前記固定部材は、前記複数の貫通穴を介して相手部材にそれぞれ当接する複数の当接面が、無負荷の状態で、幅方向両端部の当接面に比べて幅方向中央部の当接面が前記相手部材に向けて突出するように形成されたことを特徴とする請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
17. 前記複数の当接面は、いずれも平面であって、
    前記複数の当接面のすべてを結ぶ幅方向の仮想稜線が前記相手部材の側に凸状に湾曲する曲線に近似するように形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
18. 請求項１〜請求項１７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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