JP2021086022A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な定着性能が得られる定着装置を得る。【解決手段】本発明の定着装置は、ヒータと、基材層と、摺動層と、ベルト部材とを有する。基材層は、ヒータ側の第１面と、第1面の反対側の第２面とを有する。摺動層は、第２面を覆うように構成される。ベルト部材は、摺動層と対向するように構成される。上記定着装置は、基材層および摺動層において下記の条件式（１）を満たす。０＜（Ｔｂ×Ｄａ）／（Ｔａ×Ｄｂ）≦１．１７・・・（１）但し、Ｔａは基材層の厚さ（ｍｍ）であり、Ｔｂは摺動層の厚さ（ｍｍ）であり、Ｄａは基材層の熱拡散率（ｍｍ2/sec）であり、Ｄｂは摺動層の熱拡散率（ｍｍ2/sec）である。【選択図】図８

Description

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置には、熱方式の定着装置により記録媒体に形成された画像を定着させるものがある。例えば特許文献１では、定着装置における熱拡散部材により、ヒータにより発せられた熱を定着ベルトに拡散させる技術が開示されている。

特開２０１９−１２８５０７号公報

ところで、定着装置では、ヒータにより発せられた熱を効率的に定着ベルトに伝達させ、記録媒体に形成された画像を良好に定着させることが期待されている。

良好な定着性能が得られる定着装置および画像形成装置を提供することが望ましい。

本発明の一実施の形態における定着装置は、ヒータと、基材層と、摺動層と、ベルト部材とを有する。基材層は、ヒータ側の第１面と、第1面の反対側の第２面とを有する。摺動層は、第２面を覆うように構成される。ベルト部材は、摺動層と対向するように構成される。上記定着装置は、基材層および摺動層において下記の条件式（１）を満たす。
０＜（Ｔｂ×Ｄａ）／（Ｔａ×Ｄｂ）≦１．１７・・・（１）
但し、Ｔａは基材層の厚さ（ｍｍ）であり、Ｔｂは摺動層の厚さ（ｍｍ）であり、Ｄａは基材層の熱拡散率（ｍｍ²/sec）であり、Ｄｂは摺動層の熱拡散率（ｍｍ²/sec）である。

本発明の一実施の形態における画像形成装置は、上記定着装置を備える。

本発明の一実施の形態における定着装置および画像形成装置によれば、基材層および摺動層において上記の条件式（１）を満たすようにしたので、基材層および摺動層が熱を効率的にベルト部材に伝達することができる。このため、より良好な定着性能を得ることができる。

一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。 図１に示した定着装置の要部の一構成例を表す斜視図である。 図１に示した定着装置の要部の一構成例を表す正面図である。 図３に示した定着装置の要部の一構成例を表す断面図である。 図４に示した定着装置の要部の一構成例の一部を拡大して表す拡大断面図である。 図２に示した定着ベルトユニットを表す分解斜視図である。 図５に示したヒータの概略を説明するための説明図である。 図５に示した熱拡散部材の概略を説明するための概略断面図である。 図４に示した定着ベルトの概略を説明するための概略断面図である。 図２に示した加圧ローラの概略を説明するための説明図である。 図１０に示した加圧ローラの概略を説明するための概略断面図である。 図５に示した熱拡散部材の作用を説明するための説明図である。 実験例における定着装置の特性を表す特性図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．実験例
３．変形例

＜１．実施の形態＞
［画像形成装置１の概略構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置１の全体構成例を表す模式図である。画像形成装置１は、例えば電子写真方式を用いたプリンタであり、トナーなどの現像剤を用いて画像形成動作を行うことにより、紙などの記録媒体ＰＭに白黒画像やカラー画像を形成するように構成される。なお、本明細書では、記録媒体ＰＭが搬送される搬送経路上における任意の位置から見て給紙トレイ３に近い位置、または給紙トレイ３へ向かう方向を上流という。さらに、搬送経路上における任意の位置から見て、記録媒体ＰＭが排出されて積載されるスタッカ９に近い位置、もしくはスタッカ９へ向かう方向を下流という。上流から下流に向かう方向を搬送方向Ｆという。

画像形成装置１は、例えば装置本体の筺体である本体フレーム２の内部に、例えば給紙トレイ３と、ホッピングローラ４と、レジストローラ対５と、画像形成部１０と、定着装置３０と、排出ローラ対６とを備えている。

給紙トレイ３は、記録媒体ＰＭを収容する収容部である。給紙トレイ３では、複数の記録媒体ＰＭが積載される。給紙トレイ３の下流には、ホッピングローラ４が設けられている。

ホッピングローラ４は、記録媒体ＰＭの表面に圧接し、その記録媒体ＰＭを搬送路であるガイド７に沿って下流へ繰り出す回転部材である。ホッピングローラ４は、ホッピングローラ４の中心軸を回転軸として、ホッピングモータ（図示せず）から伝達された動力により回転するようになっている。ホッピングローラ４の下流には、レジストローラ対５が設けられている。

レジストローラ対５は、記録媒体ＰＭを画像形成部１０に向けて搬送するように構成される。レジストローラ対５は、記録媒体ＰＭを搬送する際、記録媒体ＰＭの先端部分が突き当てられることにより、記録媒体ＰＭの斜行を矯正するようになっている。レジストローラ対５の下流には、画像形成部１０が設けられている。

（画像形成部１０）
画像形成部１０は、画像（トナー像）を形成し、その画像を記録媒体ＰＭに転写する機構である。画像形成部１０は、４つの現像ユニット１１（現像ユニット１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ）と、４つの露光ユニット１７（露光ユニット１７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ）と、転写ベルトユニット１８とを有している。

４つの現像ユニット１１（現像ユニット１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ）は、パーソナルコンピュータなどの上位装置から送信される印刷データに基づいて、現像剤であるトナーを用いて画像を形成する機構である。４つの現像ユニット１１は、画像形成装置１から着脱可能に構成される。具体的には、現像ユニット１１Ｋは、黒色の画像を形成し、現像ユニット１１Ｙは、黄色の画像を形成し、現像ユニット１１Ｍは、マゼンタ色の画像を形成し、現像ユニット１１Ｃは、シアン色の画像を形成するようになっている。この例では、現像ユニット１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは、記録媒体ＰＭの搬送方向Ｆにおいてこの順に配置される。現像ユニット１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは、上記したように互いに異なる色のトナーを用いて画像を形成する点を除き、同じ構成を有している。図１に示したように、各現像ユニット１１は、例えば感光ドラム１２と、帯電ローラ１３と、現像ローラ１４と、クリーニングブレード１５と、トナー収容部１６とを有している。

感光ドラム１２は、静電潜像を表面（表層部分）に担持する円柱状の部材であり、感光体（例えば有機系感光体）を用いて構成される。感光ドラム１２は、感光体モータ（図示せず）から伝達された動力により、この例では時計回りで回転する。感光ドラム１２は、帯電ローラ１３により帯電し、対応する露光ユニット１７により露光される。これにより、感光ドラム１２の表面には、静電潜像が形成される。そして、現像ローラ１４によりトナーが供給されることにより、感光ドラム１２には、静電潜像に応じた画像が形成（現像）されるようになっている。

帯電ローラ１３は、感光ドラム１２の表面（表層部分）を帯電させるように構成される。帯電ローラ１３は、感光ドラム１２の表面（周面）に接するように配置されるとともに、所定の押し付け量で感光ドラム１２に押し付けられるように配置されている。帯電ローラ１３は、感光ドラム１２の回転に応じて、この例では反時計回りで回転する。帯電ローラ１３には、所定の帯電電圧が印加されるようになっている。

現像ローラ１４は、帯電したトナーを表面に担持するように構成される。現像ローラ１４は、感光ドラム１２の表面（周面）に接するように配置されるとともに、所定の押し付け量により感光ドラム１２に押し付けられるように配置されている。現像ローラ１４は、感光体モータ（図示せず）から伝達された動力により、この例では、反時計回りで回転する。現像ローラ１４には、所定の現像電圧が印加されるようになっている。

クリーニングブレード１５は、感光ドラム１２の表面に残留するトナーを掻き取りクリーニングする部材である。クリーニングブレード１５は、感光ドラム１２の表面に対してカウンタで当接するように配置されるとともに、所定の押し付け量で感光ドラム１２に押し付けられるように配置されている。

トナー収容部１６は、トナーを収容するように構成される。具体的には、例えば、現像ユニット１１Ｋのトナー収容部１６は黒色のトナーを収容し、現像ユニット１１Ｙのトナー収容部１６は黄色のトナーを収容し、現像ユニット１１Ｍのトナー収容部１６はマゼンタ色のトナーを収容し、現像ユニット１１Ｃのトナー収容部１６はシアン色のトナーを収容するようになっている。

４つの露光ユニット１７（露光ユニット１７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ）は、４つの現像ユニット１１の感光ドラム１２に対して光をそれぞれ照射する機構であり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッドを用いて構成される。具体的には、露光ユニット１７Ｋは、現像ユニット１１Ｋの感光ドラム１２に対して光を照射し、露光ユニット１７Ｙは、現像ユニット１１Ｙの感光ドラム１２に対して光を照射し、露光ユニット１７Ｍは、現像ユニット１１Ｍの感光ドラム１２に対して光を照射し、露光ユニット１７Ｃは、現像ユニット１１Ｃの感光ドラム１２に対して光を照射する。これにより、これらの感光ドラム１２の表面には、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１２には、静電潜像に応じた画像が形成されるようになっている。

転写ベルトユニット１８は、感光ドラム１２の表面に形成された画像をクーロン力により記録媒体ＰＭの表面に転写するとともに、記録媒体ＰＭを搬送方向Ｆに向けて搬送する機構である。転写ベルトユニット１８は、画像が転写された記録媒体ＰＭを定着装置３０に向けて搬送するようになっている。転写ベルトユニット１８は、転写ベルト１９と、駆動ローラ２０と、従動ローラ２１と、４つの転写ローラ２２（転写ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ）と、クリーニングブレード２３とを有している。転写ベルト１９は、継ぎ目なく形成された、記録媒体ＰＭを担持可能な環状ベルトである。転写ベルト１９は、駆動ローラ２０および従動ローラ２１により張設されている。駆動ローラ２０は、ベルトモータ（図示せず）から伝達された動力により記録媒体ＰＭを定着装置３０に向けて搬送するように回転する回転部材であり、転写ベルト１９を循環回転させるようになっている。従動ローラ２１は、駆動ローラ２０とともに転写ベルト１９を張架しつつ転写ベルト１９に付与される張力を調整する部材である。４つの転写ローラ２２は、対応する現像ユニット１１の感光ドラム１２の表面に形成された画像を、記録媒体ＰＭの被転写面上に転写する回転部材である。転写ローラ２２Ｋは、転写ベルト１９を介して現像ユニット１１Ｋの感光ドラム１２に対向配置されており、転写ローラ２２Ｙは、転写ベルト１９を介して現像ユニット１１Ｙの感光ドラム１２に対向配置されており、転写ローラ２２Ｍは、転写ベルト１９を介して現像ユニット１１Ｍの感光ドラム１２に対向配置されており、転写ローラ２２Ｃは、転写ベルト１９を介して現像ユニット１１Ｃの感光ドラム１２に対向配置されている。転写ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃのそれぞれには、所定の転写電圧が印加されることにより、画像形成装置１では、現像ユニット１１により感光ドラム１２に形成された画像が、記録媒体ＰＭの被転写面上に転写されるようになっている。クリーニングブレード２３は、転写ベルト１９の表面上に残存した廃トナーを掻き取りクリーニングする部材である。画像形成部１０の下流には、定着装置３０が設けられている。

（定着装置３０）
定着装置３０は、転写ベルトユニット１８から搬送された記録媒体ＰＭ上に転写された画像に対し熱および圧力を付与することにより、その画像を記録媒体ＰＭ上に定着させる機構である。画像形成装置１では、定着装置３０が画像を記録媒体ＰＭに定着させるとともに記録媒体ＰＭを搬送路であるガイド８に沿って排出ローラ対６に向けて搬送するようになっている。定着装置３０の下流には、排出ローラ対６が設けられている。

排出ローラ対６は、記録媒体ＰＭをスタッカ９に向けて搬送するように構成される。この構成により、画像形成装置１は、記録媒体ＰＭをスタッカ９に排出するようになっている。スタッカ９は、本体フレーム２の外側に設けられ、画像が定着された記録媒体ＰＭを積載する部位である。

［定着装置３０の詳細な構成］
以下、図２〜６を参照して、定着装置３０の詳細の構成について説明する。図２は、定着装置３０の主たる構成要素を表す斜視図である。図３は、Ｚ軸方向から見た場合における定着装置３０の主たる構成要素を表す正面図である。図４は、図３に示したＳ４−Ｓ４に沿った定着装置３０の主たる構成要素を表す断面図である。図５は、図４に示した領域Ａを拡大して表す拡大断面図である。図６は、定着ベルトユニット４０（後述）を表す分解斜視図である。図６は、定着ベルトユニット４０に加えてさらにレバー３３Ｌ，３３Ｒ（後述）をも表す。

図２に示したように、定着装置３０は、サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒと、スプリング３２Ｌ，３２Ｒと、レバー３３Ｌ，３３Ｒと、駆動ギア３５と、定着ベルトユニット４０と、加圧ローラ６０とを有している。

サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒは、例えば画像形成装置１の本体フレーム２にねじなどを用いて固定された部材である。図２，４に示したように、スプリング３２Ｌは、例えばばねなどの弾性部材であり、レバー３３Ｌに付勢力を付与するように構成される。スプリング３２Ｌの一端がサイドフレーム３１Ｌに固定されており、スプリング３２Ｌの他端がレバー３３Ｌに固定されている。スプリング３２Ｒは、スプリング３２Ｌと同様に、ばねなどの弾性部材であり、レバー３３Ｒに付勢力を付与するように構成される。レバー３３Ｌは、スプリング３２Ｌから付与される付勢力により、ＸＺ平面において回転支点３４Ｌを回転軸としてＤ１方向に回転するように構成される。レバー３３Ｌは、サイドフレーム３１Ｌに取り付けられている。レバー３３Ｒは、レバー３３Ｌと同様に、スプリング３２Ｒから付与される付勢力により、ＸＺ平面において回転支点３４Ｒを回転軸としてＤ１方向に回転するように構成される。定着装置３０が定着動作を行わない場合には、レバー３３Ｌ，３３Ｒは、レバー固定部材（図示せず）により、所定の位置に押さえ付けられる。すなわち、スプリング３２Ｌは、レバー３３Ｌを介してレバー固定部材により押し付けられているので、レバー３３Ｌがレバー固定部材から解放された場合には、レバー３３Ｌに付勢力を付与することができる。スプリング３２Ｒについても同様である。駆動ギア３５は、定着ベルトモータ（図示せず）からの動力を加圧ローラ６０に伝達するように構成される。

この構成により、定着装置３０が定着動作を行う場合には、駆動ギア３５は、定着ベルトモータからの動力を加圧ローラ６０に伝達する。また、駆動ギア３５の動作に応じてレバー３３Ｌ，３３Ｒがレバー固定部材から解放されることにより、レバー３３Ｌ，３３Ｒは、回転支点３４Ｌ，３４Ｒを回転軸としてＤ１方向に回転する。このため、レバー３３Ｌ，３３Ｒに取り付けられた定着ベルトユニット４０が加圧ローラ６０に押し付けられることにより、定着ベルトユニット４０および加圧ローラ６０においてニップ部Ｎが形成される。図４は、定着ベルトユニット４０および加圧ローラ６０においてニップ部Ｎが形成された状態を表す。記録媒体ＰＭがニップ部Ｎを通過することにより、記録媒体ＰＭ上に転写された画像には熱および圧力が付与され、画像が記録媒体ＰＭ上に定着するようになっている。

（定着ベルトユニット４０）
定着ベルトユニット４０は、記録媒体ＰＭ上の画像に対して熱を付与するように構成される。図４〜６に示したように、定着ベルトユニット４０は、ステー４１と、保持部材４３と、ヒータ４４と、保熱板４８と、熱拡散部材５０と、定着ベルト５３とを有している。ステー４１は、定着ベルト５３を支持する部材である。ステー４１は、ねじ４２Ｌによりレバー３３Ｌに固定されるとともに、ねじ４２Ｒによりレバー３３Ｒに固定されている。保持部材４３は、ヒータ４４、保熱板４８、および熱拡散部材５０を保持する部材である。保持部材４３は、ステー４１に固定されている。図５，６に示したように、保熱板４８、ヒータ４４、熱拡散部材５０、および定着ベルト５３は、略Ｘ軸方向に沿ってこの順に配置されている。すなわち、保熱板４８は、ヒータ４４に対向し、ヒータ４４は、熱拡散部材５０に対向し、熱拡散部材５０は、定着ベルト５３に対向する。なお、定着ベルト５３は、ベルト部材としての環状ベルトである。

図７は、ヒータ４４の概略を説明するための説明図である。ヒータ４４は、Ｙ軸方向に延在する板状部材であり、定着ベルト５３を加熱する熱源である。ヒータ４４は、電線４５と、発熱部４６ａ〜４６ｅと、繋ぎ目４７ａ〜４７ｄとを有している。電線４５は、外部の電源から供給された電流を発熱部４６ａ〜４６ｄのそれぞれに流すように構成される。電線４５は、例えば銅（Ｃｕ）を含んで構成される。

発熱部４６ａ〜４６ｅのそれぞれは、抵抗発熱体を含んで構成される。抵抗発熱体は、例えばニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）または銀パラジウム合金（ＡｇＰｄ）を含んで構成される。ヒータ４４は、例えば、Ａ３用紙などの幅が広い記録媒体ＰＭに画像が形成される場合には、発熱部４６ａ〜４６ｅを発熱させる。また、例えば、はがきなどの幅が狭い記録媒体ＰＭに画像が形成される場合には、発熱部４６ｃを発熱させる。これにより、ヒータ４４は、エネルギーの消費を抑えるようになっている。ここで、ヒータ４４の長手方向（Ｙ軸方向）とヒータ４４の長手方向に直交する短手方向（略Ｚ軸方向）からなる平面に直交する方向を以後、厚さ方向（略Ｘ軸方向）という。

ヒータ４４において、繋ぎ目４７ａ〜４７ｄは、それぞれ発熱部４６ａのパターンと発熱部４６ｂのパターンとの境界領域、発熱部４６ｂのパターンと発熱部４６ｃのパターンとの境界領域、発熱部４６ｃのパターンと発熱部４６ｄのパターンとの境界領域、発熱部４６ｄのパターンと発熱部４６ｅのパターンとの境界領域である。すなわち、ヒータ４４が発熱する場合、繋ぎ目４７ａ〜４７ｄでは、ヒータ４４の長手方向（Ｙ軸方向）における温度分布が不均一である。なお、この例では、ヒータ４４は、発熱部４６ａ〜４６ｅを有するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、一以上の発熱部を有していればよい。また、ヒータ４４は、繋ぎ目４７ａ〜４７ｄを有するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、継ぎ目がなくなるように１つの発熱部により構成されてもよい。

保熱板４８は、ヒータ４４により発せられた熱を蓄熱する部材である。この例では、保熱板４８は、ヒータ４４に沿ってＹ軸方向に延在する板状部材である。保熱板４８は、ヒータ４４により発せられた熱を、保熱板４８におけるヒータ４４に対向する面と反対面側に伝達させにくくするようになっている。

ヒータ４４と保熱板４８との間には、ヒータ４４により発せられた熱を効率よく伝達するために熱伝導グリスが塗布されている。同様に、ヒータ４４と熱拡散部材５０との間には、熱伝導グリスが塗布されている。ヒータ４４と保熱板４８とは、保持部材４３と熱拡散部材５０との間に挟み込まれるように配置され、保持部材４３により固定されている。なお、この例では、ヒータ４４と保熱板４８との間に熱伝導グリスが塗布されるようにしたが、これに限定されるものではなく、熱伝導グリスが塗布されなくてもよい。また、ヒータ４４と熱拡散部材５０との間に熱伝導グリスが塗布されるようにしたが、これに限定されるものではなく、熱伝導グリスが塗布されなくてもよい。

熱拡散部材５０は、ヒータ４４に沿ってＹ軸方向に延在する略平板状を有する部材であり、ヒータ４４により発せられた熱を定着ベルト５３に伝達するように構成される。熱拡散部材５０は、ＸＺ平面から見た場合に熱拡散部材５０の両端部が厚さ方向に曲げられた形状を有する。すなわち、熱拡散部材５０は、ＸＺ平面から見た場合にヒータ４４に対向する凹部を有する。図５に示したように、ＸＺ平面から見た場合における熱拡散部材５０の凸部は、保持部材４３に設けられた保持溝４９Ｌ，４９Ｒに差し込まれる。保持溝４９Ｌ，４９Ｒは熱拡散部材５０の凸部よりも広い空間であるため、保持溝４９Ｌ，４９Ｒに差し込まれた熱拡散部材５０は、定着ベルトユニット４０が加圧ローラ６０に押し付けられることにより厚さ方向（略Ｘ軸方向）に移動可能である。すなわち、定着装置３０が定着動作を行う場合には、熱拡散部材５０は、ヒータ４４に押し付けられる。この際、熱拡散部材５０は、ヒータ４４により発せられた熱を定着ベルト５３に伝達するようになっている。この例では、熱拡散部材５０の長手方向（Ｙ軸方向）における長さは、２６４．９ｍｍであり、熱拡散部材５０の長手方向に直交する短手方向（略Ｚ軸方向）における長さは、１７．５５ｍｍである。また、保持溝４９Ｌ，４９Ｒに差し込まれる熱拡散部材５０の凸部の厚さ方向の長さは７．５ｍｍである。

図８は、熱拡散部材５０の概略を説明するための概略断面図である。熱拡散部材５０は、ヒータ４４側の第１面と、第１面と反対側の第２面とを有する基材層５１と、摺動層５２とを有している。すなわち、基材層５１には、基材層５１の第２面を覆う摺動層５２が形成されている。

基材層５１は、例えば熱の伝わる速度を表す熱拡散率が大きい金属を含んで構成される。基材層５１の厚さＴａは、例えば０．４８５ｍｍである。基材層５１の熱拡散率Ｄａは、例えば５７．７ｍｍ²／ｓである。この例では、基材層５１の主成分はアルミニウム（Ａｌ）である。ここで、主成分とは基材層５１の全体の５０重量％を占める成分を意味する。すなわち、基材層５１においてＡｌの含有率は他の材料よりも大きい。なお、この例では、基材層５１はＡｌを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、熱拡散率が大きい他の金属を含むようにしてもよい。基材層５１は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や銅や亜鉛（Ｚｎ）を含むようにしてもよい。なお、基材層５１の厚さＴａは、例示した厚さに限られない。

摺動層５２は、例えば定着ベルト５３の内周面との摺動性がよい樹脂を含んで構成される。摺動層５２の厚さＴｂは、０．００５ｍｍ以上であり、０．０１５ｍｍ以下であることが好ましく、例えば０．０１５ｍｍである。摺動層５２の熱拡散率Ｄｂは、例えば１．５３ｍｍ²／ｓである。すなわち、摺動層５２の熱拡散率Ｄｂは、基材層５１の熱拡散率Ｄａより小さく、摺動層５２の厚さＴｂは、基材層５１の厚さＴａより小さい。この例では、摺動層５２の主成分は、靭性が高いポリアミドイミド（ＰＡＩ）であり、さらにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでいる。ここで、主成分とは摺動層５２の全体の５０重量％を占める成分を意味する。すなわち、摺動層５２においてＰＡＩの含有率は他の材料よりも大きい。摺動層５２において、さらにグラファイトなどのフィラーが添加されることにより、摺動層５２の摺動性および熱伝導性が向上するようになっている。この例では、例えば、ＰＴＦＥを含むＰＡＩの溶媒が基材層５１の一面にスプレーにより噴射され、加熱されることにより樹脂が硬化し、基材層５１に摺動層５２が形成される。摺動層５２の厚さＴｂは、例えば、照射するスプレーの回数を調整することにより制御される。この例では、摺動層５２の長手方向（Ｙ軸方向）における長さは、略２６４．９ｍｍであり、摺動層５２の短手方向（略Ｚ軸方向）における長さは、略１７．５５ｍｍである。すなわち、摺動層５２は、定着ベルト５３の内周面に対向する基材層５１の面の略全面を覆う。摺動層５２は、基材層５１と反対側に定着ベルト５３に対向する摺動面ＳＦを有している。摺動面ＳＦには、摺動性を向上するために摺動グリスが塗布されており、摺動面ＳＦは、この摺動グリスを介して定着ベルト５３と摺動する。摺動グリスは、例えば、ゲル状のグリスであり、シリコーン系の材料やフッ素系の材料を含む。なお、この例では、摺動層５２はＰＡＩを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、摺動性がよい他の樹脂を含むようにしてもよい。また、ＰＡＩにはグラファイトなどのフィラーが添加されるようにしたが、これに限定されるものではなく、フィラーが添加されていなくてもよい。また、摺動層５２は、定着ベルト５３の内周面に対向する基材層５１の第２面の略全面を覆うようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、定着ベルト５３の内周面に対向する基材層５１の第２面の一部を覆うようにしてもよい。また、摺動面ＳＦには摺動グリスが塗布されるようにしたが、これに限定されるものではなく、摺動グリスが塗布されていなくてもよい。なお、摺動層５２の厚さＴｂは、例示した厚さに限られない。

熱拡散部材５０では、摺動層５２の熱拡散率Ｄｂが基材層５１の熱拡散率Ｄａよりも小さいため、摺動層５２の厚さＴｂが基材層５１の厚さＴａに対して大きいほど、厚さ方向に熱が伝わる時間が長くなる。このような場合には、定着動作において記録媒体ＰＭに伝達した熱を補うため、定着ベルト５３の温度を所定の温度から上昇させることが望まれる。すなわち、画像の記録媒体ＰＭへの定着性が所定の条件を満たすことができる定着ベルト５３の表面温度の下限値（以下、定着限界温度）が上昇する可能性がある。一方、摺動層５２の熱拡散率Ｄｂが基材層５１の熱拡散率Ｄａに対して大きいほど、厚さ方向における熱拡散部材５０全体の熱拡散率が大きくなり、厚さ方向に熱が伝わる時間が短くなる。このような場合には、定着動作において、定着ベルト５３の温度が所定の温度でも記録媒体ＰＭに伝達した熱を補うことができる。すなわち、定着限界温度は上昇しない。言い換えれば、厚さＴｂの厚さＴａに対する比が小さいことおよび熱拡散率Ｄａの熱拡散率Ｄｂに対する比が小さいことが望ましい。具体的には、基材層５１および摺動層５２において、条件式（１）を満たすことが望ましい。
０＜（Ｔｂ×Ｄａ）／（Ｔａ×Ｄｂ）≦１．１７・・・（１）
ここで、厚さＴｂの厚さＴａに対する比と熱拡散率Ｄａの熱拡散率Ｄｂに対する比との積を熱伝達寄与率とする。この例では、熱伝達寄与率は、１．１７である。

定着ベルト５３は、ステー４１により所定の張力で張架される環状ベルトであり、回転可能に保持されるように構成される。摺動面ＳＦと対向する内周面を有し、この内周面において摺動面ＳＦ上を摺動するように設けられている。定着ベルト５３は、加圧ローラ６０との間にニップ部Ｎを形成するようになっている。

図９は、定着ベルト５３の概略を説明するための概略断面図である。定着ベルト５３は、表面層５４と、弾性層５５と、基材層５６とを有している。すなわち、基材層５６に弾性層５５が形成され、弾性層５５に表面層５４が形成されている。

表面層５４は、この例では、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）を含んで構成される。表面層５４の厚さは、例えば２０μｍである。表面層５４の厚さは、弾性層５５の変形に対して追従できる大きさであることが望まれる。一方、表面層５４の厚さが小さすぎると加圧ローラ６０との摺動や記録媒体ＰＭとの摺動により表面層５４にしわが発生するため、表面層５４の厚さは１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。また、表面層５４は、定着温度に耐え得る耐熱性を有することおよび定着ベルト５３に残存したトナーや記録媒体ＰＭ由来の紙粉を張り付きにくくする離型性を有することが望まれ、フッ素置換された材料からなることが好ましい。なお、表面層５４の材料は例示した材料に限られず、表面層５４の厚さは例示した厚さに限られない。

弾性層５５は、この例では、定着温度に耐え得る耐熱性を有するシリコーンゴムを含んで構成される。弾性層５５のゴム硬度は例えば１２度であり、弾性層５５の厚さは例えば２００μｍである。弾性層５５は、ニップ部Ｎを形成可能なゴム硬度と厚さを有することが望まれる。一方で、弾性層５５は、ヒータ４４から発せられた熱の熱量損失を抑制し、ヒータ４４から発せられた熱を効率よく定着ベルト５３の外周面（トナー接触面）に伝達させることが望まれる。弾性層５５の厚さが大きいと均一なニップ部Ｎが形成されやすいが、熱容量が大きくなり熱損失が大きくなるため、好ましくない。弾性層５５の厚さは、５０〜５００μｍであることが好ましい。また、弾性層５５のゴム硬度は、ニップ部Ｎの均一性を高めるため１０〜６０度であることが好ましい。なお、この例では、弾性層５５はシリコーンゴムを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、定着温度に耐え得る耐熱性を有する他の材料を含むようにしてもよい。弾性層５５は、例えば、フッ素ゴムを含むようにしてもよい。なお、弾性層５５の厚さは、例示した厚さに限られない。

基材層５６は、この例では、ポリイミド（ＰＩ）を含んで構成され、基材層５６の主成分はＰＩである。ここで、主成分とは基材層５６の全体の５０重量％を占める成分を意味する。すなわち、基材層５６においてＰＩの含有率は他の材料よりも大きい。基材層５６の内径は例えば３０ｍｍであり、基材層５６の厚さは例えば８０μｍである。基材層５６は、定着ベルト５３に耐久性および機械的強度を発現させ、機械的強度、耐繰り返し屈曲性および耐座屈耐久性に優れている。すなわち、基材層５６は、ヤング率が大きく、座屈強度が高いので、定着ベルト５３が破断しにくい。なお、この例では、基材層５６はＰＩを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、高い耐熱性、大きいヤング率、および高い座屈強度を有する他の材料を含むようにしてもよい。基材層５６は、例えば、ステンレス鋼、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材を含むようにしてもよい。特に、耐熱性に優れた樹脂材料が好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい。また、基材層５６は、カーボンブラックや亜鉛などの金属元素を含む導電性フィラーが添加された材料を含むようにしてもよく、この場合、基材層５６に伝導性を発現させることができる。また、基材層５６は、チッカホウ素などのフィラーが添加されたＰＴＦＥを含むようにしてもよく、この場合、基材層５６の摺動性や熱伝導性を向上させることができる。なお、基材層５６の厚さは、例示した厚さに限られない。

（加圧ローラ６０）
図１０は、加圧ローラ６０の概略を説明するための説明図である。図１１は、図１０に示したＳ１１−Ｓ１１に沿った加圧ローラ６０の概略断面図である。加圧ローラ６０は、定着ベルトユニット４０との間にニップ部Ｎが形成されるように定着ベルトユニット４０における定着ベルト５３の外周面と当接可能に設けられ、記録媒体ＰＭ上の画像に対して圧力を付与する回転部材である。加圧ローラ６０の外径は４０ｍｍであり、加圧ローラ６０の硬度は５０〜６５度であることが好ましい。加圧ローラ６０は、表面層６１と、接着層６２と、弾性層６３と、シャフト６４とを有している。すなわち、シャフト６４に弾性層６３が形成され、弾性層６３に接着層６２が形成され、接着層６２に表面層６１が形成されている。なお、シャフト６４と弾性層６３との間に接着層が設けられてもよい。

表面層６１は、この例では、ＰＦＡを含んで構成される。表面層６１の厚さは、例えば３０μｍである。表面層６１は、記録媒体ＰＭおよび定着ベルト５３と摺動するようになっている。表面層６１の厚さは、定着ベルト５３の表面層５４と同様に、弾性層６３の変形に対して追従できる大きさであることが望ましい。一方、表面層６１の厚さが小さすぎると定着ベルト５３との摺動や記録媒体ＰＭとの摺動により表面層６１にしわが発生するため、表面層６１の厚さは、１５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。また、表面層６１は、定着温度に耐え得る耐熱性を有することおよび定着ベルト５３に残存したトナーや記録媒体ＰＭ由来の紙粉を張り付きにくくする離型性を有することが望まれ、フッ素置換された材料からなることが好ましい。表面層６１の材料は例示した材料に限られず、表面層６１の厚さは例示した厚さに限られない。

接着層６２は、この例では、接着力が十分であり、導電材が添加された、定着温度に耐え得るシリコーン接着剤を含んで構成される。接着層６２は、表面層６１が弾性層６３から剥離することやしわの発生を抑制するため、弾性層６３と表面層６１とを接着する。接着層６２は、導電性を有するため、例えば連続印刷において加圧ローラ６０に帯電した電荷が蓄積し、静電的に紙粉などが付着することを抑制するようになっている。なお、この例では、接着層６２は導電材が添加されるようにしたが、これに限定されるものではなく、導電材が添加されなくてもよい。なお、接着層６２の材料は、例示した材料に限られない。

弾性層６３は、この例では、導電材が添加された、発砲セルを有するシリコーンスポンジを含んで構成される。弾性層６３の厚さは、例えば４ｍｍである。弾性層６３は、導電性を有するため、例えば連続印刷において加圧ローラ６０に帯電した電荷が蓄積し、静電的に紙粉などが付着することを抑制するようになっている。弾性層６３は、ニップ部Ｎを形成可能なゴム硬度と厚さを有することが望まれる。また、弾性層６３は、定着ベルト５３から画像と記録媒体ＰＭに伝達された熱量を損失しないように蓄熱性を有することが望まれる。また、加圧されたニップ部Ｎにおいてニップ痕が残存しないように、発砲セルのセル径が小さいことが好ましく、具体的には、発砲セルの平均セル径が２０〜２５０μｍであることが好ましい。この例では、平均セル径は、１００μｍである。平均セル径の測定は、カミソリなどを用いてシリコーンスポンジを切断し、ＣＣＤ（Charged-coupled devices）顕微鏡で観察し、観察視野角内でのセル径を１０個測定しこれらの平均値を測定値とした。なお、この例では、弾性層６３には導電材が添加されるようにしたが、これに限定されるものではなく、弾性層６３には導電材が添加されなくてもよい。また、弾性層６３はシリコーンスポンジを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、他の材料を含むようにしてもよい。弾性層６３は、例えば、ソリッドゴムを含むようにしてもよい。なお、弾性層６３の厚さは、例示した厚さに限られない。

シャフト６４は、定着圧力により変形しない圧力耐性を有する部材であり、例えば、中実のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を含んで構成される。なお、この例では、シャフト６４は、ＳＵＳ３０４を含むようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、他の材料を含むようにしてもよい。また、この例では、中実のシャフトを用いるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、中空のシャフトを用いるようにしてもよい。

ここで、定着ベルト５３は、本発明における「ベルト部材」の一具体例に対応する。基材層５１は、本発明における「基材層」の一具体例に対応する。摺動層５２は、本発明における「摺動層」の一具体例に対応する。定着装置３０は、本発明における「定着装置」の一具体例に対応する。ヒータ４４は、本発明における「ヒータ」の一具体例に対応する。加圧ローラ６０は、本発明における「加圧部材」の一具体例に対応する。

［作用・効果］
（Ａ．基本動作）
画像形成装置１では、以下のようにして、記録媒体ＰＭに対して画像が転写される。

まず、図１を参照して、画像形成装置１の全体の動作について説明する。画像形成装置１は、上位装置から印刷データを受信すると、現像ユニット１１が、感光ドラム１２を回転させて、画像形成処理を行う。

画像形成装置１では、露光ユニット１７が、現像ユニット１１において表面が帯電した感光ドラム１２に対して選択的に光を照射することにより、感光ドラム１２の表面には、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１２には、静電潜像に応じて画像が形成される。

画像形成装置１が給紙トレイ３に積載された記録媒体ＰＭに対して画像を転写する場合、ホッピングモータ（図示せず）から伝達された動力により、ホッピングローラ４は、記録媒体ＰＭをレジストローラ対５に向けて繰り出す。レジストローラ対５は、記録媒体ＰＭを画像形成部１０に向けて搬送する。その際、記録媒体ＰＭの前方端縁がレジストローラ対５に突き当てられることにより記録媒体ＰＭの斜行が矯正する。

こののち、画像形成部１０において、転写ベルト１９は、循環回転することにより、記録媒体ＰＭを定着装置３０に向けて搬送する。その際、記録媒体ＰＭは、感光ドラム１２と転写ローラ２２との間を通過する。

画像形成装置１では、画像が感光ドラム１２の表面に形成されると、転写ベルトユニット１８が転写処理を行う。その際、転写ベルトユニット１８では、転写ベルト１９が記録媒体ＰＭを搬送しながら、転写ローラ２２が感光ドラム１２の表面に形成された画像を引き寄せる。その結果、画像が、感光ドラム１２から記録媒体ＰＭへ転写される。

画像形成装置１は、画像が感光ドラム１２から記録媒体ＰＭに転写されると、記録媒体ＰＭを定着装置３０に搬送する。定着装置３０は、記録媒体ＰＭが搬送されると、定着処理を行う。その際に、定着装置３０は、記録媒体ＰＭの表面に転写された画像に対する加熱および加圧を行い、その画像を溶融させて記録媒体ＰＭに定着させる。

画像形成装置１は、画像が記録媒体ＰＭに定着されると、記録媒体ＰＭをスタッカ９に向けて搬送し、記録媒体ＰＭをスタッカ９の上に排出する。

画像形成装置１の全体の動作は、以上の通りである。

（Ｂ．定着動作における熱拡散部材５０の挙動）
次に、画像が転写された記録媒体ＰＭが画像形成部１０から定着装置３０に向かって搬送される場合における定着動作における熱拡散部材５０の挙動について説明する。

定着装置３０が定着動作を行う場合には、駆動ギア３５は、定着ベルトモータからの動力を加圧ローラ６０に伝達する。この際、駆動ギア３５の動作に応じてレバー３３Ｌ，３３Ｒがレバー固定部材から解放されることにより、レバー３３Ｌ，３３Ｒは、回転支点３４Ｌ，３４Ｒを回転軸としてＤ１方向（図４）に回転する。このため、定着ベルトユニット４０が加圧ローラ６０に押し付けられることにより、定着ベルトユニット４０および加圧ローラ６０においてニップ部Ｎが形成される。この例では、ニップ部Ｎの長手方向（Ｙ軸方向）における長さは２２７ｍｍであり、ニップ部Ｎの長手方向に直交する短手方向（略Ｚ軸方向）における長さは８〜１１ｍｍである。また、定着ベルトユニット４０にかかる荷重は、ニップ部Ｎの全体に対して３３〜３９ｋｇであり、例えば３６ｋｇである。３６ｋｇの荷重に対するニップ圧は、１．３２〜２．１５ｋｇ／ｃｍ²である。加圧ローラ６０は、定着ベルトモータから伝達された動力により回転する。定着ベルト５３は、加圧ローラ６０の回転に応じて加圧ローラ６０に連れ回る。これにより、定着ベルトユニット４０において、熱拡散部材５０における摺動層５２の摺動面ＳＦと定着ベルト５３とは、摺動グリスを介して摺動する。この際、定着ベルトユニット４０において、熱拡散部材５０は、ヒータ４４に押し付けられる。また、定着動作では、電線４５が外部の電源から供給された電流を発熱部４６ａ〜４６ｅのそれぞれに流すことにより、ヒータ４４は発熱する。ヒータ４４により発せられた熱は熱伝導グリスを介して、熱拡散部材５０に伝達し、摺動グリスを介して、定着ベルト５３に伝達する。記録媒体ＰＭがニップ部Ｎを通過することにより、記録媒体ＰＭ上に転写された画像には、定着ベルト５３から熱が伝達されるとともにニップ部Ｎにより圧力が付与され、画像が記録媒体ＰＭ上に定着する。

図１２は、定着動作における、ヒータ４４の表面温度と、熱拡散部材５０の表面温度と、定着ベルト５３の表面温度との関係を表す。図１２の横軸は、ヒータ４４の長手方向（Ｙ軸方向）における長さを表し、縦軸は温度を表す。この例では、ヒータ４４と熱拡散部材５０との位置関係と、ヒータ４４の発熱部４６ｂから発熱部４６ｄまでの範囲におけるヒータ４４、熱拡散部材５０、および定着ベルト５３の表面温度の測定結果の一例を示す。発熱部４６ｂ，４６ｃ，４６ｄにおいては、ヒータ４４の表面温度は高くなる。一方、繋ぎ目４７ｂ，４７ｃにおいては、ヒータ４４の表面温度は低くなり、ヒータ４４の表面温度が高い箇所と表面温度が低い箇所との間には、温度差ＴＳ１が生じる。ヒータ４４の表面温度の分布に応じて熱拡散部材５０に熱が伝達されるため、熱拡散部材５０においても表面温度が高い箇所と表面温度が低い箇所との間には温度差が生じるが、この温度差は、温度差ＴＳ１よりも小さい。すなわち、熱拡散部材５０は、ヒータ４４の長手方向（Ｙ軸方向）における温度分布の均一化を図る。熱拡散部材５０の表面温度の分布に応じて定着ベルト５３に熱が伝達されるため、定着ベルト５３においても表面温度が高い箇所と表面温度が低い箇所との間には温度差ＴＳ２が生じるが、温度差ＴＳ２は、熱拡散部材５０における温度差よりもさらに小さい。温度差ＴＳ２は、２℃以下であることが好ましい。この場合、定着ベルト５３において、表面温度が高い箇所の反射率と表面温度が低い箇所の反射率との差が例えば２．８以下となり、光沢の差を目視により認識しにくい。すなわち、温度差ＴＳ２が２℃以下である場合、定着ベルト５３において表面温度が低い箇所においてもトナーを溶かすことができる温度になるため、画像の光沢ムラが発生しずらくなる。そして、熱拡散部材５０において、基材層５１および摺動層５２は、条件式（１）に示したように、熱伝達寄与率が１．１７以下になるように構成されるので、基材層５１および摺動層５２は熱を効率的に定着ベルト５３に伝達するため、定着限界温度の上昇を抑制できる。

（Ｃ．効果）
このように、本実施の形態では、熱拡散部材５０における基材層５１および摺動層５２において、熱伝達寄与率が条件式（１）を満たすようにした。これにより、本実施の形態では、より良好な定着性能を得ることができる。すなわち、定着装置３０では、一般に、例えば、ヒータにより発せられた熱を伝達する熱拡散部材の基材層に摺動性の向上のために摺動層を設けることがある。具体的には、例えば、摺動層にガラスを用いることができるが、金属である基材層に比べて、熱拡散率が小さい。このような場合、定着装置３０では、摺動層の熱拡散率が小さいため、ヒータにより発せられた熱を効率的に定着ベルトに伝達することができなくなる可能性がある。一方、本実施の形態の定着装置３０では、基材層５１および摺動層５２において、熱伝達寄与率が条件式（１）を満たすようにした。これにより、基材層５１および摺動層５２は、例えば、ヒータ４４により発せられた熱を効率的に定着ベルト５３に伝達することができるので、より良好な定着性能を得ることができる。

また、本実施の形態では、基材層５１および摺動層５２はヒータ４４により発せられた熱を略均一に定着ベルト５３に伝達するようにした。これにより、本実施の形態では、画像の光沢ムラの発生を抑制できる。すなわち、例えば、熱拡散率が小さい熱伝達部材を有する定着装置において、ヒータ４４において繋ぎ目４７ａ〜４７ｄの温度が低くなり発熱部４６ａ〜４６ｅとの温度差が生じることにより、ヒータ４４により発せられた熱が十分に均一化されない。この結果、記録媒体ＰＭ上の画像に対し熱が均一に伝達しないため、画像の一部においてトナーが溶けきらずトナーが定着しない。このような画像の部位の光沢は低く、例えば、記録媒体ＰＭにおける縦筋として光沢ムラが発生する。一方、本実施の形態では、熱拡散部材５０において基材層５１および摺動層５２はヒータ４４により発せられた熱を略均一に定着ベルト５３に伝達するようにしたので、画像の光沢ムラの発生を抑制できる。

また、本実施の形態では、定着ベルト５３において摺動層５２はＰＡＩを含むようにした。これにより、例えばスクリーン印刷を使用するガラスよりも摺動層５２における材料コストや製造コストを削減することができる。また、例えば、ガラスを適用する場合に比べて、摺動層５２の熱拡散率Ｄｂが低く、また、薄層化が可能であるため、熱拡散部材全体としての熱拡散率を高めることができる。また、例えば、ガラスを適用する場合に比べて、摺動性を向上させることができるので、定着ベルト５３の内周面の傷の発生を抑制できる。

また、本実施の形態では、定着ベルト５３において基材層５６はＰＩを含むようにした。これにより、例えば、定着ベルトの基材層が金属を含む場合に比べて、定着ベルト５３と摺動する摺動層５２の強度を低くすることができる。このため、摺動層５２において、例えば、ガラスよりも強度が低い樹脂を適用することができる。その結果、摺動層５２における材料コストや製造コストを削減することができる。また、例えば、ガラスを適用する場合に比べて、熱拡散部材全体としての熱拡散率を高めることができる。また、例えば、ガラスを適用する場合に比べて、摺動性を向上させることができるので、定着ベルト５３の内周面の傷の発生を抑制できる。

基材層５１はＡｌを含み、摺動層５２の厚さＴｂは０．０１５ｍｍ以下であるようにした。これにより、基材層５１の熱拡散率Ｄａは例えばＳＵＳを含む基材層の熱拡散率よりも大きい。また、摺動層５２の厚さＴｂが基材層５１の厚さＴａに対して小さいので熱拡散部材全体としての熱拡散率を高めることができるので、より良好な定着性能を得ることができる。

＜２．実験例＞
（実験例１−１）
Ａｌを含む基材層５１において摺動層が形成されていない熱拡散部材を作製し、この熱拡散部材を適用した定着装置を備えた画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）において、定着限界温度を測定し、この例では５００００枚の記録媒体ＰＭを印刷した状態（以後、経時）において定着ベルト５３に傷が発生するかどうかを確認した。

基材層５１の厚さＴａは０．４８５ｍｍであり、マイクロメータＭＤＣ−２５ＭＪ（株式会社ミツトヨ製）を用いて測定した。また、基材層５１の長手方向（Ｙ軸方向）に３箇所の厚さを測定し３箇所の平均値を測定値とした。基材層５１の熱拡散率Ｄａの測定は、サーモウェーブアナライザＴＡ３５（株式会社ベテル製）を用いて、周期加熱放射測温法により実施した。熱拡散率Ｄａの測定対象である試料のサイズは１５×４０ｍｍであり、試料の両面にグラファイトスプレーを噴射することにより、黒化処理を行った。基材層５１においてヒータ４４に対向する面側からレーザを入射させることにより、定着ベルト５３に対向する面の温度を測定した。加熱光には、測定スポット径が５００μｍであり、波長が８０８ｎｍである半導体レーザを使用した。温度の検出器には、半導体素子であるＩｎＳｂを使用した。温度の検出器では、赤外線を検出することにより温度を測定した。なお、測定時の環境温度は２５℃であった。すなわち、環境温度に対する熱拡散率Ｄａの変動は小さいため、２５℃における熱拡散率Ｄａを測定した。熱拡散率Ｄａは５７．７ｍｍ²／ｓであった。

また、定着限界温度を測定した。この例では、定着限界温度は、定着率が８０％以上であることを満たすことができる定着ベルト５３の表面温度の下限値である。定着率について以下に説明する。まず、画像形成装置１は、記録媒体ＰＭにＤｕｔｙ１００％のパターンを形成する。ここで、Ｄｕｔｙ１００％とは、例えば、感光ドラム１周分や印刷媒体１ページ分などの所定の印刷可能領域において、印刷された領域が印刷可能領域の１００％の面積を占めることを表す。Ｄｕｔｙ１％とは、例えば、印刷可能領域において、印刷された領域が印刷可能領域の１％の面積を占めることを表す。すなわち、Ｄｕｔｙ１％において形成された画像が占める面積は、Ｄｕｔｙ１００％において形成された画像が占める面積の１％の面積に相当する。Ｄｕｔｙは式（２）により表される。
Ｄｕｔｙ=［Ｃｍ（ｉ）／（Ｃｄ×Ｃ０）］×１００・・・（２）
但し、Ｃｍ（ｉ）は、感光ドラム１２がＣｄ回転したときに印刷で用いられたドット数である。すなわち、Ｃｍ（ｉ）は露光されたドット数である。また、Ｃ０は、感光ドラム１２が１回転したときに印刷で使用可能な最大のドット数である。すなわち、Ｃ０は露光の有無に限らず、感光ドラム１２が１回転したときに潜在的に使用可能なドット数である。Ｃｄ×Ｃ０は、感光ドラム１２がＣｄ回転したときに印刷で使用可能な最大のドット数である。記録媒体ＰＭに定着された画像にメンディングテープ（スリーエムジャパン株式会社製）を貼り、真鍮からなる円柱状の重石を１ｃｍ／秒の速さで１往復させた後に、ゆっくりメンディングテープを剥がした。円柱状の重石において、直径は略５ｃｍであり、厚さは略３ｃｍであり、重さは５００ｇであった。その後、画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ５２８分光濃度計（エックスライト株式会社製）を用いて測定し、式（３）により定着率を算出した。
定着率＝（剥がされた後の画像濃度／剥がされる前の画像濃度）×１００・・・（３）
このように、様々な定着温度に対して定着率を算出し、定着率が８０％であるときの定着温度を定着限界温度として測定した。

本実験例では、基材層５１に摺動層が形成されていないため、摺動層の厚さＴｂは０ｍｍであり、本実験例における熱拡散部材の熱伝達寄与率は、０．００であった。また、本実験例における定着限界温度を実験例１−２〜１−６における定着限界温度の基準値として測定した。定着ベルト５３に傷が発生することが確認された。具体的には、目視により、定着ベルト５３の内周面を観察することにより、傷の発生を確認した。なお、これらの試験条件および測定結果については、後述する他の実験例における試験条件および測定結果とともに表１にまとめて記載する。

（実験例１−２）
Ａｌを含む基材層５１において摺動層５２が形成された熱拡散部材５０を作製し、熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、実験例１−１と同様に、定着限界温度を測定し、定着ベルト５３に傷が発生するかどうかを確認した。実験例１−２では、基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．００５ｍｍになるようにした。なお、厚さＴｂが０．００５ｍｍよりも小さい場合には、例えば一部被覆されていない箇所が発生などの問題が発生する可能性があるため、厚さＴｂは０．００５ｍｍ以上にするようにした。摺動層５２の厚さＴｂは０．００５ｍｍであり、渦電流膜厚計ＬＨ−３７３（株式会社ケツト科学研究所製）を用いて測定した。摺動層５２の長手方向（Ｙ軸方向）に３箇所の厚さを測定し３箇所の平均値を測定値とした。また、熱拡散率Ｄａと同様に、熱拡散率Ｄｂの測定を実施した。この際、樹脂を含む摺動層５２に異方性はないため、基材層５１に形成された３０μｍの厚さの摺動層５２を、界面の接着力を弱めるエタノールなどの溶剤を使用して剥がすことにより試料を用意した。熱拡散率Ｄｂは１．５３ｍｍ²／ｓであった。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、０．３９であった。定着ベルト５３において、実験例１−１の定着限界温度に対する実験例１−２の定着限界温度の上昇温度は０．１℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例１−３）
基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．０１ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例１−２と同様にして熱拡散部材５０を作製し、熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、評価を実施した。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、０．７８であった。定着ベルト５３において、実験例１−１の定着限界温度に対する実験例１−３の定着限界温度の上昇温度は０．５℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例１−４）
基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．０１５ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例１−２と同様にして熱拡散部材５０を作製し、熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、評価を実施した。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、１．１７であった。定着ベルト５３において、実験例１−１の定着限界温度に対する実験例１−４の定着限界温度の上昇温度は０．９℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例１−５）
基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．０２ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例１−２と同様にして熱拡散部材５０を作製し、熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、評価を実施した。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、１．５６であった。定着ベルト５３において、実験例１−１の定着限界温度に対する実験例１−５の定着限界温度の上昇温度は２．０℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例１−６）
基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．０３ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例１−２と同様にして熱拡散部材５０を作製し、熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、評価を実施した。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、２．３３であった。定着ベルト５３において、実験例１−１の定着限界温度に対する実験例１−６の定着限界温度の上昇温度は３．０℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例２−１）
基材層５１にＳＵＳを使用し、基材層５１の厚さが０．５５０ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例１−１と同様にして熱拡散部材を作製し、この熱拡散部材を適用した定着装置を備えた画像形成装置において、その評価を実施した。熱拡散率Ｄａは７．４５ｍｍ²／ｓであった。本実験例では、基材層５１に摺動層が形成されていないため、摺動層の厚さＴｂは０ｍｍであり、本実験例における熱拡散部材の熱伝達寄与率は、０．００であった。また、本実験例における定着限界温度を実験例２−２，３−１における定着限界温度の基準値として測定した。定着ベルト５３に傷が発生することが確認された。

（実験例２−２）
ＳＵＳを含む基材層５１に摺動層５２を形成する際に、摺動層５２の厚さＴｂが０．０３ｍｍになるようにした。その点を除き、他は実験例２−１と同様にして熱拡散部材５０を作製し、この熱拡散部材５０を適用した定着装置３０を備えた画像形成装置１において、その評価を実施した。本実験例における熱拡散部材５０の熱伝達寄与率は、０．２７であった。定着ベルト５３において、実験例２−１の定着限界温度に対する実験例２−２の定着限界温度の上昇温度は、０．１℃であり、定着ベルト５３の傷の発生は確認されなかった。

（実験例３−１）
ＳＵＳを含む基材層５１にガラスを含む摺動層を形成する際に、この摺動層の厚さＴｂが０．０６ｍｍになるようにした。この摺動層は、例えば、スクリーン印刷により形成される。なお、スクリーン印刷により形成可能なガラスの厚さＴｂは、例えば０．０４〜０．０６ｍｍである。その点を除き、他は実験例２−２と同様にして熱拡散部材を作製し、この熱拡散部材を適用するとともに、金属を含む基材層を有する定着ベルトを適用した定着装置を備えた画像形成装置において、その評価を実施した。本実験例における熱拡散部材の熱伝達寄与率は、１．６３であった。本実験例に係る定着ベルトにおいて、実験例２−１の定着限界温度に対する実験例３−１の定着限界温度の上昇温度は２．０℃であり、この定着ベルトの傷の発生は確認されなかった。

以上の結果、実験例１−１，２−１において、経時で定着ベルト５３に傷が発生することを確認した。これは金属である基材層と定着ベルト５３の内周面との摺動性が悪いことに起因する。一方、実験例１−２〜１−６，２−２，３−１において、経時で定着ベルト５３に傷が発生しないことを確認した。摺動層を設けることにより定着ベルト５３に傷が発生することを抑制できることを確認できた。また、実験例１−２〜１−６において、摺動層５２の厚さＴｂが増加することより、熱伝達寄与率は増加し、熱伝達寄与率が１．１７以下である場合、定着限界温度が０．９以下であることが確認できた。

実験例２−２における、摺動層５２の厚さＴｂの基材層５１の厚さＴａに対する比（厚さ寄与）は０．０５５であり、実験例１−５における厚み寄与である０．０４１よりも大きいが、定着限界温度の上昇温度は０．１℃である。これは、実験例２−２における、摺動層５２の熱拡散率Ｄｂの基材層５１の熱拡散率Ｄａに対する比（熱拡散率寄与）は０．２０５であり、実験例１−５における熱拡散率寄与である０．０２７よりも大きいことに起因する。

図１３は、熱伝達寄与率と定着限界温度の上昇温度の関係を表す。図１３において、横軸は熱伝達寄与率を表し、縦軸は定着限界温度の上昇温度を表す。伝達寄与率と定着限界温度の上昇温度とは相関し、熱伝達寄与率をｘとし、定着限界温度の上昇温度をｙとするとき、伝達寄与率と定着限界温度の上昇温度との関係は式（４）により表すことができる。なお、決定係数は０．９７８６であった。
ｙ＝０．３８４５ｘ²＋０．４４５４ｘ・・・（４）
このように、熱伝達寄与率が大きくなるほど定着限界温度の上昇温度が大きくなる。ところで、定着動作における定着温度は、定着限界温度に対してマージンを確保された温度として設定されるため、例えば、定着限界温度よりも１５℃程度高い温度に設定される。このため、実験例１−４に示したように、定着限界温度の上昇温度が０．９℃以下であれば、定着率が悪化する可能性が低いと考えられる。

＜３．変形例＞

以上、実施の形態および実験例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態等では、本技術を単機能のプリンタに適用したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、コピー機能、ファックス機能、スキャン機能、プリント機能などを有する、いわゆる多機能周辺装置（ＭＦＰ；Multi Function Peripheral）に適用してもよい。

また、上記の実施の形態等では、電子写真方式により、記録媒体ＰＭに画像を形成したが、これに限定されるものではなく、どのような方式で画像を形成してもよい。また、上記の実施の形態等では、４つの現像ユニット１１により黒色、黄色、マゼンタ色、およびシアン色の４色の画像を形成できるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、１以上の現像ユニットにより画像を形成できるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態等では、画像形成部１０が形成した画像を、記録媒体ＰＭに直接転写したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、画像形成部１０が形成した画像を、一旦中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトに転写された画像を記録媒体ＰＭに転写してもよい。

１…画像形成装置、２…本体フレーム、３…給紙トレイ、４…ホッピングローラ、５…レジストローラ対、６…排出ローラ対、７，８…ガイド、９…スタッカ、１０…画像形成部、１１，１１Ｃ，１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｙ…現像ユニット、１２…感光ドラム、１３…帯電ローラ、１４…現像ローラ、１５…クリーニングブレード、１６…トナー収容部、１７、１７Ｃ，１７Ｋ，１７Ｍ，１７Ｙ…露光ユニット、１８…転写ベルトユニット、１９…転写ベルト、２０…駆動ローラ、２１…従動ローラ、２２，２２Ｃ，２２Ｋ，２２Ｍ，２２Ｙ…転写ローラ、２３…クリーニングブレード、３０…定着装置、３１Ｌ，３１Ｒ…サイドフレーム、３２Ｌ，３２Ｒ…スプリング、３３Ｌ，３３Ｒ…レバー、３４Ｌ，３４Ｒ…回転支点、３５…駆動ギア、４０…定着ベルトユニット、４１…ステー、４２Ｌ，４２Ｒ…ねじ、４３…保持部材、４４…ヒータ、４５…電線、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ…発熱部、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ、４７ｅ…繋ぎ目、４８…保熱板、４９Ｌ，４９Ｒ…保持溝、５０…熱拡散部材、５１，５６…基材層、５２…摺動層、５３…定着ベルト、５４，６１…表面層、５５，６３…弾性層、６０…加圧ローラ、６２…接着層、６４…シャフト。

Claims (11)

1. ヒータと、
   前記ヒータ側の第１面と、前記第1面の反対側の第２面とを有する基材層と、
   前記第２面を覆う摺動層と、
   前記摺動層と対向するベルト部材と
   を有し、
   前記基材層および前記摺動層において下記の条件式（１）を満たす
   定着装置。
   ０＜（Ｔｂ×Ｄａ）／（Ｔａ×Ｄｂ）≦１．１７・・・（１）
   但し、
   Ｔａ：基材層の厚さ（ｍｍ）。
   Ｔｂ：摺動層の厚さ（ｍｍ）。
   Ｄａ：基材層の熱拡散率（ｍｍ²/sec）。
   Ｄｂ：摺動層の熱拡散率（ｍｍ²/sec）。
   である。
2. 前記摺動層の厚さは、０．００５ｍｍ以上０．０３ｍｍ以下であり、
   前記摺動層および前記基材層において、さらに以下の条件式（２）を満たす
   請求項1に記載の定着装置。
   ０．２７≦（Ｔｂ×Ｄａ）／（Ｔａ×Ｄｂ）・・・（２）
3. 前記摺動層と前記ベルト部材との間に潤滑剤をさらに有する
   請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記基材層の主成分はアルミニウムであり、
   前記摺動層の厚さは０．０１５ｍｍ以下である
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記摺動層の主成分は樹脂である
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記基材層の熱拡散率は、前記摺動層の熱拡散率よりも大きい
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 前記基材層の厚さは、前記摺動層の厚さよりも大きい
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記ベルト部材の主成分は樹脂である
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 前記基材層および前記摺動層は前記ヒータにより発せられた熱を前記ベルト部材に伝達する
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 前記ベルト部材の表面と当接可能に設けられた加圧部材をさらに有する
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の定着装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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