(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、
前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部を差し込むことで当該他端部を保持する保持部を有し、当該保持部により当該他端部の端面に作用し、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける押し付け部材と
を備え、
前記押し付け部材と前記保持部とは、一体的に形成される定着装置。
【請求項２】
前記押し付け部材は、弾性を有する部材からなり、前記加熱部材に押されて弾性変形することで生じる弾性復元力により当該加熱部材の前記他端部の端面を押圧することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記押し付け部材は、前記回転軸方向に複数設けられ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。
【請求項４】
前記押し付け部材は、前記回転軸方向の中央部には設けられないことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記押し付け部材による前記定着部材に対する前記加熱部材の押し付け力は、当該定着部材の前記回転軸方向の中央部と比較して、当該回転軸方向の両端部において大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、
前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部の端面に対し突き当て、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける、ステンレスからなる突き当て部材と
を備える定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材の前記他端部は、回転軸方向中央部と比較して回転軸方向両端部が、前記突き当て部材に突き当たる方向に突出することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像を記録材に転写する転写手段と、
回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、
前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部を差し込むことで当該他端部を保持する保持部を有し、当該保持部により当該他端部の端面に作用し、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける押し付け部材と
を備え、
前記押し付け部材と前記保持部とは、一体的に形成される画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像を記録材に転写する転写手段と、
回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、
前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部の端面に対し突き当て、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける、ステンレスからなる突き当て部材と
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１および特許文献２には、無端ベルト状の定着部材と、定着部材の内周面に接触し定着部材を加熱する面状の加熱部材とを有する定着装置が開示されている。
特許文献１および特許文献２に記載される面状の加熱部材には発熱層が形成されており、加熱部材は、電力が供給されることで発熱層が発熱し、定着部材を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７５１６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発熱層を有する加熱部材は、発熱層の発熱により熱膨張し変形する場合がある。そして、加熱部材が熱膨張し変形した場合、加熱部材と定着部材の内周面との間に空隙が形成され、加熱部材と定着部材との密着性が低下する場合がある。
本発明は、定着部材の内周面に加熱部材を接触させる構成を採用した場合に生じうる、加熱部材の熱膨張に伴う加熱部材と定着部材との密着性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部を差し込むことで当該他端部を保持する保持部を有し、当該保持部により当該他端部の端面に作用し、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける押し付け部材とを備え、前記押し付け部材と前記保持部とは、一体的に形成される定着装置である。
請求項２に係る発明は、前記押し付け部材は、弾性を有する部材からなり、前記加熱部材に押されて弾性変形することで生じる弾性復元力により当該加熱部材の前記他端部の端面を押圧することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記押し付け部材は、前記回転軸方向に複数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、前記押し付け部材は、前記回転軸方向の中央部には設けられないことを特徴とする請求項３に記載の定着装置である。
請求項５に係る発明は、前記押し付け部材による前記定着部材に対する前記加熱部材の押し付け力は、当該定着部材の前記回転軸方向の中央部と比較して、当該回転軸方向の両端部において大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項６に係る発明は、回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部の端面に対し突き当て、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける、ステンレスからなる突き当て部材とを備える定着装置である。
請求項７に係る発明は、前記加熱部材の前記他端部は、回転軸方向中央部と比較して回転軸方向両端部が、前記突き当て部材に突き当たる方向に突出することを特徴とする請求項６に記載の定着装置である。
請求項８に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を記録材に転写する転写手段と、回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部を差し込むことで当該他端部を保持する保持部を有し、当該保持部により当該他端部の端面に作用し、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける押し付け部材とを備え、前記押し付け部材と前記保持部とは、一体的に形成される画像形成装置である。
請求項９に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を記録材に転写する転写手段と、回転し、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、トナー像を保持した記録材が通過する加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の回転軸方向に延び通電により発熱する発熱層を有し、当該回転軸方向に延びる一端部で支持され、当該定着部材の内周面に接触して弾性変形し弾性復元力により当該内周面に押し付けられる加熱部材と、前記加熱部材の前記一端部に対向する他端部の端面に対し突き当て、当該加熱部材を前記定着部材の内周面に押し付ける、ステンレスからなる突き当て部材とを備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、定着部材の内周面に加熱部材を接触させる構成を採用した場合に生じうる、加熱部材の熱膨張に伴う加熱部材と定着部材との密着性の低下を抑制することができる。
請求項２の発明によれば、例えば押し付け部材が弾性を有しない場合と比較して、定着部材の変形量に応じた力で加熱部材を定着部材の内周面に押し付けることができる。
請求項３の発明によれば、例えば回転軸方向の位置により加熱部材の変形量が異なる場合であっても、定着部材と加熱部材との密着性の低下を抑制することができる。
請求項４の発明によれば、回転軸方向の中央部に押し付け部材を設ける場合と比較して、定着部材の回転軸方向中央部における変形量を低減することができる。
請求項５の発明によれば、例えば押し付け部材による押し付け力を回転軸方向に亘って等しくする場合と比較して、回転軸方向両端部における加熱部材と定着部材との密着性の低下を抑制できる。
請求項８の発明によれば、定着部材の内周面に加熱部材を接触させる構成を採用した場合に生じうる、加熱部材の熱膨張に伴う加熱部材と定着部材との密着性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態の定着ベルトの層構成の一例を示した断面図である。
【図５】本実施の形態のヒータユニットの構成を示す図である。
【図６】本実施の形態のヒータユニットの構成を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は、ヒータの構造について説明した図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、発熱層が描くパターンの一例を示した図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、熱膨張によるヒータの変形の様子を説明するための図である。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、従来の定着ユニットにおいて、ヒータが熱膨張により変形した場合の、定着ベルトとヒータとの関係を示した図である。
【図１１】（ａ）〜（ｂ）は、従来の定着ユニットにおいてヒータを発熱させた場合の定着ベルトの変形量を示した図である。
【図１２】本実施の形態のヒータユニットを定着ベルトの内周に設置した状態を示す図である。
【図１３】本実施の形態のヒータユニットを採用した定着ユニットについて測定した定着ベルトの変形量を示した図である。
【図１４】実施の形態２が適用されるヒータユニットおよび定着ベルトを示した図である。
【図１５】（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態２のヒータユニットに用いられるヒータの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜実施の形態１＞
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。
＜画像形成装置の説明＞
図１は、本実施の形態の定着装置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、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１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や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【０００９】
画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２の表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、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。
【００１０】
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、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、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装置の一例としての定着ユニット６０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。
【００１１】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は、現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１２】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１３】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、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。
【００１４】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット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ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、加熱源としてのヒータユニット８０と、ヒータユニット８０により加熱されることでトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周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を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３とを備えている。
さらに、定着ユニット６０は、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６６を備えている。
なお、以下の説明においては、図２、図３等に示すように、定着ユニット６０における定着ベルト６１の回転軸方向をＸ方向と定義し、後述するニップ部Ｎにおける定着ベルト６１の移動方向（用紙の搬送方向）をＹ方向と定義し、Ｘ方向およびＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向と定義する。
【００１５】
＜定着ベルトの説明＞
図４（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態の定着ベルト６１の層構成の一例を示した断面図である。
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、幅方向の長さが３００ｍｍに形成されている。
図４（ａ）に示す定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に被覆された離型層６１２とからなる構造のベルト部材である。
【００１６】
基材層６１１は、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。
基材層６１１としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また定着ベルト６１の温度分布をより均一化するために酸化アルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂シート中に含有させてもよい。
【００１７】
離型層６１２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、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。離型層６１２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、離型層６１２の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが好適である。
【００１８】
図４（ｂ）の定着ベルト６１は、基材層６１１および離型層６１２に加えて、基材層６１１と離型層６１２との間にさらに弾性層６１３が積層された構造を有するベルト部材である。
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。そのため、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には、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１の表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが好適に用いられる。
【００１９】
このように、弾性層６１３を有する定着ベルト６１を用いた場合、例えば画像形成部１０（図１参照）においてカラー画像の形成を行う際に、図４（ａ）に示した定着ベルト６１を使用する場合と比較して、カラー画像の定着性を向上する。
なお、図４（ｂ）に示した構造を有する定着ベルト６１は、図４（ａ）に示した構造を有する定着ベルト６１と比較して、剛性が高くなっている。
【００２０】
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、ヒータユニット８０の後述する支持フレーム８２（図３参照）の軸方向両端部（Ｘ方向両端部）には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。
【００２１】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
【００２２】
＜加圧ロールの説明＞
図３に戻り、加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従動して図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部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、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ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６２３とが積層されて構成される。そして、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００２３】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の剛体で構成された、断面が円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト６１の内側において、ヒータユニット８０の後述する支持フレーム８２に支持されている。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１を圧接する領域にて、Ｘ方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド６３は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置され、ニップ部Ｎを形成している。
【００２４】
＜ヒータユニットの構成の説明＞
図５および図６は、本実施の形態のヒータユニット８０の構成を示す図である。
ここで、図５および図６では、定着ベルト６１（図３参照）の内周から取り出した状態のヒータユニット８０を示している。図５は、ヒータユニット８０の斜視図であり、図６は、ヒータユニット８０を図５におけるＶＩ方向から見た図である。
ヒータユニット８０は、熱発生源であるヒータ８１と、ヒータユニット８０が定着ベルト６１の内周に設置された場合にヒータ８１の自由端である非発熱領域８１ｃを弾性支持する押し付け部材の一例としての弾性部材７０と、ヒータ８１および上述した押圧パッド６３を支持する支持フレーム８２と、支持フレーム８２上に設けられ弾性部材７０が取り付けられる取り付け部８３とを備えている。
【００２５】
支持フレーム８２は、ヒータ８１の長手方向（Ｘ方向）に沿って配置される。支持フレーム８２は、例えばステンレス板等を曲げ加工することにより形成される。支持フレーム８２には、ヒータ８１の非発熱領域８１ｂがＸ方向に沿って固定支持される。
また、取り付け部８３は、図５に示すように、Ｘ方向に沿って延び、支持フレーム８２の上に設けられる。そして、取り付け部８３には、複数の弾性部材７０が、Ｘ方向に沿って支持される。具体的には、取り付け部８３には、弾性部材７０の後述する固定部７１が取り付けられる。
弾性部材７０は、取り付け部８３に対してＸ方向に複数設けられ、後述する保持部７４にてヒータ８１の非発熱領域８１ｃを支持するとともにヒータ８１を定着ベルト６１の内周面に対して押し付ける。なお、弾性部材７０の詳細な構成については後述する。
【００２６】
ヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の内周側から定着ベルト６１を加熱する加熱部材の一例として機能する。
図７（ａ）〜（ｂ）は、ヒータ８１の構造について説明した図である。
ヒータ８１は、可撓性を有するシート状の形状を有している。そして、実際の使用状態においては、定着ベルト６１（図３参照）の内周面に接触させるため、図５および図６で示すように定着ベルト６１の内周面に沿うように円弧状に曲げられる。
ただし、説明を分かりやすくするため、図７（ａ）〜（ｂ）では、円弧状に曲げられる前の平面状のヒータ８１について図示している。
ここで、図７（ａ）は、ヒータ８１の斜視図である。また、図７（ｂ）は、ヒータ８１のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ断面図である。
【００２７】
図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、ヒータ８１は、発熱層８１１が絶縁層８１２に挟み込まれた構造を有する。また、ヒータ８１は、定着ベルト６１の内周面と接触する側（図７（ｂ）における上方）に、熱拡散層８１３を備える。
また、図７（ａ）に示すように、円弧状に曲げられる前のヒータ８１は、全体として長方形状となっている。言い換えると、本実施の形態のヒータ８１は、互いに対向する２つの長辺側端部と、長辺側端部と交差し互いに対向する２つの短辺側端部とを有している。なお、ヒータ８１における長辺側端部に沿う方向（以下、長手方向と呼ぶことがある）が、定着ベルト６１の回転軸方向（Ｘ方向）に対応している。
そして、本実施の形態のヒータ８１は、図７（ａ）に示すように、発熱層８１１が設けられる発熱領域８１ａが長手方向に沿って形成されている。また、ヒータ８１の長辺側端部には、発熱層８１１が設けられてない非発熱領域８１ｂ、８１ｃが、発熱領域８１ａを挟んで対向するように形成されている。
【００２８】
発熱層８１１は、本実施の形態では、配線が予め定められたパターンを描く発熱部の一例として機能する。
発熱層８１１は、導電性の発熱材料からなり、通電することにより発熱する。本実施の形態では、発熱層８１１は、例えば、厚さ３０μｍのステンレス箔からなる。発熱層８１１を構成するステンレス箔としては、例えば、ＳＵＳ４３０やＳＵＳ３３０等を用いることができる。また、発熱層８１１は、予め定められたパターンを描くことで、より均一に発熱を行うようにしている。なお、発熱層８１１の配線が描くパターンについては、後述する。
【００２９】
絶縁層８１２は、発熱層８１１を絶縁するとともに、発熱層８１１に折り曲がり等が生じないように保護するための層である。本実施の形態では、絶縁層８１２は、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとの二層構造を採る。そして、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うことで絶縁層８１２内部に発熱層８１１が内包される構造としている。よって、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとは、この場合、接着し一体化している。
絶縁層８１２ａ、８１２ｂは、絶縁性を有するとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。本実施の形態では、絶縁層８１２ａとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱硬化性ポリイミドが使用される。そして絶縁層８１２ｂとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱可塑性ポリイミドが使用される。
【００３０】
熱拡散層８１３は、発熱層８１１から発生した熱を拡散し、定着ベルト６１に伝熱させるための層である。定着ベルト６１は、熱拡散層８１３によってより均一に加熱され、定着ベルト６１に温度分布のむらが生じることが抑制される。
熱拡散層８１３は、伝熱性に優れるとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。本実施の形態では、熱拡散層８１３として、例えば、厚さ３０μｍ〜５０μｍのステンレス箔を使用する。熱拡散層８１３を構成するステンレス箔としては、例えば、ＳＵＳ４３０やＳＵＳ３３０等を用いることができる。
熱拡散層８１３は、絶縁層８１２ｂと接合している。実際には、上述した絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うときに、併せて熱拡散層８１３と絶縁層８１２ｂとを接着させる。
【００３１】
図８（ａ）〜（ｃ）は、発熱層８１１が描くパターンの一例を示した図である。
図８（ａ）および（ｂ）に示す発熱層８１１のパターンは、円弧状の箇所と直線状の箇所からなるＵ字形状の基本パターンが連続して接続することにより形成されている。図８（ａ）に示すパターンは、大きさが互いに等しいＵ字形状の基本パターンが連続して接続することにより形成される。一方、図８（ｂ）に示すパターンは、大きさが異なる複数のＵ字形状の基本パターンの組み合わせにより形成されている。
なお、図８（ａ）および（ｂ）に示す発熱層８１１のパターンでは、Ｕ字形状の基本パターンを構成する辺部が、ヒータ８１（図７（ａ）等参照）の短手方向に対して傾斜するように設けられている。これにより、ヒータ８１の長手方向において発熱層８１１が存在しない領域が形成されることが抑制され、ヒータ８１に加熱される定着ベルト６１（図３等参照）における温度むらが生じることが抑制される。
【００３２】
図８（ｃ）に示す発熱層８１１のパターンは、正六角形の一部からなる基本パターンが連続して接続することにより形成される。図８（ｃ）に示す発熱層８１１では、基本パターンが、それぞれの辺部が鈍角をなすように連続的に接続している。発熱層８１１がこのようなパターンを描くことで、発熱層８１１において剛性の差異が生じることが抑制され、発熱層８１１において発熱分布のむらが抑制される。
なお、発熱層８１１が描くパターンは、定着ベルト６１、ヒータ８１等の材質や定着温度等に応じて選択することができ、図８（ａ）〜（ｃ）に示したものに限られるものではない。
【００３３】
図５、図６に戻り、本実施の形態のヒータ８１は、長手方向に沿って形成された２つの非発熱領域８１ｂ、８１ｃのうちの一方の非発熱領域８１ｂが支持フレーム８２に対して長手方向に亘って取り付けられる。
また、本実施の形態のヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の内周面に倣って湾曲した形状を有している。この例では、定着ベルト６１の内周から取り外した状態のヒータユニット８０において、湾曲したヒータ８１の曲率は、定着ベルト６１の曲率よりも小さくなっている。言い換えると、湾曲したヒータ８１の曲率半径は、定着ベルト６１の内周面の半径よりも大きくなっている。
さらに、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周から取り外した状態では、ヒータ８１のうち支持フレーム８２に取り付けられない他方の非発熱領域８１ｃは、図５、図６に示すように、支持フレーム８２から離れて浮いた状態となっている。
【００３４】
そして、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、図３および後述する図１２に示すように、ヒータ８１は定着ベルト６１の内周面に倣って曲率が大きくなるように（曲率半径が小さくなるように）弾性変形する。これにより、ヒータ８１は、自身の弾性復元力により定着ベルト６１の内周面に押し付けられるようになる。この結果、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１の熱拡散層８１３（図７（ａ）参照）との接触状態を良好に保つことができる。
【００３５】
ここで、本実施の形態では、ヒータ８１は、発熱層８１１が設けられていない非発熱領域８１ｂにて支持フレーム８２に取り付けられ、発熱層８１１が設けられる発熱領域８１ａでは、定着ベルト６１以外の他の部材とは、接触がない。すなわち、図５（ａ）においてヒータ８１の上面は、定着ベルト６１と接触を行うが、ヒータ８１の下面は、他の部材と接触がなく、ヒータ８１の下方は空洞の状態となっている。これにより、ヒータ８１から定着ベルト６１以外の他の部材への熱伝導を抑制することができる。さらに、本実施の形態のヒータ８１はシート状であるため、ヒータ８１の熱容量を小さくすることができる。このため、画像形成装置１（図１参照）の電源がＯＮとなり、定着ユニット６０（図１参照）を立ち上げるときなどに、より速やかに定着ベルト６１が昇温される。その結果、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（ウォームアップタイム）が短縮される。
【００３６】
ところで、長尺形状を有するシート状のヒータを、長手方向に沿って支持フレーム等に固定している定着ユニットでは、発熱層の発熱によりヒータが熱膨張して変形した場合、定着ベルトとヒータとの接触不良が生じる場合がある。
図９（ａ）〜（ｃ）は、熱膨張によるヒータ８１の変形の様子を説明するための図である。図９（ａ）は、ヒータ８１をＹ方向から見た図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩＸＢ−ＩＸＢ断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）におけるＩＸＣ−ＩＸＣ断面図である。なお、図９（ａ）において破線は、熱膨張により変形する前のヒータ８１の形状を示しており、実線は、熱膨張により変形した後のヒータ８１の形状を示している。
【００３７】
上述した図７（ａ）に示したように、ヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の軸方向（Ｘ方向）に長い長尺形状を有しており、これに伴って発熱領域８１ａも同様に定着ベルト６１の軸方向（Ｘ方向）に長い長尺形状を有している。これにより、ヒータ８１において発熱層８１１が発熱した場合、発熱領域８１ａは、Ｙ方向と比較してＸ方向に、より熱膨張しやすくなっている。
また、上述したように、ヒータ８１は、長辺側端部に沿って２つの非発熱領域８１ｂ、８１ｃが形成されている。そして、一方の非発熱領域８１ｂにて長手方向に亘って支持フレーム８２（図５参照）に取り付けられ、他方の非発熱領域８１ｃおよび発熱領域８１ａは、支持フレーム８２から離間した状態となっている。
【００３８】
そして、支持フレーム８２に取り付けられた一方の非発熱領域８１ｂが長手方向に固定されていることにより、通電により発熱層８１１が発熱した場合、ヒータ８１は、発熱領域８１ａが長手方向（Ｘ方向）に熱膨張し、ヒータ８１の長手方向中央部（Ｘ方向中央部）が、定着ベルト６１（図３参照）側（Ｚ方向下流側）に突出するように変形する。
具体的には、ヒータ８１の長手方向中央部（Ｘ方向中央部）では、図９（ｂ）にて実線で示すように、発熱領域８１ａが外周側（Ｚ方向下流側）に向かって膨張し、全体としてＺ方向に長い形状に変形する。これに対し、ヒータ８１の長手方向両端部（Ｘ方向両端部）では、図９（ｃ）に示すように、発熱層８１１が発熱した場合であってもほとんど変形しない。
そして、ヒータ８１全体としては、図９（ａ）に示すように、Ｘ方向中央部からＸ方向両端部に亘って連続的に変形することで、Ｘ方向中央部が定着ベルト６１側（Ｚ方向下流側）に向けて突出した凸形状となる。
【００３９】
続いて、ヒータが上述したように変形した場合の、定着ベルトとヒータとの関係について説明する。図１０（ａ）〜（ｂ）は、従来の定着ユニット２６０において、ヒータ８１が熱膨張により変形した場合の、定着ベルト６１とヒータ８１との関係を示した図である。図１０（ａ）は、ヒータ８１が変形する前の非加熱時の定着ベルト６１およびヒータ８１を示しており、図１０（ｂ）は、加熱に伴う熱膨張によりヒータ８１が変形した後の定着ベルト６１およびヒータ８１を示している。また、図１０（ａ）〜（ｂ）では、Ｙ方向から見た定着ユニット２６０の概略図、Ｘ方向中央部およびＸ方向両端部での定着ベルト６１およびヒータ８１の断面形状を示している。
ここで、図１０（ａ）〜（ｂ）に示す従来の定着ユニット２６０は、弾性部材７０を有していない以外は、図３等に示した本実施の形態の定着ユニット６０と同様の構成を有している。また、以下の説明において、定着ベルト６１のうち、ヒータ８１に対向する領域を対向領域６１ａ、ヒータ８１および押圧パッド６３に対向しない領域を非対向領域６１ｂと呼ぶことがある。
【００４０】
図１０（ａ）に示すように、ヒータ８１の発熱層８１１（図７（ａ）参照）が発熱を行っていない非加熱時には、Ｘ方向両端部からＸ方向中央部に亘ってＸ方向の全域で、定着ベルト６１の対向領域６１ａが、ヒータ８１の外周面に接触した状態となっている。
【００４１】
一方、図１０（ｂ）に示すように、発熱層８１１の発熱によりヒータ８１のＸ方向中央部が定着ベルト６１側に向けて突出するように変形した場合、ヒータ８１に押し上げられることで、定着ベルト６１も変形する。
ここで、図１０（ａ）に示すように、非加熱時における変形前の定着ベルト６１は、Ｘ方向両端部からＸ方向中央部にかけて円形の断面形状を有し、全体として円筒形状を有している。そして、定着ベルト６１は、ヒータ８１によって押されることで変形した場合であっても、Ｘ方向両端部およびＸ方向両端部において、定着ベルト６１の外周の長さはほとんど変化しない。
【００４２】
この結果、定着ベルト６１のＸ方向中央部において、ヒータ８１に対向する対向領域６１ａでは、図１０（ｂ）に示すように、ヒータ８１によって内周側から外周側に向かって押し上げられることで、Ｚ方向に延びるように変形する。一方、定着ベルト６１のＸ方向中央部において、ヒータ８１に対向しない非対向領域６１ｂでは、対向領域６１ａがＺ方向に変形するのに伴って、図１０（ｂ）に示すように、定着ベルト６１の内周側に縮むように変形する。
これにより、定着ベルト６１のＸ方向中央部では、定着ベルト６１の断面形状が、Ｚ方向に長い楕円形状に変形する。
【００４３】
また、上述したように、定着ベルト６１はＸ方向に沿って延びる円筒状の原形を有しているため、定着ベルト６１のＸ方向中央部がヒータ８１に押されて変形するのに伴い、定着ベルト６１のＸ方向両端部についても同様に変形する。
具体的には、図１０（ｂ）に示すように、定着ベルト６１のＸ方向両端部では、ヒータ８１に対向する対向領域６１ａがＺ方向に延びるように変形するとともに、ヒータ８１と対向しない非対向領域６１ｂが定着ベルト６１の内周側に縮むように変形する。なお、定着ベルト６１のＸ方向両端部では、ヒータ８１により定着ベルト６１が押し上げられないため、定着ベルト６１の変形量は、Ｘ方向中央部と比較して小さい。
【００４４】
そして、上述したように、ヒータ８１のＸ方向両端部は、発熱層８１１が発熱した場合であってもほとんど変形しないため、定着ベルト６１のＸ方向両端部において対向領域６１ａがＺ方向に延びるように変形することで、定着ベルト６１の対向領域６１ａはヒータ８１から離れるようになる。
【００４５】
このように、従来の定着ユニット２６０では、ヒータ８１および定着ベルト６１が変形した結果、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ方向両端部において、ヒータ８１の表面と定着ベルト６１との間に空隙Ｇが形成される。
そして、ヒータ８１の表面と定着ベルト６１の内周面との間に空隙Ｇが形成された場合、ヒータ８１から定着ベルト６１への熱の伝導が抑制されることになる。これにより、従来の定着ユニット２６０では、定着ベルト６１とヒータ８１とが接触するＸ方向中央部と、定着ベルト６１とヒータ８１との間に空隙Ｇが形成されるＸ方向両端部とで、定着ベルト６１への伝熱量に差異が生じ、定着ベルト６１に温度むら発生する場合がある。
【００４６】
ところで、図４（ａ）〜（ｂ）に示したように、定着ベルト６１としては、基材層６１１と離型層６１２とからなる定着ベルト６１や、基材層６１１と離型層６１２との間にさらに弾性層６１３を有する定着ベルト６１等を用いることができる。
定着ベルト６１は、ヒータ８１の変形に伴って上述したように変形するが、その変形量や変形の態様は、定着ベルト６１の層構成や厚さ、材質等によって異なる場合がある。
【００４７】
図１１（ａ）〜（ｂ）は、従来の定着ユニット２６０（図１０（ａ）〜（ｂ）参照）においてヒータ８１を発熱させた場合の定着ベルト６１の変形量を示した図である。ここで、図１１（ａ）は、図４（ａ）に示した層構造を有する定着ベルト６１の変形量を示しており、図１１（ｂ）は、図４（ｂ）に示した層構造を有する定着ベルト６１の変形量を示している。なお、以下の説明において、図４（ａ）に示した定着ベルト６１を第１構成の定着ベルト６１と呼び、図４（ｂ）に示した定着ベルト６１を第２構成の定着ベルト６１と呼ぶ。
【００４８】
図１１（ａ）〜（ｂ）では、定着ベルト６１のうち、定着ベルト６１の移動方向において、ヒータ８１の発熱領域８１ａにおける上流部に対向する領域（図３のＲ１部）、発熱領域８１ａにおける中間部に対向する領域（図３のＲ２部）、および発熱領域８１ａにおける下流部に対向する領域（図３のＲ３部）の変形量を測定している。図１１（ａ）〜（ｂ）では、ヒータ８１による加熱を行わない常温時の定着ベルト６１の形状を変形量０とした場合の、定着ベルト６１の変形量を示している。図１１（ａ）〜（ｂ）において、変位が＋の場合は、定着ベルト６１が外周側に向けて変形したことを表しており、変位が−の場合は、定着ベルト６１が内周側に向けて変形したことを表している。
【００４９】
また、図１１（ａ）〜（ｂ）では、定着ベルト６１の上流部Ｒ１、中間部Ｒ２および下流部Ｒ３のそれぞれにおいて、定着ベルト６１の長手方向（Ｘ方向）の一端部（Ｆｒｏｎｔ）から長手方向中央部（Ｃｅｎｔｅｒ）までの変形量を示している。なお、通常、図１１（ａ）〜（ｂ）に示していない定着ベルト６１の長手方向中央部から長手方向の他端部までの変形量は、図１１（ａ）〜（ｂ）に示した変形量のグラフを縦軸に対して反転したものと同じ傾向を示す。
【００５０】
図１１（ａ）に示すように、弾性層６１３を有していない第１構成の定着ベルト６１を用いた場合には、中間部Ｒ２において、ヒータ８１を発熱させた場合の定着ベルト６１の変形量が、長手方向一端部から長手方向中央部に向かうに従い大きくなっている。すなわち、中間部Ｒ２では、長手方向両端部と比較して長手方向中央部において定着ベルト６１の変形量が大きくなっており、定着ベルト６１は、長手方向中央部において中間部Ｒ２が定着ベルト６１の外周側に膨らむように変形する。
そして、図１１（ａ）に示すように、第１構成の定着ベルト６１を用いた場合には、ヒータ８１を発熱させた場合の中間部Ｒ２における変形量が、長手方向一端部と長手方向中央部とで大きく異なっている。
【００５１】
また、上流部Ｒ１および下流部Ｒ３では、ヒータ８１が発熱した場合の定着ベルト６１の変形量が、上述した中間部Ｒ２における変形量と比較して小さくなっている。特に下流部Ｒ３では、図１１（ａ）に示すように、定着ベルト６１の変形量が−の値となっており、定着ベルト６１が内周側に向けて凹むように変形している。
この結果、第１構成の定着ベルト６１を用いた場合、ヒータ８１を発熱させた場合の定着ベルト６１の変形量は、特に長手方向中央部において、上流部Ｒ１または下流部Ｒ３と中間部Ｒ２との差が大きくなっている。
【００５２】
これに対し、第２構成の定着ベルト６１は第１構成の定着ベルト６１と比較して剛性が高く、変形したヒータ８１に押された場合であっても変形しにくい。このため、図１１（ｂ）に示すように、中間部Ｒ２において、長手方向中央部での変形量が第１構成の定着ベルト６１を用いた場合と比較して小さくなっている。
一方、第２構成の定着ベルト６１は、剛性が高いことで、長手方向一端部の形状が長手方向中央部の変形の影響を受け易くなっている。このため、図１１（ｂ）に示すように、中間部Ｒ２において、長手方向中央部と長手方向一端部との間の領域での変形量は、第１構成の定着ベルト６１を用いた場合と比較して大きくなっている。
また、第２構成の定着ベルト６１を用いた場合、上流部Ｒ１および下流部Ｒ３では、第１構成の定着ベルト６１を用いた場合と比較して、長手方向一端部から長手方向中央部までの定着ベルト６１の変形量が小さくなっている。
【００５３】
このように、定着ベルト６１の層構造の違い等により、ヒータ８１の変形に伴う定着ベルト６１の変形量が異なる場合がある。そして、定着ベルト６１とヒータ８１との密着性を改善するために、例えば第１構成の定着ベルト６１の変形量に対応させてヒータ８１の形状を変形させた場合には、第１構成の定着ベルト６１を用いた場合の密着性は改善するものの、第２構成の定着ベルト６１を用いた場合には、定着ベルト６１とヒータ８１との間に空隙が生じるおそれがある。
これに対し、本実施の形態のヒータユニット８０では、弾性部材７０を設けることで、定着ベルト６１の種類によらず、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１との密着性が低下することを抑制している。
【００５４】
＜弾性部材の構成の説明＞
続いて、本実施形態のヒータユニット８０における弾性部材７０の構成について、より詳細に説明する。図１２は、本実施の形態のヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態を示す図である。なお、図１２においては、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周から取り外した状態におけるヒータ８１および弾性部材７０の位置を、破線で示している。
【００５５】
本実施の形態の弾性部材７０は、例えば金属板を折り曲げることにより形成される板バネから構成され、一方の端部が取り付け部８３に取り付けられるとともに、他方の端部が取り付け部８３および支持フレーム８２から離間した自由端となっている。具体的には、図１２および上述した図６に示すように、弾性部材７０は、取り付け部８３に対して固定支持される固定部７１と、固定部７１の端部から湾曲部７２ａを介して取り付け部８３から離れる方向に延びる第１延伸部７２と、第１延伸部７２の端部から湾曲部７２ａを介して取り付け部８３から離れる方向に延びる第２延伸部７３と、第２延伸部７３の先端に設けられ、ヒータユニット８０が定着ベルト６１の内周に設置された際にヒータ８１の非発熱領域８１ｃを保持する保持部７４と、を有している。
【００５６】
本実施の形態の定着ユニット６０（図３参照）では、定着ベルト６１の内周にヒータユニット８０を設置するに際し、ヒータ８１の自由端である非発熱領域８１ｃを弾性部材７０の保持部７４に差し込んだ状態で、ヒータユニット８０を定着ベルト６１に挿入する。
【００５７】
ここで、上述したように、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した場合には、ヒータ８１は、定着ベルト６１に規制され定着ベルト６１の内周面に沿った形状に変形する。そして、ヒータ８１の変形に伴い、ヒータ８１の自由端である非発熱領域８１ｃが定着ベルト６１の内周面に沿って移動する。
これにより、ヒータ８１の非発熱領域８１ｃが挿入された保持部７４がヒータ８１（非発熱領域８１ｃ）に押されることで、弾性部材７０は、取り付け部８３に固定された固定部７１を支点として、図１２において破線で示す形状から実線で示す形状へ変形する。
【００５８】
本実施の形態では、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、取り付け部８３および取り付け部８３に取り付けられる弾性部材７０の固定部７１が、円筒状の定着ベルト６１における回転軸に隣接するように設けられる。これにより、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した場合には、図１２において破線矢印で示すように、弾性部材７０の保持部７４は、定着ベルト６１の内周面に沿うように移動し、定着ベルト６１の内周面に沿う方向に向かう弾性復元力が生じる。
【００５９】
この結果、ヒータ８１は、弾性部材７０の弾性復元力により非発熱領域８１ｃが定着ベルト６１の内周面に沿って押され、図１２に示すように、発熱領域８１ａが定着ベルト６１の内周面に押し付けられるようになる。
すなわち、本実施の形態の定着ユニット６０では、ヒータ８１自身が有する弾性復元力に加えて、弾性部材７０によって非発熱領域８１ｃが押されることにより生じる押圧力により、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられるようになっている。
【００６０】
そして、ヒータ８１を発熱させることによりヒータ８１が変形した場合であっても、弾性部材７０によりヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられることで、ヒータ８１と定着ベルト６１との密着性の低下が抑制される。
具体的には、上述したように、ヒータ８１を発熱した場合、定着ユニット６０における長手方向両端部（Ｘ方向両端部）において、定着ベルト６１がヒータ８１から離れるように変形する。これに対し、本実施の形態では、弾性部材７０によりヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられることで、定着ベルト６１が変形した場合であっても、変形した定着ベルト６１の内周面にヒータ８１が追従するようになる。言い換えると、ヒータ８１の変形に伴って定着ベルト６１の長手方向両端部が外周側に向けて変形した場合であっても、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に接触した状態が維持される。
【００６１】
この結果、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との間に空隙Ｇ（図１０（ｂ）参照）が形成されることが抑制され、ヒータ８１と定着ベルト６１との密着性の低下が抑制される。
そして、本実施の形態では、定着ベルト６１とヒータ８１との密着性の低下が抑制されることで、定着ベルト６１への伝熱量に差異が生じることが抑制され、定着ベルト６１における温度むら発生が抑制される。
【００６２】
ここで、本実施の形態のヒータユニット８０では、弾性部材７０を、長手方向に複数設けている。具体的には、図５に示すように、ヒータユニット８０の長手方向の一端側および他端側に４個ずつ、合計８個の弾性部材７０を、隣接する弾性部材７０との間に間隙を設けて配置している。そして、ヒータユニット８０の長手方向中央部には弾性部材７０を設けていない。
上述したように、ヒータ８１を発熱させた場合には、主にヒータ８１の長手方向中央部が定着ベルト６１側に向けて突出するように変形し、定着ベルト６１を押し上げる。このため、ヒータユニット８０の長手方向中央部では、弾性部材７０を設けない場合であっても、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性の低下は起こりにくい。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、弾性部材７０をヒータユニット８０の長手方向中央部には設けない構成とすることで、弾性部材７０を設ける場合と比較して、ヒータ８１を発熱させた場合に、ヒータユニット８０の長手方向中央部においてヒータ８１による定着ベルト６１の押し上げ量が低減される。これにより、弾性部材７０をヒータユニット８０の長手方向中央部に設ける場合と比較して、ヒータ８１が定着ベルト６１を押し上げることによる定着ベルト６１の変形量が小さくなり、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性の低下がより抑制される。
【００６４】
また、本実施の形態では、複数の弾性部材７０を設けることで、定着ベルト６１の変形量に応じて、それぞれの弾性部材７０によって異なる押圧力でヒータ８１を定着ベルト６１に押圧することが可能になっている。すなわち、本実施の形態では、ヒータユニット８０の長手方向の位置によって定着ベルト６１の変形量が違う場合であっても、それぞれの弾性部材７０により定着ベルト６１の変形量に合わせてヒータ８１が押圧される。これにより、長手方向の全域に亘って、定着ベルト６１とヒータ８１との密着性が低下することが抑制される。
【００６５】
さらに、本実施の形態のヒータユニット８０では、弾性部材７０は、ヒータ８１のうち発熱層８１１が設けられていない非発熱領域８１ｃに接触し、発熱領域８１ａには接触していない。これにより、例えば弾性部材７０がヒータ８１の発熱領域８１ａに接触するような場合と比較して、発熱層８１１にて発生した熱が弾性部材７０に伝導することが抑制され、定着ベルト６１がより速やかに昇温される。
【００６６】
また、本実施の形態のヒータユニット８０では、上述したように、ヒータ８１の変形に伴って変形した定着ベルト６１の内周面に対して、弾性部材７０によってヒータ８１を押し付ける構成としている。
これにより、例えば変形したヒータ８１に対して定着ベルト６１を押し付けるような構成を採用する場合と比較して、長手方向両端部と長手方向中央部との定着ベルト６１の変形量の差（定着ベルト６１の外径の差）を小さくすることができる。
【００６７】
さらにまた、本実施の形態のヒータユニット８０は、ヒータ８１の変形に伴って変形した定着ベルト６１の内周面に対してヒータ８１を押し付ける構成を採用することで、定着ベルト６１の変形の態様に応じて、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に接触されるようになっている。
これにより、本実施の形態のヒータユニット８０は、例えば図４（ａ）に示した第１構成の定着ベルト６１や図４（ｂ）に示した第２構成の定着ベルト６１等の層構成が異なる定着ベルト６１に適用した場合であっても、定着ベルト６１とヒータ８１との密着性の低下を抑制できる。
【００６８】
図１３は、本実施の形態のヒータユニット８０を採用した定着ユニット６０について、上述した図１１（ａ）〜（ｂ）と同様にして測定した定着ベルト６１の変形量を示した図である。
なお、図１３では、定着ベルト６１として弾性層６１３を有する第２構成の定着ベルト６１（図４（ｂ）参照）を用いた定着ユニット６０について示している。
図１３に示すように、弾性部材７０を有する本実施の形態のヒータユニット８０を採用することで、弾性部材７０を有していないヒータユニット８０を採用した場合（図１１（ｂ）参照）と比較して、定着ベルト６１の長手方向両端部と長手方向中央部との定着ベルト６１の変形量の差が小さくなることが確認される。
さらに、本実施の形態のヒータユニット８０を採用した場合には、定着ベルト６１の長手方向中央部における変形量が、図１１（ｂ）に示した例と比べて小さくなることが確認される。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態の定着ユニット６０では、シート状のヒータ８１を用いたヒータユニット８０において発熱層８１１の発熱に伴う熱膨張によりヒータ８１が変形したような場合であっても、弾性部材７０がヒータ８１の非発熱領域８１ｃに作用することにより、ヒータ８１の発熱領域８１ａが定着ベルト６１の内周面に押し付けられる。これにより、ヒータユニット８０が弾性部材７０を有していない場合と比較して、ヒータ８１と定着ベルト６１との密着性の低下が抑制される。
この結果、ヒータユニット８０が弾性部材７０を有していない場合と比較して、ヒータ８１の発熱により定着ベルト６１やヒータ８１が変形した場合であってもヒータ８１から定着ベルト６１への熱の伝導が良好に行われる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、複数の弾性部材７０を互いに同じ構成のものとしたが、例えばそれぞれの弾性部材７０の形状や厚さ、材質、支持フレーム８２における取り付け位置等を異ならせることで、それぞれの弾性部材７０によるヒータ８１の押圧力を異ならせてもよい。具体的には、長手方向両端部に設ける弾性部材７０によるヒータ８１の押圧力を、長手方向中央部に設ける弾性部材７０による押圧力と比較して大きくすることが好ましい。これにより、ヒータ８１が発熱した場合にヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との間に空隙Ｇが生じやすいヒータユニット８０の長手方向両端部において、定着ベルト６１の内周面に対してヒータ８１が強く押し付けられるようになり、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性の低下がより抑制される。
【００７１】
また、本実施の形態では、弾性部材７０として板バネを用いたが、弾性復元力によりヒータ８１の非発熱領域８１ｃを押圧してヒータ８１を定着ベルト６１の内周面に押し付けるものであれば、弾性部材７０として例えばコイルバネ等の他の部材を用いてもよい。
【００７２】
＜実施の形態２＞
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。図１４は、実施の形態２が適用されるヒータユニット８０および定着ベルト６１を示した図である。なお、実施の形態２の説明において、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を用い、ここでは詳細な説明は省略する。
実施の形態１では、弾性部材７０によりヒータ８１の自由端である非発熱領域８１ｃを押すことで、定着ベルト６１の内周面にヒータ８１を押し付ける構成とした。これに対し、実施の形態２では、弾性が低く剛性が高い突き当て部材７５に対してヒータ８１の非発熱領域８１ｃを突き当てることで、ヒータ８１と定着ベルト６１との密着性の低下を抑制している。以下、具体的に説明する。
【００７３】
実施の形態２のヒータユニット８０は、図１４に示すように、弾性部材７０（図３参照）に代えて、支持フレーム８２の側面に取り付けられた突き当て部材７５を有している。突き当て部材７５は、例えばステンレス等の剛性の高い材料からなり曲げ加工が施された板金により構成される。そして、突き当て部材７５は、一方の端部が支持フレーム８２に取り付けられるとともに、他方の端部が支持フレーム８２から離れる方向（定着ベルト６１側）に突出している。
【００７４】
続いて、実施の形態２のヒータユニット８０に用いられるヒータ８１について説明する。図１５（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態２のヒータユニット８０に用いられるヒータ８１の一例を示した図である。なお、図１５（ａ）〜（ｂ）は、円弧状に曲げられる前の平面状のヒータ８１について図示している。
図１５（ａ）〜（ｂ）に示すように、実施の形態２のヒータ８１は、長手方向中央部と比較して長手方向両端部において、非発熱領域８１ｃが外側に突出した形状となっている。言い換えると、実施の形態２のヒータ８１は、支持フレーム８２（図１４参照）に固定される非発熱領域８１ｂから自由端である非発熱領域８１ｃまでの距離が、長手方向中央部と比較して長手方向両端部において長く形成されている。
【００７５】
そして、本実施の形態では、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、図１４に示すように、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に規制されることで、ヒータ８１の自由端である非発熱領域８１ｃが突き当て部材７５に接触した状態となる。
ここで、上述したように、突き当て部材７５は、剛性が高い部材で構成されるため、ヒータ８１の非発熱領域８１ｃが突き当て部材７５に接触した場合であっても、突き当て部材７５はほとんど変形しない。これにより、図１４に示すように、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、ヒータ８１には突き当て部材７５により矢印で示す方向に向かう力が加えられる。そして、ヒータ８１は、発熱により変形する前の状態において、予め定着ベルト６１の内周面に押し付けられた状態となっている。
【００７６】
さらに、実施の形態２のヒータ８１は、上述したように、長手方向中央部と比較して長手方向両端部の非発熱領域８１ｃが突出した形状を有している。これにより、本実施の形態では、長手方向中央部と比較して長手方向両端部において、ヒータ８１の非発熱領域８１ｃが突き当て部材７５に強く突き当たるようになっている。そして、ヒータ８１は、長手方向中央部と比較して長手方向両端部において、定着ベルト６１の内周面により強く押し付けられた状態となっている。
【００７７】
ヒータ８１が発熱され変形した場合には、突き当て部材７５によりヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられることで、ヒータ８１と定着ベルト６１との密着性の低下が抑制される。
具体的には、上述したように、ヒータ８１を発熱した場合、定着ユニット６０における長手方向両端部において、定着ベルト６１がヒータ８１から離れるように変形する。これに対し、本実施の形態では、突き当て部材７５によりヒータ８１が予め定着ベルト６１の内周面に押し付けられた状態となっていることで、定着ベルト６１が変形した場合であっても、変形した定着ベルト６１の内周面にヒータ８１が追従するようになる。言い換えると、ヒータ８１の変形に伴って定着ベルト６１の長手方向両端部が外周側に向けて変形した場合であっても、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に接触した状態が維持される。
【００７８】
なお、上述した実施の形態１では、ヒータ８１として、湾曲される前の形状が長方形状のヒータ８１を用いたが、例えば図１５（ａ）〜（ｂ）に示したような形状のヒータ８１を用いてもよい。これにより、弾性部材７０によりヒータ８１が押されることで、ヒータユニット８０の長手方向両端部において、定着ベルト６１の内周面へのヒータ８１の押圧力が大きくなり、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性の低下がより抑制される。
【００７９】
また、実施の形態１および実施の形態２のヒータユニット８０では、発熱層８１１、絶縁層８１２および熱拡散層８１３が積層されたヒータ８１を用いたが、ヒータ８１は、通電により発熱層８１１を有し、全体として可撓性を有するとともに湾曲させた場合に弾性復元力により定着ベルト６１の内周面に押し付けられる構成を有するものであれば、上述したものに限られない。例えば、絶縁層８１２ａに金属箔等から構成される他の熱拡散層をさらに積層する構造としてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、７０…弾性部材、７５…突き当て部材、８０…ヒータユニット、８１…ヒータ、８１ａ…発熱領域、８１ｂ、８１ｃ…非発熱領域、８２…支持フレーム、８３…取り付け部、８１１…発熱層、８１２…絶縁層、８１３…熱拡散層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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