JP2021131482A - 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提供する。【解決手段】この定着装置は、環状ベルトと、発熱部材と、熱伝達部材とを備える。環状ベルトは、所定の搬送速度で搬送される媒体と対向する。発熱部材は、互いに離間して設けられた２つの発熱部を有する。熱伝達部材は、発熱部材と環状ベルトとの間に設けられ、発熱部材と対向する第１の面および環状ベルトと対向する第２の面を有し、発熱部材において発生した熱を環状ベルトへ伝達する。この定着装置は、さらに以下の条件式（１）を満たす。Ｄ／Ｌ≧０．１８×Ｓ−２８ ……（１）但し、Ｄは熱伝達部材における第１の面に沿った面方向の熱拡散率［×１０-6ｍ2／ｓ］であり、Ｌは面方向における２つの発熱部の間隔の半分の長さ［×１０-3ｍ］であり、Ｓは媒体の搬送速度［×１０-3ｍ／ｓ］である。【選択図】図１８

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可能な限りむらなく定着ベルト（環状ベルト）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。

本発明の一実施形態としての定着装置は、環状ベルトと、発熱部材と、熱伝達部材とを備える。環状ベルトは、所定の搬送速度で搬送される媒体と対向する。発熱部材は、互いに離間して設けられた２つの発熱部を有する。熱伝達部材は、発熱部材と環状ベルトとの間に設けられ、発熱部材と対向する第１の面および環状ベルトと対向する第２の面を有し、発熱部材において発生した熱を環状ベルトへ伝達する。本発明の一実施形態としての定着装置は、さらに、以下の条件式（１）を満たす。但し、Ｄは、熱伝達部材における第１の面に沿った面方向の熱拡散率［×１０^-6ｍ²／ｓ］であり、Ｌは面方向における２つの発熱部の間隔の半分の長さ［×１０^-3ｍ］であり、Ｓは媒体の搬送速度［×１０^-3ｍ／ｓ］である。
Ｄ／Ｌ≧０．１８×Ｓ−２８ ……（１）

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、条件式（１）を満たすようにしたので、環状ベルトにおける温度のばらつきを低減できる。そのため、良好な定着性能が得られる。
なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。

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に示した環状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に示した熱伝達部材の概略を説明するための概略断面図である。 図８に示した対向部材（被摺動部材）を拡大して表す模式図である。 図９に示した対向部材（被摺動部材）の構成材料の特性値を表す説明図である。 図８に示した熱拡散部材およびその近傍を拡大して表す模式図である。 図４に示した環状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１３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。 条件式（１）を説明するための概略図である。 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。 熱伝達部材における面内方向の熱拡散率の測定方法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〜図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、環状ベルトユニット４０（後述）を表す分解斜視図である。図６は、環状ベルトユニット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、環状ベルトユニット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および図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、環状ベルトモータ（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、環状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に取り付けられた環状ベルトユニット４０が加圧ローラ６０に押し付けられることにより、環状ベルトユニット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、環状ベルトユニット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が環状ベルト５３および加圧ローラ６０により挟持されつつ下流へ搬送されることにより、すなわち記録媒体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。

（環状ベルトユニット４０）
環状ベルトユニット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〜図６に示したように、環状ベルトユニット４０は、ステー４１と、保持部材４３と、ヒータ４４と、保熱板４８と、熱伝達部材５０と、環状ベルト５３とを有している。ステー４１は、環状ベルト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、および熱伝達部材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、熱伝達部材５０、および環状ベルト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、熱伝達部材５０に対向し、熱伝達部材５０は、環状ベルト５３に対向する。

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、環状ベルト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は、環状ベルト５３の回転方向と直交する幅方向（Ｙ軸方向）に沿って並んでいる。環状ベルトユニット４０では、例えば記録媒体ＰＭの幅の広狭に応じて発熱部４６ａ〜４６ｅを選択的に通電し、発熱させることができるようになっている。

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と熱伝達部材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と熱伝達部材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と熱伝達部材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。

熱伝達部材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環状ベルト５３に伝達するように構成される。熱伝達部材５０は、ＸＺ平面から見た場合に熱伝達部材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、熱伝達部材５０は、ＸＺ断面においてヒータ４４に対向する凹部を有する。図５に示したように、ＸＺ断面における熱伝達部材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は熱伝達部材５０の凸部よりも広い空間であるため、保持溝４９Ｌ，４９Ｒに差し込まれた熱伝達部材５０は、環状ベルトユニット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、熱伝達部材５０は、ヒータ４４に押し付けられる。この際、熱伝達部材５０は、ヒータ４４により発せられた熱を環状ベルト５３に伝達するようになっている。

図８は、熱伝達部材５０の概略を説明するための概略断面図である。図９は、熱伝達部材５０のうちの対向部材（被摺動部材）５２を拡大して表す模式図である。図１０は、対向部材５２の構成材料として好適な材料の各種特性値を表す説明図である。さらに、図１１は、熱伝達部材５０の近傍を拡大して表す模式図である。図８に示したように、熱伝達部材５０は、ヒータ４４と対向する第１面５１Ａと、第１面５１Ａと反対側の第２面５１Ｂとを有する熱拡散部材５１と、対向部材５２とを有している。すなわち、熱拡散部材５１には、熱拡散部材５１の第２面５１Ｂに設けられた対向部材５２が形成されている。対向部材５２は、環状ベルト５３の内周面５６Ｓ（図１１）と対向する対向面ＳＦを有している。本明細書において、対向部材５２の対向面ＳＦが環状ベルト５３の内周面５６Ｓと「対向する」、とは、対向面ＳＦが内周面５６Ｓと向かい合わせの配置関係となることを意味する。この場合、「対向する」は、対向面ＳＦが内周面５６Ｓと当接して向かい合わせの配置関係となることや、対向面ＳＦが後述する摺動グリスＧＲなどの他の部材を介して内周面５６Ｓと向かい合わせの配置関係となることをも意味する。ヒータ４４は、熱拡散部材５１の、対向面ＳＦと反対側に位置している。

熱拡散部材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。熱拡散部材５１の厚さＴａは、例えば０．４８５ｍｍである。熱拡散部材５１における、第１面５１Ａに沿った面内方向の熱拡散率Ｄａは、例えば６０．４ｍｍ²／ｓである。この例では、熱拡散部材５１の主成分はアルミニウム（Ａｌ）である。ここで、主成分とは熱拡散部材５１の全体の５０重量％を占める成分を意味する。すなわち、熱拡散部材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、熱拡散部材５１はＡｌを含むようにしたが、熱拡散部材５１は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。熱拡散部材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、熱拡散部材５１の厚さＴａは、例示した厚さに限られない。

対向部材５２は、例えば環状ベルト５３の内周面５６Ｓとの摺動性がよい樹脂を含んで構成される。対向部材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。対向部材５２における、対向面ＳＦに沿った面方向の熱拡散率Ｄｂは、例えば１．５３ｍｍ²／ｓである。図９に示したように、対向部材５２は、バインダ樹脂５２Ｂを主成分として含んでいる。対向部材５２を構成するバインダ樹脂５２Ｂは、例えば靭性が高いポリアミドイミド（ＰＡＩ）である。ここで、主成分とは対向部材５２の全体の５０重量％を占める成分を意味する。すなわち、対向部材５２においてＰＡＩの含有率は他の材料よりも大きい。さらに、対向部材５２は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの粒子状のフィラー（以下、フィラー粒子５２Ｆ）を複数含んでいる。図１０は、ＰＡＩおよびＰＴＦＥにおける、耐熱温度［℃］、熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］および動摩擦係数を例示している。図１０に示したように、フィラー粒子５２Ｆを構成するＰＴＦＥの動摩擦係数は、バインダ樹脂５２Ｂを構成するＰＡＩの動摩擦係数よりも小さい。複数のフィラー粒子５２Ｆは、図９に示したように、バインダ樹脂５２Ｂの内部に例えば離散的に分布している。複数のフィラー粒子５２Ｆのうちの一部のフィラー粒子５２Ｆは、対向面ＳＦに露出した部分を含んでいる。このため、対向面ＳＦには、微細な凹凸構造が形成されている。また、対向面ＳＦが内周面５６Ｓと摺動することによって対向面ＳＦが摩耗した場合であっても、バインダ樹脂５２Ｂに複数のフィラー粒子５２Ｆが埋設されていることにより対向面ＳＦは微細な凹凸構造を維持することができる。ここで、複数のフィラー粒子５２Ｆの平均粒子径は、例えば１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。複数のフィラー粒子５２Ｆの平均粒子径が上述の範囲であることにより、対向面ＳＦにおける微細な凹凸構造の表面粗さを適切に制御することが容易となるからである。対向面ＳＦの算術平均粗さＲａは０．２７μｍ以上１．８８μｍ以下であることが望ましい。そのような算術平均粗さＲａを対向面ＳＦが有することにより、対向面ＳＦに対する内周面５６Ｓの摺動性が適切に保たれるうえ、後述の摺動グリスＧＲ（図１１）を対向面ＳＦ上に適切に保持することができる。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に規定されるものである。また、対向面ＳＦの算術平均粗さＲａは、例えばフィラー粒子５２Ｆの平均粒子径を変更することにより制御可能である。すなわち、フィラー粒子５２Ｆの平均粒子径を大きくすることで対向面ＳＦの算術平均粗さＲａを大きくすることができ、フィラー粒子５２Ｆの平均粒子径を小さくすることで対向面ＳＦの算術平均粗さＲａを小さくすることができる。さらに、バインダ樹脂５２Ｂに対するフィラー粒子５２Ｆの添加量を変更することにより、対向面ＳＦの算術平均粗さＲａの微調整が可能である。例えば、バインダ樹脂５２ＢがＰＡＩであり、フィラー粒子５２ＦがＰＴＦＥである場合には、例えば重量比でＰＡＩ：ＰＴＦＥが、１：０．５から１：２までの範囲が好ましい。

対向部材５２は、さらにグラファイトなどのフィラーが添加されてもよい。対向部材５２がグラファイトなどのフィラーを含むことにより、対向部材５２の摺動性および熱伝導性がより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の溶媒が熱拡散部材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、熱拡散部材５１に対向部材５２が形成される。対向部材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、対向部材５２の長手方向（Ｙ軸方向）における長さは、略２６４．９ｍｍであり対向部材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、対向部材５２は、環状ベルト５３の内周面５６Ｓに対向する熱拡散部材５１の面の略全面を覆うようになっている。対向部材５２の対向面ＳＦは、上述したように環状ベルト５３と対向しており、循環回転する環状ベルト５３の内周面５６Ｓが対向面ＳＦ上を摺動するようになっている。したがって、対向面ＳＦに対する内周面５６Ｓの摺動性を向上させるため、図１１に示したように、環状ベルト５３と対向部材５２の対向面ＳＦとの間に、潤滑剤としての摺動グリスＧＲが設けられているとよい。摺動グリスＧＲは、例えば対向面ＳＦに塗布されている。よって環状ベルト５３は、摺動グリスＧＲを介して対向面ＳＦ上を摺動することとなる。摺動グリスＧＲ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、対向部材５２のバインダ樹脂５２ＢがＰＡＩを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、他の樹脂を含むようにしてもよい。そのような他の樹脂としては、環状ベルト５３の摺動性が良好となるうえ、耐熱性および機械強度に優れたポリイミド（ＰＩ）が挙げられる。また、対向部材５２は、ＰＴＦＥのフィラー粒子５２Ｆを含むようにしたが、四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）などの他のフッ素系樹脂をフィラー粒子５２Ｆとして含むようにしてもよい。あるいは、例えば二硫化モリブデンなど他の材料種からなるフィラー粒子５２Ｆを含むようにしてもよい。さらに、対向部材５２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、対向部材５２は、環状ベルト５３の内周面５６Ｓに対向する熱拡散部材５１の第２面５１Ｂ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、熱拡散部材５１の第２面５１Ｂの一部を覆うようにしてもよい。また、対向部材５２の厚さＴｂは、例示した厚さに限られない。

環状ベルト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。対向面ＳＦと対向する内周面５６Ｓを有し、この内周面５６Ｓにおいて対向面ＳＦ上を摺動するように設けられている。環状ベルト５３は、加圧ローラ６０との間にニップ部Ｎ（図５）を形成するようになっている。

図１２は、環状ベルト５３の概略を説明するための概略断面図である。環状ベルト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環状ベルト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３００μｍ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環状ベルト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、環状ベルト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、環状ベルト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１３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１４は、図１３に示したＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った矢視方向における加圧ローラ６０の概略断面図である。加圧ローラ６０は、環状ベルトユニット４０との間にニップ部Ｎが形成されるように環状ベルトユニット４０における環状ベルト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および環状ベルト５３と摺動するようになっている。表面層６１の厚さは、環状ベルト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環状ベルト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環状ベルト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、発泡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、環状ベルト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、発泡セルのセル径が小さいことが好ましく、具体的には、発泡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。

定着装置３０は、さらに、以下の条件式（１）を満たすように構成されている。
Ｄ／Ｌ≧０．１８×Ｓ−２８ ……（１）
但し、図１５に示したように、Ｄは熱伝達部材５０における第１面５１Ａに沿った面方向の熱拡散率［×１０^-6ｍ²／ｓ］であり、Ｌは第１面５１Ａに沿った面方向において隣り合う２つの発熱部４６同士の間隔の半分の長さ［×１０^-3ｍ］である。また、Ｓは定着装置３０での記録媒体ＰＭの搬送速度［×１０^-3ｍ／ｓ］である。

熱伝達部材５０における面方向の熱拡散率Ｄは、例えば６．２［×１０^-6ｍ²／ｓｅｃ．］以上６０．４［×１０^-6ｍ²／ｓｅｃ．］以下である。また、記録媒体ＰＭの搬送速度Ｓは、例えば１６０［×１０^-3ｍ／ｓｅｃ.］以上２３１［×１０^-3ｍ／ｓｅｃ.］以下である。さらに、２つの発熱部４６同士の間隔２Ｌは、例えば２．０［×１０^-3ｍ］以上５．０［×１０^-3ｍ］以下である。なお、ここでいう間隔２Ｌとは、例えばヒータ４４の長手方向であるＹ軸方向に沿った発熱部４６同士の隙間における最大の距離である（後出の図１６参照）。

本実施の形態において、環状ベルト５３は本発明における「環状ベルト」の一具体例に対応する。熱伝達部材５０は本発明における「熱伝達部材」の一具体例に対応し、熱拡散部材５１は本発明における「熱拡散部材」の一具体例に対応し、第１面５１Ａは本発明の「第１の面」の一具体例に対応する。対向部材５２は本発明における「対向部材」の一具体例に対応し、対向面ＳＦは本発明の「第２の面」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「発熱部材」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の斜行が矯正される。

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伝達部材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伝達部材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、環状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、環状ベルトユニット４０が加圧ローラ６０に押し付けられることにより、環状ベルトユニット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、環状ベルトユニット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、環状ベルトモータから伝達された動力により回転する。環状ベルト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、環状ベルトユニット４０において、熱伝達部材５０における対向部材５２の対向面ＳＦと環状ベルト５３とは、摺動グリスを介して摺動する。この際、環状ベルトユニット４０において、熱伝達部材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、熱伝達部材５０に伝達し、摺動グリスを介して、環状ベルト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、環状ベルト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１６は、定着動作における、ヒータ４４の表面温度と、熱伝達部材５０の表面温度と、環状ベルト５３の表面温度との関係を表す。図１６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の位置と熱伝達部材５０の位置との関係と、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、熱伝達部材５０、および環状ベルト５３の表面温度の測定結果の一例を示す。ヒータ４４のうち、発熱部４６ｂ，４６ｃ，４６ｄが設けられた部分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伝達部材５０に熱が伝達されるため、熱伝達部材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。その温度差ＴＳ２は、温度差ＴＳ１よりも小さい。すなわち、熱伝達部材５０は、ヒータ４４の長手方向（Ｙ軸方向）における温度のばらつきの低減を図る。熱伝達部材５０の表面温度の分布に応じて環状ベルト５３に熱が伝達されるため、環状ベルト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ＴＳ３が生じるが、温度差ＴＳ３は、熱伝達部材５０における温度差ＴＳ２よりもさらに小さい。温度差ＴＳ３は、２℃以下であることが好ましい。この場合、環状ベルト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、環状ベルト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。そのため、画像の光沢むらが発生しづらくなるうえ、良好な定着性能が得られる。

（Ｃ．効果）
このように本実施の形態の定着装置３０は、環状ベルト５３と、発熱部４６ａ〜４６ｅを有するヒータ４４と、熱伝達部材５０とを備え、熱伝達部材５０における面方向の熱拡散率Ｄと、長さＬと、記録媒体ＰＭの搬送速度Ｓとの関係を規定する条件式（１）を満たすように構成されている。このため、環状ベルト５３の表面温度のばらつきを低減できる。よって、定着むらが緩和され、記録媒体ＰＭの全体に亘ってより均質に定着された画像を形成できる。すなわち、熱拡散率Ｄおよび長さＬを適切に選択することにより、記録媒体ＰＭに形成される画像の品質を良好に確保しつつ、搬送速度Ｓを高めることができる。

また、熱伝達部材５０は、熱拡散部材５１と環状ベルト５３との間に対向部材５２を設けるようにした積層構造を含むので、環状ベルト５３との接触による熱拡散部材５１の摩耗を回避できる。よって、ステンレス鋼などよりも軟質のアルミニウムを熱拡散部材５１に用いることができる。熱拡散部材５１の主成分をアルミニウムとすることによって、例えばステンレス鋼を熱拡散部材５１の主成分とした場合よりも高い熱拡散率Ｄが得られるので、定着むらがより緩和され、定着性能がより向上する。さらに、熱拡散部材５１の主成分としてアルミニウムを採用することにより、ステンレス鋼を熱拡散部材５１の主成分として採用した場合と比べ、軽量化を図ることもできる。

また、本実施の形態では、環状ベルト５３の主成分をポリイミドなどの樹脂としたので、例えば環状ベルトの主成分が金属である場合と比較して軽量化できるうえ、コストダウンにも有利である。さらに、熱伝達部材５０の摩耗を低減できる。

また、本実施の形態の定着装置３０では、対向部材５２がバインダ樹脂５２Ｂおよびフィラーを含有するようにしたので、例えばガラスコートなどからなる対向部材を採用した場合と比べて環状ベルト５３に対する機械的負荷を軽減できる。

また、本実施の形態の定着装置３０では、バインダ樹脂５２Ｂにフィラー粒子５２Ｆを分散させた対向部材５２を用いるようにしたので、上述の対向面ＳＦに適切な大きさの凹凸構造が形成される。その結果、対向面ＳＦの凹部に摺動グリスＧＲを保持することができ、対向面ＳＦに対する内周面５６Ｓの摺動性を向上させることができる。特に、フィラー粒子５２Ｆをフッ素系樹脂により形成することにより、より高い耐熱性を確保できる。

また、本実施の形態の定着装置３０では、フィラー粒子５２Ｆの平均粒子径を１μｍ以上３０μｍ以下とすれば、環状ベルト５３への良好な熱伝達性能を確保しつつ、適切な対向面ＳＦの算術平均粗さＲａを実現するのに好適である。

また、本実施の形態の定着装置３０では、フィラー粒子５２Ｆの動摩擦係数を、バインダ樹脂５２Ｂの動摩擦係数よりも小さくするようにしたので、対向面ＳＦに対する内周面５６Ｓの摺動性をより向上させることができる。

また、本実施の形態の定着装置３０では、フィラー粒子５２ＦがＰＴＦＥを含むようにしたので、フィラー粒子５２Ｆの自己潤滑性に起因して、対向部材５２の対向面ＳＦに対する環状ベルト５３の内周面５６Ｓの摺動性がより向上すると考えられる。

また、本実施の形態の定着装置３０では、ヒータ４４が、環状ベルト５３の回転方向と直交する幅方向（Ｙ軸方向）に沿って並ぶ複数の発熱部４６ａ〜４６ｅを含むようにした。このため、記録媒体ＰＭの幅の広狭に応じて発熱部４６ａ〜４６ｅを選択的に通電し、発熱させることができる。ところで、複数の発熱部４６ａ〜４６ｅの間には繋ぎ目４７ａ〜４７ｄが発生する。繋ぎ目４７ａ〜４７ｄでは、他の部分と比べて低温となりやすいことから、粘度の低下したグリスが生じやすい。その結果、摺動グリスＧＲの厚さの偏りができやすい状況となる。しかしながら、本実施の形態では、条件式（１）を満たすようにすることで、そのような繋ぎ目４７ａ〜４７ｄに起因する温度分布の偏りを緩和し、その結果、摺動グリスＧＲの厚さの偏りを十分に緩和できる。したがって、定着むらが緩和され、記録媒体ＰＭの全体に亘ってより均質に定着された画像を形成できる。

＜２．実験例＞
（実験例１）
アルミニウム（ＡＬ５０５２）を主成分とする熱拡散部材５１に対向部材５２を設けないようにした熱伝達部材５０を作製し、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、定着性能の評価を実施した。定着性能の評価は、定着速度、すなわち定着装置３０における記録媒体ＰＭの搬送速度Ｓを１６０ｍｍ／ｓ以上２３１ｍｍ／ｓ以下の範囲で５水準設定し、その５水準において定着処理を行い、定着処理後のトナー像の自然剥離の有無と、定着処理後のトナー像における光沢むらの有無との二点を確認した。定着処理後のトナー像の自然剥離とは、記録媒体ＰＭからトナー像が離脱してしまうことをいう。

本実験例では、画像形成部１０において、記録媒体ＰＭに対しＤｕｔｙ１００％のマゼンタトナーパターンとＤｕｔｙ１００％のシアントナーパターンとを順次形成することで得たＤｕｔｙ２００％のブルーのトナー像を形成したのち、そのトナー像の定着処理を定着装置３０において行うようにした。このブルーのトナー像におけるマゼンタトナーの付着量は０．４５ｍｇ／ｃｍ²であり、シアントナーの付着量は０．４０ｍｇ／ｃｍ²である。また、本実験例で用いたマゼンタトナーのガラス転移温度Ｔｇ_Mは５６±４℃であり、シアントナーのガラス転移温度Ｔｇ_Cは５６±３℃である。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。

定着処理後のトナー像の剥離の有無および定着処理後のトナー像における光沢むらの有無については目視で確認をおこなった。その結果を、表１に示す。表１では、定着性能の評価をＡ，ＢおよびＦの３段階で示した。評価Ａは、定着処理後のトナー像の自然剥離が無く、光沢むらも無いことを意味する。評価Ｂは、定着処理後のトナー像の自然剥離が無いが、光沢むらが僅かに見られたことを意味する。評価Ｃは、定着処理後のトナー像の自然剥離が有り、光沢むらも有ることを意味する。ここで、評価Ａ，Ｂは許容できるレベルであるが、評価Ｆは許容できないレベルである。また、環状ベルト５３における表面層５４、弾性層５５および基材層５６は、それぞれ、ＰＦＡ（２０μｍ厚）、ゴム硬度が２０度のシリコーンゴム（３００μｍ厚）、およびＳＵＳ３０４のスリーブ（外径３０ｍｍ、厚さ３０μｍ）からなるものを用いた。なお、基材層５６として金属製のスリーブを用いた理由は、基材層５６として例えば樹脂製のスリーブを用いた場合と比べて発熱部４６ａ〜４６ｅの間隔の違いによる温度分布が現れやすく、効果が確認しやすいことにある。さらに、加圧ローラ６０における表面層６１、接着層６２、弾性層６３およびシャフト６４は、それぞれＰＦＡ（３０μｍ厚）、シリコーン接着剤、１００μｍのセル径の発泡セルを有するシリコーンスポンジ（３ｍｍ厚）、および中空のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるものを用いた。

なお、熱拡散部材５１の厚さは０．４８５ｍｍとした。熱拡散部材５１の厚さの測定にはマイクロメータＭＤＣ−２５ＭＪ（株式会社ミツトヨ製）を用いた。また、試料の平面サイズは１５×４０ｍｍとし、長さＬは２．５ｍｍとした。

また、図１７に示したように、熱伝達部材５０の面内方向の熱拡散率Ｄ［ｍｍ²／ｓ］を、以下の測定装置を使用して以下の条件で測定した。その結果も表１に示す。なお、表１に示した熱拡散率Ｄの数値は、各サンプルにつき３か所測定した値の平均値である。また、表１では、長さＬに対する熱伝達部材５０の面内方向の熱拡散率Ｄの比Ｄ／Ｌ［ｍｍ／ｓ］についても併せて示す。比Ｄ／Ｌ［ｍｍ／ｓ］は、隣り合う２つの発熱部の中間位置までの熱の伝わりやすさを表す指標である。
・測定装置：株式会社ベテル ハドソン研究所製「サーモウェーブアナライザ ＴＡ３５」
・測定モード：距離変化法
・検出器：ＩｎＳｂ
・表面処理：試料の表面をグラファイトスプレーの噴射により黒化処理（照射側および検出器側）
・加熱光：半導体レーザ（波長８０８ｎｍ）
・パルス幅：１０μｓ−１００μｓ
・ビーム角：４８度（試料の表面に１００〜１５０μｍのスポット径となるように集光）
・試料のサイズ：１５×４０×０．４８５ｍｍ

なお、図１７は、面内方向の熱拡散率の測定方法を説明する概略図である。熱伝達部材５０におけるヒータ４４に対向する第１面５１Ａの所定の位置Ｐ０（固定）に対し、光源７１からレーザ光７２を照射し、温度検出器７３により、環状ベルト５３に対向する第２面５１Ｂの温度を測定した。温度検出器７３には、半導体素子であるＩｎＳｂを使用した。温度検出器７３を開始位置ＳＰから終了位置ＥＰに至るまでＹ軸方向に沿って走査させ、周波数３．６Ｈｚ〜１４．０Ｈｚの範囲で所定の間隔で第２面５１Ｂからの赤外線を検出することにより温度を測定した。表２に、測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

（実験例２）
アルミニウム（ＡＬ５０５２）を主成分とする厚さ０．４８５ｍｍの熱拡散部材５１に、ＰＴＦＥを含むＰＡＩの溶媒をスプレーにより塗布したのち加熱することで、フッ素樹脂からなる厚さ１５μｍの対向部材５２を形成した。この点を除き、他は実験例１と同様にして実験例２としての熱伝達部材５０を作製し、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、実験例１と同様の定着性能の評価を実施した。また、表３に、実験例２において測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

（実験例３）
アルミニウム（ＡＬ５０５２）を主成分とする厚さ０．４８５ｍｍの熱拡散部材５１に、ＰＴＦＥを含むＰＡＩの溶媒をスプレーにより塗布したのち加熱することで、フッ素樹脂からなる厚さ１５μｍの対向部材５２を形成し、さらに第１面５１Ａに５μｍの厚さを有する耐熱絶縁用ポリイミド粘着テープ（カプトン（東レ・デュポンの登録商標）Ｎｏ．３６０ＵＬ）を張り付けるようにした。この点を除き、他は実験例１と同様にして実験例３としての熱伝達部材５０を作製し、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、実験例１と同様の定着性能の評価を実施した。また、表４に、実験例３において測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

（実験例４）
ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を主成分とする厚さ０．５５０ｍｍの熱拡散部材５１に対向部材５２を設けないようにした熱伝達部材５０を実験例４として作製した。さらに、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、実験例１と同様の定着性能の評価を実施した。また、表５に、実験例４において測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

（実験例５）
ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を主成分とする厚さ０．５５０ｍｍの熱拡散部材５１に、ＰＴＦＥを含むＰＡＩの溶媒をスプレーにより塗布したのち加熱することで、フッ素樹脂からなる厚さ１５μｍの対向部材５２を形成した。この点を除き、他は実験例１と同様にして実験例５としての熱伝達部材５０を作製し、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、実験例１と同様の定着性能の評価を実施した。また、表６に、実験例５において測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

（実験例６）
ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を主成分とする厚さ０．５５０ｍｍの熱拡散部材５１に、ガラスからなる厚さ６０μｍの対向部材５２をスクリーン印刷により形成した。この点を除き、他は実験例１と同様にして実験例６としての熱伝達部材５０を作製し、その熱伝達部材５０を備えた定着装置３０を搭載した画像形成装置（株式会社沖データ製のカラープリンタＣ８３３）により、実験例１と同様の定着性能の評価を実施した。また、表７に、実験例６において測定した周波数ごとに、位置Ｐ０を基準位置（０［ｍｍ］）としたときの測定開始位置［ｍｍ］および測定終了位置［ｍｍ］と、測定間隔［ｍｍ］とを示す。

実験例２〜６についても定着性能の評価についても表１にまとめて示す。さらに、図１８に、記録媒体ＰＭの搬送速度ＳとＤ／Ｌの値との関係についてのグラフを示す。図１８では、横軸が搬送速度Ｓ［ｍｍ／ｓ］を表し、縦軸が長さＬに対する熱伝達部材５０の面内方向の熱拡散率Ｄの比Ｄ／Ｌ［ｍｍ／ｓ］を表している。図１８における直線は、Ｄ／Ｌ＝０．１８×Ｓ−２８を表している。

表１および図１８に示したように、Ｄ／Ｌ≧０．１８×Ｓ−２８を満たす場合には、評価Ａもしくは評価Ｂの定着性能が得られた。

特に、アルミニウム（ＡＬ５０５２）を主成分とする熱拡散部材５１を用いた実験例１〜３においては、搬送速度Ｓが１６０ｍｍ／ｓ以上２３１ｍｍ／ｓ以下の範囲の全てにおいて評価Ａもしくは評価Ｂの定着性能が得られた。実験例１〜３では、実験例４〜６と比較して比Ｄ／Ｌ［ｍｍ／ｓ］が高い値を示していることから、比較的短時間で効率的に環状ベルト５３がより均質に加熱されるためと考えられる。

＜３．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態等では４色のトナーを用いたカラー画像を形成可能な画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば５色以上のカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。

また、上記実施の形態では、直接転写方式の画像形成装置を例示して本発明を説明したが、中間転写ベルトを備えた２次転写方式の画像形成装置にも適用可能である。

さらに、上記実施の形態では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有するプリンタについて説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。

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…環状ベルトユニット、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…熱伝達部材、５１…熱拡散部材、５２…対向部材、５２Ｂ…バインダ樹脂、５２Ｆ…フィラー粒子、５３…環状ベルト、５４，６１…表面層、５５，６３…弾性層、５６…基材層、５６Ｓ…内周面、６０…加圧ローラ、６２…接着層、６４…シャフト、ＧＲ…摺動グリス、ＳＦ…対向面。

Claims (11)

1. 所定の搬送速度で搬送される媒体と対向する環状ベルトと、
   互いに離間して設けられた２つの発熱部を有する発熱部材と、
   前記発熱部材と前記環状ベルトとの間に設けられ、前記発熱部材と対向する第１の面および前記環状ベルトと対向する第２の面を有し、前記発熱部材において発生した熱を前記環状ベルトへ伝達する熱伝達部材と
   を備え、
   以下の条件式（１）を満たす
   定着装置。
   Ｄ／Ｌ≧０．１８×Ｓ−２８ ……（１）
   但し、
   Ｄ：熱伝達部材における第１の面に沿った面方向の熱拡散率［×１０^-6ｍ²／ｓ］。
   Ｌ：面方向における２つの発熱部の間隔の半分の長さ［×１０^-3ｍ］
   Ｓ：媒体の搬送速度［×１０^-3ｍ／ｓ］
   とする。
2. 前記熱伝達部材は、前記第１の面を有すると共にアルミニウムを主成分とする熱拡散部材と、前記第２の面を有する対向部材との積層構造を含む
   請求項１記載の定着装置。
3. 前記環状ベルトの主成分は樹脂である
   請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記熱伝達部材における前記熱拡散率は、６．２［×１０^-6ｍ²／ｓｅｃ．］以上６０．４［×１０^-6ｍ²／ｓｅｃ．］以下である
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記媒体の前記搬送速度は、１６０［×１０^-3ｍ／ｓｅｃ.］以上２３１［×１０^-3ｍ／ｓｅｃ.］以下である
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記２つの発熱部の前記間隔は、２．０［×１０^-3ｍ］以上５．０［×１０^-3ｍ］以下である
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記環状ベルトと協働して前記媒体を挟持しつつ前記媒体を搬送可能な加圧部材をさらに備えた
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記対向部材は、バインダ樹脂およびフィラーを含有する
   請求項２記載の定着装置。
9. 前記フィラーの動摩擦係数は、前記バインダ樹脂の動摩擦係数よりも小さい
   請求項８に記載の定着装置。
10. 前記２つの発熱部は、前記環状ベルトの循環回転方向と直交する幅方向に沿って並んでいる
    請求項１から請求項９のいずれか１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１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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