(57)【要約】【課題】ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着部材の加熱効率が充分に高くて、稼動時に定着部材と金属部材とが摺接して磨耗する不具合が軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着部材２１と金属部材２２との常温時におけるクリアランス量をＡとして、加熱手段によって常温状態から加熱開始されたときに金属部材２２に生じる最大の変形量をＢmaxとして、その後に金属部材２２の温度が全体的に均質化されたときに金属部材２２に生じる安定的な変形量をＢaveとしたときに、  Ｂmax≧Ａ＞Ｂaveなる関係が成立するように形成する。【選択図】図６
2010185997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の内周面にクリアランスをあけて対向するように固設されて前記定着部材を加熱するとともに、加熱手段によって加熱される金属部材と、
前記定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
を備え、
前記定着部材と前記金属部材との常温時におけるクリアランス量をＡとして、前記加熱手段によって常温状態から加熱開始されたときに前記金属部材に生じる最大の変形量をＢmaxとして、その後に前記金属部材の温度が全体的に均質化されたときに前記金属部材に生じる安定的な変形量をＢaveとしたときに、
Ｂmax≧Ａ＞Ｂave
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記金属部材は、その厚さが０．１ｍｍ以下であって、そのビッカース硬度が２８０Ｈｖ以下とな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。
【請求項３】
前記金属部材は、フェライト系ステンレス鋼で形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良が生じにくい定着装置が知られている（例えば、特許文献参照。）。
【０００３】
詳しくは、特許文献１等の定着装置は、定着部材としての定着ベルト、定着部材の内周面の一部又は全部に対向するように固設された略円筒状の金属部材（対向部材）、金属部材を加熱するために金属部材に内設された加熱手段としてのヒータ、定着ベルトに圧接してニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ、等で構成されている。
そして、定着ベルトがヒータによって加熱された金属部材によって加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像が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ことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１等の定着装置は、定着ベルト（定着部材）と金属部材とのクリアランス量（対向距離）が大きすぎると定着ベルトの加熱効率を充分に高めることができず、定着ベルトと金属部材とのクリアランス量が小さすぎると稼動時に定着ベルトが金属部材に摺接して磨耗してしまう可能性があった。
【０００５】
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て、装置を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着部材の加熱効率が充分に高くて、稼動時に定着部材と金属部材とが摺接して磨耗する不具合が軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者は、前記課題を解決するために研究を重ねた結果、定着部材の内部に設置する金属部材が、ウォームアップ時には加熱開始直後にて最大の変形量（常温状態からの撓み量である。）にて変形して、その後の通紙時には金属部材の温度が全体的に均質化されて比較的小さな変形量にて安定した変形状態を維持する性質を利用することによって、定着部材の加熱効率のさらなる向上と、稼動時における定着部材と金属部材との摺接による磨耗の軽減と、を両立させることができることを知るに至った。
【０００７】
この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、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して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着部材と、前記定着部材の内周面にクリアランスをあけて対向するように固設されて前記定着部材を加熱するとともに、加熱手段によって加熱される金属部材と、前記定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記金属部材との常温時におけるクリアランス量をＡとして、前記加熱手段によって常温状態から加熱開始されたときに前記金属部材に生じる最大の変形量をＢmaxとして、その後に前記金属部材の温度が全体的に均質化されたときに前記金属部材に生じる安定的な変形量をＢaveとしたときに、
Ｂmax≧Ａ＞Ｂave
なる関係が成立するように形成されたものである。
【０００８】
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、前記金属部材は、その厚さが０．１ｍｍ以下であって、そのビッカース硬度が２８０Ｈｖ以下となるように形成されたものである。
【０００９】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記金属部材は、フェライト系ステンレス鋼で形成されたものである。
【００１０】
また、この発明の請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、定着部材の内部に設置する金属部材が、加熱開始されるウォームアップ時には最大の変形量にて変形して、通紙時には比較的小さな変形量にて安定的な変形状態を維持する性質を利用して、金属部材と定着部材とのクリアランス量を最適化している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着部材の加熱効率が充分に高くて、稼動時に定着部材と金属部材とが摺接して磨耗する不具合が軽減される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。
【図３】図２の定着装置を幅方向にみた図である。
【図４】ニップ部の近傍を示す拡大図である。
【図５】定着ベルトと固定部材との摺接部を示す拡大図である。
【図６】金属部材の加熱変形の状態を示す模式図である。
【図７】金属部材を加熱したときに生じる可逆変化と非可逆変化とを示す模式図である。
【図８】金属部材のビッカース硬度と、金属部材に折れ現象が生じる温度と、の関係を示すグラフである。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
実施の形態１．
図１〜図８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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。）。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、定着部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被転写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。
【００２５】
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、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２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、金属部材２２（加熱部材）、補強部材２３、断熱部材２７、加熱手段としてのヒータ２５（熱源）、加圧部材としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、等で構成される。
【００２６】
ここで、定着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、表面層、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の表面層２１ａ（内周面）は、層厚が５０μｍ以下であって、フッ素を含有する材料で形成されている。具体的に、表面層２１ａ（摺動層）を形成する材料としては、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）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフロオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂材料や、これらにポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂を混ぜたもの、を用いることができる。なお、定着ベルト２１の表面層２１ａについては、後でさらに詳しく説明する。
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、ＰＴＦＥ、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。
【００２７】
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の内径（常温時の内径である。）が３０ｍｍに設定されている。
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）、金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、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、フッ素グリス等の潤滑剤を介して摺接するように固定されている。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。なお、固定部材２６の構成・動作については後で詳しく説明する。
【００２８】
図２を参照して、金属部材２２（加熱部材）は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように形成され、ニップ部の位置では断熱部材２７を介して固定部材２６を保持するように形成された略円筒体である。図３を参照して、金属部材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、金属部材２２は、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。すなわち、金属部材２２がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、金属部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５（加熱手段）によって間接的に加熱されることになる。定着ベルト２１の加熱効率を良好に維持するためには、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
金属部材２２の材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、鉄、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が、その中でも単位体積の熱容量比（密度×比熱である。）が比較的小さいフェライト系ステンレス鋼が好適である。本実施の形態１では、金属部材２２の材料として、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０を用いている。また、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍに設定している。また、金属部材２２の外径（常温時の外径である。）が２９．５ｍｍに設定されている。
なお、金属部材２２と定着ベルト２１との関係については、後で詳しく説明する。
【００２９】
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、金属部材２２が加熱される。さらに、金属部材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。
【００３０】
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、金属部材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。
【００３１】
ここで、金属部材２２は、定着ベルト２１の内周面（ニップ部を除く位置である。）にクリアランスをあけて対向するように固設されている。定着ベルト２１と金属部材２２とのクリアランス量Ａ（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＜Ａ≦１ｍｍである。）。これにより、金属部材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、金属部材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、金属部材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、金属部材２２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、定着ベルト２１の内周面には、フッ素を含む材料からなる表面層が形成されるとともに、双方の部材２１、２２の間にはフッ素グリス等の潤滑剤が塗布されている。さらには、金属部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することもできる。
なお、本実施の形態１では、金属部材２２の断面形状が略円形になるように形成したが、金属部材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し、金属部材２２の周面にスリットを設けることもできる。
【００３２】
ここで、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の強度を補強する補強部材２３が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さが固定部材２６と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。そして、補強部材２３が固定部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１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。
【００３３】
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、鏡面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）が金属部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（金属部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。
【００３４】
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部材としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍ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（加圧部材）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。
【００３５】
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、金属部材２２に生じる撓みをさらに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の直径とほぼ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。
【００３６】
図４を参照して、定着ベルト２１の内周面２１ａに摺接する固定部材２６は、ベース層２６ｂ上に表面層２６ａが形成されたものである。固定部材２６は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）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。
【００３７】
また、固定部材２６のベース層２６ｂを形成する材料としては、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。
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金属部材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、金属部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形することがある。パイプ状の金属部材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る。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の金属部材２２とは別に高剛性の固定部材２６を設置してニップ部を形成しているために、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。
【００３８】
また、本実施の形態１では、固定部材２６とヒータ２５（加熱手段）との間に断熱部材２７を設置している。詳しくは、固定部材２６と金属部材２２との間であって、固定部材２６の摺接面を除く面を覆うように断熱部材２７が設置されている。断熱部材２７の材料としては、断熱性に優れたスポンジゴムや、空包を有するセラミック、等を用いることができる。
本実施の形態１では、定着ベルト２１と金属部材２２とがほぼ全周にわたって近接しているため、加熱待機時（プリント動作待機時）においても定着ベルト２１を周方向に温度ムラなく加熱できる。したがって、プリント要求を受けた後、速やかにプリント動作をおこなうことができる。このとき、従来のオンデマンド方式の定着装置（例えば、特許第２８８４７１４号公報参照。）では、ニップ部で加熱待機時に加圧ローラを変形させたまま熱を与えてしまうと、加圧ローラのゴムの材質によっては、熱劣化を起こして加圧ローラの寿命が短くなってしまったり、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生してしまったりする（ゴムの圧縮永久ひずみは、ゴムの変形に加熱が加わることにより増大する。）。そして、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生すると、加圧ローラの一部が凹んだ状態になり、所望のニップ幅が得られないため、定着不良が発生したり、回転時に異音が生じたりする。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、加熱待機時に金属部材２２の熱が固定部材２６に達しにくくなる。したがって、加熱待機時に加圧ローラ３１が変形した状態で高温加熱される不具合が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。
【００３９】
さらに、固定部材２６と定着ベルト２１との摩擦抵抗を低減するために双方の部材間に塗布された潤滑剤は、ニップ部における高圧条件に加えて高温条件による使用によって劣化して、定着ベルト２１のスリップ等の不具合が生じてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、金属部材２２の熱がニップ部の潤滑剤に達しにくくなる。したがって、潤滑剤の高温による劣化が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。
【００４０】
また、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、固定部材２６が断熱されて、ニップ部では積極的に定着ベルト２１は加熱されないことになる。そのため、ニップ部に送入された記録媒体Ｐの温度がニップ部から送出されるときには低くなる。すなわち、ニップ部出口では、記録媒体Ｐ上に定着されたトナー像の温度が低くなって、トナーの粘性が低下して、定着ベルト２１に対するトナー接着力が小さくなった状態で、記録媒体Ｐは定着ベルト２１から分離される。したがって、定着工程直後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてジャムになる不具合が防止されるとともに、定着ベルト２１に対するトナー固着も抑制される。
【００４１】
ここで、本実施の形態１では、固定部材２６と定着ベルト２１（ベルト部材）とは、双方の部材２１、２６が摺接する摺接面にフッ素を含有する材料で形成された表面層をそれぞれ設けられている。すなわち、図４を参照して、固定部材２６の摺接面にはフッ素系材料からなる表面層２６ａが形成され、定着ベルト２１の摺接面２１ａにもフッ素系材料からなる表面層が形成されている。そして、双方の部材２１、２６の表面層のうち一方の表面層（本実施の形態１では、固定部材２６の表面層２６ａである。）が多孔質状に形成されている。さらに、双方の部材２１、２６の表面層のうち少なくとも一方の表面層（本実施の形態１では、定着ベルト２１の表面層２１ａである。）の表面エネルギーが潤滑剤の表面張力よりも大きくなるように形成されている。
これにより、双方の部材２１、２６の摺接面に保持される潤滑剤の保持性が著しく高められ、定着ベルト２１や固定部材２６の磨耗が著しく低減されることになる。
【００４２】
以下、本実施の形態１における定着ベルト２１及び固定部材２６の、具体的な構成について述べる。
定着ベルト２１の表面層２１ａ（摺接面）は、層厚が５０μｍ以下であって、フッ素を含有する材料で形成され、さらに表面層２１ａの表面エネルギーが潤滑剤の表面張力よりも大きくなるように形成されている。具体的に、表面層２１ａ（摺動層）を形成する材料として、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）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフロオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂材料に、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂を混ぜたものを用いている。
固定部材２６の表面層２６ａは、フッ素系のコート（固体潤滑剤としてのフッ素粒子が分散されたコート剤や、フッ素分子が分散された共析メッキ等である。）や、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ）、フッ素樹脂フィルム等で形成され、さらにブラスト処理やエッチング処理が施されて多孔質状に形成されている。また、固定部材２６の表面層２６ａとして、ガラスクロスの表面にフッ素系のコートをさせたシートや、フッ素樹脂を繊維化し編みこんだメッシュ等を用いることもできる。なお、本願において、「多孔質状」の表面層２６ａとは、表面層２６ａの表面（おもて面）から裏面にかけて多数の孔が貫通しているもののみではなく、表面層２６ａのおもて面（摺動面）に凹凸（裏面まで貫通しない孔）が多数形成されているものも含まれるものと定義する。
また、双方の部材２１、２６間に介在する潤滑剤としては、フッ素グリス等を用いることができる。
【００４３】
このように構成することにより、双方の表面層のうち一方の表面層がフッ素系材料で形成されて他方の表面層がポリイミド樹脂で形成された場合等に比べて、摺接面の摩擦抵抗が極めて小さくなるために、定着ベルト２１と固定部材２６との耐久性が向上する。すなわち、比較的やわらかいフッ素系材料の表面層に対して硬い表面層が摺接する場合にはフッ素系材料で形成された表面層が大きく磨耗してしまうのに対して、本実施の形態１では双方の表面層を比較的やわらかいフッ素系材料で形成しているためにいずれかの表面層が極端に磨耗することがない。また、一方の表面層を多孔質状に形成することで、表面層同士の接触面積が減って、双方の表面層の摩擦抵抗がさらに低減する。
さらに、双方の表面層が互いに平滑に形成されてしまうと、フッ素系材料で形成された表面層の表面エネルギー（潤滑剤に対する濡れ性）が低いために、摺接面で潤滑剤がはじかれてしまい摺動性が悪くなってしまう。これに対して、本実施の形態１では、一方の表面層を多孔質状に形成しているために、経時においても表面層の孔に潤滑剤が保持させる。すなわち、図５に示すように、巨視的にみると、多孔質状に形成された表面層２６ａの網目（図５に示すように、白丸と白丸との間に多くの隙間が形成されている構造である。）に潤滑剤Ｑが入り込んで、潤滑剤Ｑが表面層２６ａに強固に保持された状態になる。このように、定着ベルト２１と固定部材２６との低摩擦性、低磨耗性が向上するとともに、双方の摺接面における潤滑剤の保持性が高くなり、定着装置２０としての耐久性が飛躍的に向上する。
【００４４】
以下、上述のように構成された定着装置２０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、金属部材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。
【００４５】
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、金属部材２２及び定着ベルト２１の構成・動作について、詳しく説明する。
図６は、金属部材２２と定着ベルト２１とを幅方向にみた図（図３の図示方向に対応したものである。）であって、金属部材２２の加熱変形の状態を示す模式図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、金属部材２２は、常温状態から加熱されることにより加熱変形が生じて撓むことになる。したがって、常温時に金属部材２２と定着ベルト２１との間に設けられていたクリアランス量Ａは、加熱時において金属部材２２の変形量Ｂに応じて減ぜられることになる。そして、通常の場合（後述する可逆変化が生じる条件で加熱・冷却がおこなわれる場合である。）には、加熱状態にある金属部材２２が冷却されて常温状態になると、クリアランス量Ａは常温時のものに戻ることになる。
なお、金属部材２２と定着ベルト２１との常温時におけるクリアランス量Ａとは、図６（Ａ）に示すように、常温時における金属部材２２の外径と定着ベルト２１の内径との差（部分的な差異がある場合には、その最小値）である。また、金属部材２２の変形量Ｂとは、図６（Ｂ）に示すように、径方向の撓み量であって、常温状態からの撓み量である。
【００４６】
ここで、ヒータ２５によって金属部材２２が常温状態から加熱されたとき（図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態へ変化する場合である。）に金属部材２２に生じる変形量Ｂの変動は、次のようなものである。
まず、ウォーミングアップ時等において、常温状態（又は、それに近い状態）にある金属部材２２の加熱がヒータ２５（加熱手段）によって開始されるが、その加熱は定着ベルト２１を目標の定着温度（１４０〜１８０℃程度である。）に昇温させるためのものであって、比較的急激な加熱である。したがって、金属部材２２の温度分布は、特に加熱開始直後に、全体的に不均質なものになる。具体的には、金属部材２２において、ヒータ２５から遠い側（外周面側である。）の温度は近い側（内周面側である。）の温度に比べて低くなり、肉厚方向に比較的大きな温度勾配が生じる。これにより、金属部材２２に部分的な熱膨張差が生じて、金属部材２２に熱変形（加熱変形）による撓みが生じる。そのときに、金属部材２２に生じる最大の変形量をＢmaxとする。しかし、その後に、通紙（定着工程）がおこなわれる準備が完了して、定着ベルト２１の定着温度が目標値近傍に安定すると、金属部材２２の温度が全体的に均質化されて（肉厚方向の温度勾配が小さくなって）、金属部材２２の変形量Ｂは小さくなり安定的な変形量Ｂaveが維持される。
【００４７】
ここで、本実施の形態１では、定着ベルト２１と金属部材２２との常温時におけるクリアランス量をＡとして、ヒータ２５によって常温状態から加熱開始されたときに金属部材２２に生じる最大の変形量をＢmax（適宜に、「最大変形量」と呼ぶ。）として、その後に金属部材２２の温度が全体的に均質化されたときに金属部材２２に生じる安定的な変形量をＢave（適宜に、「安定時変形量」と呼ぶ。）としたときに、
Ｂmax≧Ａ＞Ｂave
なる関係が成立するように設定している。具体的に、上式の関係が成立するように、定着ベルト２１の内径や金属部材２２の外径（クリアランス量Ａ）、金属部材２２の材料や厚さ、定着温度等の定着条件、加熱手段の種類、等が設定される。
【００４８】
本実施の形態１では、定着ベルト２１の内径が３０ｍｍであって、金属部材２２の外径が２９．５ｍｍであって、クリアランス量Ａが０．５ｍｍ（＝３０ｍｍ−２９．５ｍｍ）に設定されている。また、金属部材２２の材料として、厚さが０．１ｍｍのＳＵＳ４３０を用いている。また、加熱手段としてヒータ２５を用いて、目標とする定着温度（制御上の狙い値）を１８０℃としている。これにより、金属部材２２の最大変形量Ｂmaxが１．３ｍｍとなり、安定時変形量Ｂaveが０．４ｍｍとなり、上式を満足する構成に設定した。
このように設定することにより、クリアランス量Ａと最大変形量Ｂmaxとの関係（Ｂmax≧Ａ）から、定着ベルト２１が静止状態にあるウォーミングアップ時には金属部材２２が定着ベルト２１の内周面に強く接触することになり、空気を介することなく金属部材２２から定着ベルト２１への熱伝導が積極的におこなわれるため、定着ベルト２１の加熱効率が向上することになる。具体的には、金属部材２２が定着ベルト２１から離れた状態でウォーミングアップがおこなわれる場合に比べて、定着ベルト２１の昇温時間が短縮されることになる。
また、クリアランス量Ａと安定時変形量Ｂaveとの関係（Ａ＞Ｂave）から、定着ベルト２１が走行状態にある通紙時（定着工程時）には金属部材２２が定着ベルト２１の内周面に対して微小なクリアランスをあけて対向することになり（又は、接触するにしても極めて弱い力で接触することになり）、定着ベルト２１や金属部材２２の磨耗を低減しつつ、定着ベルト２１を効率的に加熱することができる。
【００４９】
ここで、本願発明者は、研究を重ねた結果、以下のことを知得した。
まず、金属部材２２の加熱効率の向上（熱容量の低下）を達成するために金属部材２２の厚さを０．１ｍｍ以下に設定した場合に、金属部材２２に非可逆変化による加熱変形が生じてしまう金属材料が多い。この「非可逆変化」による加熱変形とは、図７に示すように、加熱と冷却とを繰り返しても加熱時に生じた金属部材２２の撓み（変形量Ｂ）が常温時にもと通りになる「可逆変化」とは異なり、加熱と冷却とを繰り返しても加熱時に生じた金属部材２２の撓みが常温時にもと通りにならずに塑性変形として残る現象（このような現象を「折れ現象」という。）である。このように金属部材２２に折れ現象が生じると、通紙時において定着ベルト２１の内周面に金属部材２２が局所的に強く接触して、定着ベルト２１の内周面が削れてしまったり、定着ベルト２１の表面温度にムラが生じて出力画像に定着不良や光沢ムラが発生してしまったりしてしまう。
そして、本願発明者は、このような金属部材２２の非可逆変化による加熱変形（折れ現象）を防止するためには、金属部材２２の硬度を最適化することがよいことを知得した。詳しくは、金属部材２２の硬度が高すぎる場合には、金属部材２２が熱変形に抗しきれずに折れ現象が生じてしまう。これに対して、金属部材２２の硬度が比較的低い場合には、金属部材２２が熱変形しても弾性的に復元する余地があるために、可逆的な熱変形となる。
【００５０】
図８は、金属部材２２のビッカース硬度（Ｈｖ）と、金属部材２２に折れ現象が生じる温度と、の関係を示すグラフ（実験結果）である。
この実験は、ビッカース硬度の異なる種々の金属部材（いずれも厚さ０．１ｍｍのものである。）の表面に定着ベルト（金属部材側から、ニッケル層３５μｍ、シリコーンゴム層２００μｍ、ＰＦＡ層１５μｍが順次積層されたものである。）を貼り付けた実験ピースをいくつか作製して、金属部材を急激に所定温度まで加熱したときに折れ現象が生じるかを判定したものである。
図８において、横軸は金属部材のビッカース硬度を示し、縦軸は定着ベルトの表面温度（ＰＦＡ層側の温度である。）を示す。また、図８において、「●」は折れ現象が生じなかった結果を示し、「×」は折れ現象が生じた結果を示すものである。例えば、ビッカース硬度が約３００Ｈｖの金属材料からなる金属部材２２は、定着ベルトの温度が約１９０℃になるように急激に加熱した場合には折れ現象が発生することはなかったが、定着ベルトの温度が約２１０℃になるように急激に加熱した場合には折れ現象が発生した。
図８の実験結果から、ビッカース硬度が２８０Ｈｖ以下の金属材料からなる金属部材２２を用いた場合には、定着温度の設定値に関わらず、金属部材２２に折れ現象が生じないことがわかる。また、ビッカース硬度が３４０Ｈｖ以下の金属材料からなる金属部材２２を用いた場合であっても、定着温度を１８０℃以下に設定すれば、金属部材２２に折れ現象が生じないことがわかる。
【００５１】
このような実験結果を反映して、本実施の形態１における定着装置２０では、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍ以下に設定して、ビッカース硬度が２８０Ｈｖ以下となる金属材料にて金属部材２２を形成している。具体的に、金属部材２２の材料として、単位体積の熱容量比が比較的小さなフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０（密度：７．７３×１０-3ｋｇ／ｍ3、比熱：０．４６ｋＪ／ｋｇ℃、ヤング率：２０６Ｇｐａ、ビッカース硬度：２５０Ｈｖ、単位体積の熱容量比：３．５６）を用いている。これにより、金属部材２２の加熱効率が高く、金属部材２２に折れ現象が生じる不具合を抑止することができる。
ちなみに、ニッケルの特性値は、密度：８．９×１０-3ｋｇ／ｍ3、比熱：０．４３９ｋＪ／ｋｇ℃、ヤング率：２１０Ｇｐａ、ビッカース硬度：９６Ｈｖ、単位体積の熱容量比：３．９１である。また、ＳＵＳ３０４−１／２Ｈの特性値は、密度：７．９３×１０-3ｋｇ／ｍ3、比熱：０．５０２ｋＪ／ｋｇ℃、ヤング率：１９７Ｇｐａ、ビッカース硬度：２５０Ｈｖ、単位体積の熱容量比：３．９８である。
【００５２】
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（定着部材）の内部に設置する金属部材２２が、加熱開始されるウォームアップ時には最大の変形量Ｂmaxにて変形して、通紙時には比較的小さな変形量Ｂaveにて安定的な変形状態を維持する性質を利用して、金属部材２２と定着ベルト２１とのクリアランス量Ａを最適化している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着ベルト２１の加熱効率が充分に高くて、稼動時に定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を軽減することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、定着部材として複層構造の定着ベルト２１を用いたが、定着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、金属部材と定着フィルムとのクリアランス量を最適化することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
実施の形態２．
図９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９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、金属部材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。
【００５５】
図９に示すように、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、金属部材２２、加圧ローラ３１、固定部材２６、断熱部材２７、等で構成されている。さらに、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と金属部材２２との常温時におけるクリアランス量をＡとして、ヒータ２５によって常温状態から加熱開始されたときに金属部材２２に生じる最大の変形量をＢmaxとして、その後に金属部材２２の温度が全体的に均質化されたときに金属部材２２に生じる安定的な変形量をＢaveとしたときに、
Ｂmax≧Ａ＞Ｂave
なる関係が成立するように設定している。
ここで、本実施の形態２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２における金属部材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。
【００５６】
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９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、金属部材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。
【００５７】
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９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、金属部材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、金属部材２２表面に渦電流が生じて、金属部材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、金属部材２２が電磁誘導加熱されて、さらに加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱される。
なお、金属部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部５０を金属部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２１（定着部材）の内部に設置する金属部材２２が、加熱開始されるウォームアップ時には最大の変形量Ｂmaxにて変形して、通紙時には比較的小さな変形量Ｂaveにて安定的な変形状態を維持する性質を利用して、金属部材２２と定着ベルト２１とのクリアランス量Ａを最適化している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着装置２０を高速化した場合であっても定着不良等が生じることなく、定着ベルト２１の加熱効率が充分に高くて、稼動時に定着ベルト２１と金属部材２２とが摺接して磨耗する不具合を軽減することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態２では、金属部材２２を電磁誘導加熱により加熱したが、金属部材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、金属部材２２の内周面の一部又は全部に抵抗発熱体を当接させる。抵抗発熱体は、セラミックヒータ等の面状発熱体であって、その両端部に電源部が接続されている。そして、抵抗発熱体に電流が流されると、抵抗発熱体自身の電気抵抗によって抵抗発熱体が昇温して、当接する金属部材２２を加熱する。さらに、加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。
これらの場合にも、金属部材２２の材料や厚さや、金属部材２２と定着ベルト２１とのクリアランス量Ａ、等を前記各実施の形態と同様に最適化することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、
２１  定着ベルト（定着部材）、
２２  金属部材（加熱部材）、
２３  補強部材、
２５  ヒータ（加熱手段）、
２６  固定部材、
２７  断熱部材、
３１  加圧ローラ（加圧部材）、
５０  誘導加熱部（加熱手段）、  Ｑ  潤滑剤、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特許２００８−１５８４８２号公報
【図１】
2010185997.tif 000003
【図２】
2010185997.tif 000004
【図３】
2010185997.tif 000005
【図４】
2010185997.tif 000006
【図５】
2010185997.tif 000007
【図６】
2010185997.tif 000008
【図７】
2010185997.tif 000009
【図８】
2010185997.tif 000010
【図９】
2010185997.tif 000011