JP7352853B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、無端状の第一回転体と、第一回転体に加圧接触する第二回転体と、第一回転体を加熱する熱源と、加熱源を支持する熱源支持部材とを備えた定着装置が知られている。

特許文献１には、上記定着装置として、熱源たるハロゲンヒータを熱源支持部材たるヒータフォルダに固定するものが記載されている。

しかしながら、熱源を熱源支持部材に固定する装置においては、熱源の熱源支持部材に対する組み立て性に改善の余地があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、無端状の第一回転体と、前記第一回転体に加圧接触する第二回転体と、前記第一回転体を加熱する熱源と、前記熱源を支持する熱源支持部材とを備えた定着装置において、銅、アルミニウムまたは銀で構成され、前記第一回転体に当接して前記第一回転体の回転軸方向の温度を均一化する均熱部材を備え、前記熱源支持部材と前記熱源との間は隙間嵌めによる嵌合のみで支持され、前記第一回転体の熱伝導率が、前記均熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とするものである。

本発明によれば、熱源の熱源支持部材に対する組み立て性を改善することができる。

本実施形態に係るプリンタの概略構成図。 定着装置を示す概略構成図。 ハロゲンヒータの概略構成図。 定着装置の軸方向一端側を示す要部斜視図。 ヒータ支持部材と、ハロゲンヒータとを示す概略斜視図。 均熱部材が無い場合におけるハロゲンヒータが傾いたときの定着ベルトの軸方向の温度分布と、均熱部材が有る場合におけるハロゲンヒータが傾いたときの定着ベルトの軸方向の温度分布とを示す図。

以下、本発明を適用した定着装置を備えた画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ（以下、プリンタ１という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の概略構成図である。
図１に示すように、本実施の形態におけるプリンタ１は、タンデム型カラープリンタである。
プリンタ本体の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部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１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。

こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。

中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２～８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。

１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。

そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、プリンタ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。

給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。

そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

図２は、定着装置２０を示す概略構成図である。
定着装置２０は、回転可能な第一回転体であり、定着部材である定着ベルト２１と、これに対向配置されて回転可能な第二回転体である加圧部材としての加圧ローラ２２とを有し、熱源たるハロゲンヒータ２３により定着ベルト２１が内周側から輻射熱で直接加熱される。

図２の定着ベルト２１内には、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２との間でニップ部を形成するニップ形成部材１２４があり、定着ベルト内面と均熱部材１３１を介して間接的に摺動するようになっている。記録媒体Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎにおいて加熱・加圧により定着される。

図２では均熱部材１３１の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部の場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。

定着ベルト２１の内側には加圧ローラ２２に対向して配置された上述したニップ形成部材１２４、ニップ形成部材１２４と定着ベルト２１の内面に対向する面を覆う均熱部材１３１と、定着ベルト２１を加熱するハロゲンヒータ２３の他に、ニップ形成部材１２４を加圧ローラ２２からの加圧力に対抗して保持するステー部材１２５が配置されている。

ニップ形成部材１２４、均熱部材１３１及びステー部材１２５は、いずれも定着ベルト２１の軸方向（以下、「長手方向」という）に延びる長さを有している。
均熱部材１３１は、積極的に長手方向に熱を移動させて定着ベルト２１の長手方向の温度不均一性を低減するために設けられている。このため、均熱部材１３１は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。
本実施形態では、均熱部材１３１の定着ベルト２１の内面に対向する面は、定着ベルト２１に直接接触する面であり、ニップ形成面となる。

定着ベルト２１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトまたはフィルムで構成される。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じ得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。

本実施形態では、後述するように、ハロゲンヒータ２３を隙間嵌めで支持しており、定着ベルト２１とハロゲンヒータ２３との距離が軸方向でばらつきやすい。その結果、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１へ付与される熱量が、軸方向で均一でなくなり、定着ベルト２１の温度分布が軸方向で不均一になるおそれがある。そのため、本実施形態の定着ベルト２１としては、熱伝導率のよい金属が好ましく、均熱部材１３１よりも熱伝導率が高いものが特に好ましい。このように、定着ベルト２１として、熱伝導率が高いものを用いることで、定着ベルト２１の軸方向において熱が移動しやすくなり、定着ベルト２１の軸方向の温度分布が不均一となるのを、好適に抑制できる。

ステー部材１２５はニップ形成部材１２４を支持しており、加圧ローラ２２により圧力を受けるニップ形成部材１２４の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。このステー部材１２５は両端部で定着装置の側板２０１（図４参照）に保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ２３とステー部材１２５の間に反射部材２５を備え、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱などによりステー部材１２５が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材２５を備える代わりに、ステー部材１２５表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。

加圧ローラ２２は芯金２２ａに弾性ゴム層２２ｂがあり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）２２ｃが設けてある。加圧ローラ２２は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ２２は、スプリングなどにより定着ベルト２１側に押し付けられており、弾性ゴム層２２ｂが押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ２２は中空のローラであっても良く、加圧ローラ２２にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。

弾性ゴム層２２ｂはソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２２内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

定着ベルト２１は加圧ローラ２２により連れ回り回転する。図２の場合は加圧ローラ２２が駆動源により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト２１が回転する。定着ベルト２１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジにガイドされ、走行する。
上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。

図３は、ハロゲンヒータ２３の概略構成図である。
ハロゲンヒータ２３は、フィラメント発光部２３ａと封入ガスとを収容したガラス管２３ｂ、ガラス管２３ｂの両端に配置された封止部２４を有している。この封止部２４によりガラス管２３ｂ内の封止ガスを封止している。発熱部を構成するフィラメント発光部２３ａは、タングステン線を一定間隔毎にコイル状に巻いたもので、タングステン線の巻き数や巻き間隔等で発光強度を設定している。封入ガスは窒素等の不活性ガスにヨウ素や臭素等の微量のハロゲン物質を混ぜたものであり、タングステン線の熱蒸発を抑制して寿命を延ばす働きがある。

封止部２４はフィラメントの非発光部と電気的に接続されているモリブデン箔２４ａとセメント２４ｂとで構成されており、セメント２４ｂによってガラス管２３ｂを密封している。

図４は、定着装置の軸方向一端側を示す要部斜視図である。
ハロゲンヒータ２３のガラス管２３ｂの軸方向両側は、矩形状の嵌合部２３ｂ１を有している。この嵌合部２３ｂ１の一部が、熱源支持部材としてのヒータ支持部材２０２の嵌合穴部２０２ａに入り込んで、ハロゲンヒータ２３がヒータ支持部材２０２に支持される。ヒータ支持部材２０２は、ブラケット２０３に固定されており、このブラケット２０３は、ネジ２０３ａにより定着装置の側板２０１に固定されている。

図５は、ヒータ支持部材２０２と、ハロゲンヒータ２３とを示す概略斜視図である。
図５に示すように、ハロゲンヒータ２３の嵌合部２３ｂ１の短手方向長さをＬ２、ヒータ支持部材２０２の嵌合穴部２０２ａの短手方向長さをＬ１としたとき、Ｌ１＞Ｌ２となっている。また、嵌合部２３ｂ１の厚み方向の長さをＤ２、嵌合穴部２０２ａの厚み方向の長さをＤ１としたとき、Ｄ１＞Ｄ２となっている。このような寸法関係により、ハロゲンヒータ２３は、ヒータ支持部材２０２に対して隙間嵌めにより支持される。

また、ヒータ支持部材２０２には、ハロゲンヒータ２３の封止部２４に設けられたモリブデン箔２４ａ（図３参照）と、ハロゲンヒータ２３に電力を供給する電源部との間を電気的に接続するリード線２０２ｂが取りつけられている。

本実施形態では、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間は、０．１ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下（０．１ｍｍ≦（Ｌ１－Ｌ２）≦０．７ｍｍ、０．１≦（Ｄ１－Ｄ２）≦０．７ｍｍ）としている。後述するように、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が０．７ｍｍを超えると、ハロゲンヒータ２３の軸方向に対する傾きが大きくなることがあり、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１に付与される熱量が定着ベルト２１の一端側と他端側とで大きく異なる。その結果、均熱部材１３１を設けたり、定着ベルト２１を熱伝導率の高い部材としたりしても、定着ベルト２１の軸方向温度分布を均一化できず、光沢ムラや定着不良が発生するおそれがある。一方、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が０．１ｍｍ未満の場合は、製造誤差により、嵌合部２３ｂ１が、嵌合穴部２０２ａに入らない場合があり、歩留まりが低下するおそれがある。また、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が０．１ｍｍ未満の場合は、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに挿入する際に、ハロゲンヒータ２３が少しでも軸方向に対して傾斜していると、嵌合部２３ｂ１が嵌合穴部２０２ａに入りこまず、組み立て作業性が悪い。

これに対し、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間を、０．１ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下とすることで、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに挿入する際に、ハロゲンヒータ２３が多少軸方向に対して傾斜していても、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに挿入することができ、組み立て作業性をよくできる。また、ハロゲンヒータ２３の軸方向に対して傾いたときの定着ベルト２１の一端側と他端側との間のハロゲンヒータ２３から付与される熱量の差が大きくなりすぎるのを抑制できる。これにより、均熱部材１３１や熱伝導率の高い定着ベルト２１により定着ベルト２１の軸方向の温度分布を十分に均一化することができ、光沢ムラや定着不良を抑制することができる。

従来においては、ハロゲンヒータ２３は、ヒータ支持部材２０２に接着により固定されていた。しかし、このような接着よる固定においては、ハロゲンヒータ２３とヒータ支持部材２０２との間のセメント（接着剤）の充填不足による接着不良や、セメントのハロゲンヒータ２３への付着が一定の割合で発生し、歩留りを低下させていた。また、セメントが吸湿することで、セメントの電気抵抗が低下し、リークが発生するおそれもある。

しかし、本実施形態のように、ハロゲンヒータ２３を、ヒータ支持部材２０２に対して隙間嵌めにより支持することで、接着不良やハロゲンヒータ２３へのセメント（接着剤）の付着が発生することがなく、歩留まりを改善することができる。また、リークの発生も抑制することができる。

図６は、均熱部材１３１が無い場合におけるハロゲンヒータ２３が傾いたときの定着ベルト２１の軸方向の温度分布と、均熱部材１３１が有る場合におけるハロゲンヒータ２３が傾いたときの定着ベルト２１の軸方向の温度分布とを示す図である。
なお、図６（ａ－２）,図６（ｂ－２）は、ハロゲンヒータ２３の嵌合部２３ｂ１と、ヒータ支持部材２０２の嵌合穴部２０２ａとの間の隙間が、０．１ｍｍのときの温度分布である。

本実施形態では、上述したように歩留まりの改善を図る目的で、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２に対して隙間嵌めとしたので、図６（ａ－１）や（ｂ－１）に示すように、ハロゲンヒータ２３が軸方向（長手方向）に傾くおそれがある。また、ハロゲンヒータ２３の点灯時においては、ヒータ支持部材２０２が熱膨張して、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が拡大し、ハロゲンヒータ２３が軸方向（長手方向）に傾きが大きくなることもある。

本実施形態では、図中の紙面の垂直方向が装置の鉛直方向であり、図中上下方向が水平方向であるため、何ならかの要因でハロゲンヒータ２３が図６（ａ－１）や図６（ｂ－１）の姿勢となった場合、装置に水平方向の衝撃などが加わらない限り、その姿勢を維持する。

図６（ａ－１），図６（ｂ－１）に示すように、ハロゲンヒータ２３が軸方向に対して傾くことで、軸方向一端側（図中左側）が、他端側（図中右側）に比べて、定着ベルト２１との距離が近くなる。その結果、定着ベルト２１の一端側に付与されるハロゲンヒータ２３からの熱量が、他端側に比べて多くなる。よって、図６（ａ－２）に示すように、均熱部材１３１を設けていない場合は、定着ベルト２１一端側（図中左側）の温度が、他端側（図中右側）に比べて高くなり、軸方向の温度分布が不均一となる。その結果、記録媒体上の定着画像の幅方向一端側と他端側とで光沢度が異なる光沢ムラが発生するおそれがある。また、他端側のトナー像に付与される熱量が少なくなり、定着画像の他端側に定着不良が生じるおそれがある。

一方、均熱部材１３１を設けた図６（ｂ－１）の構成では、均熱部材１３１により熱量の多い定着ベルト２１一端側（図中左側）に蓄熱された熱を奪って、熱量の少ない定着ベルト２１の他端側（図中右側）に熱を付与する。これにより、図６（ｂ－２）に示すように、ハロゲンヒータ２３が、多少、軸方向に対して傾いていても、定着ベルト２１の軸方向の温度分布を均一に維持することができる。これにより、光沢ムラが生じるのを抑制することができる。また、軸方向において、トナー像を良好に加熱することができ、定着画像の幅方向の一方側に定着不良が生じることがない。

本実施形態では、均熱部材１３１をニップ形成部材１２４と定着ベルト２１との間に設けているが、ニップ部Ｎよりも定着ベルト２１の表面移動方向上流側に設けてもよい。かかる構成としても、定着ベルト２１がニップ部Ｎに進入する前に、均熱部材１３１により定着ベルト２１の軸方向の温度分布を均一化することができ、光沢ムラや定着不良を抑制できる。しかしながら、均熱部材１３１をニップ形成部材１２４と定着ベルト２１との間に配置することで、既存の部材により均熱部材１３１を定着ベルト２１に密着させることができ、部品点数の増加を抑えることができ、装置のコストアップを避けることができ好ましい。

次に、本出願人が行った評価試験について、説明する。
検証実験は、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間、均熱部材１３１の有無、定着ベルト２１の材質などを互いに異ならせた複数の定着装置（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１０）を用意し、光沢ムラ、リークの有無、組み立て作業性、組み立て歩留まり、部品歩留まりについて評価した。なお、本評価試験においては、均熱部材１３１は、コストや加工性に優れる理由でアルミを採用した。

光沢ムラは、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間、均熱部材１３１の有無、定着ベルト２１の材質などを互いに異ならせたＮｏ．１～Ｎｏ．１０の定着装置を用意し、図１に示す画像形成装置に取り付け、ベタ画像を出力し、目視により判定した。光沢ムラの発生が確認できないときは、光沢ムラの評価を「○」とし、軽微な光沢ムラが確認されたときは、光沢ムラの評価を「△」とし、顕著な光沢ムラが確認されたときは、光沢ムラの評価を「×」とした。

リークは、温度４０℃、湿度７０％の環境下で４週間放置後、所定の画像を出力し、目視により定着不良の有無を確認した。定着不良が確認できない場合は、リークによる定着不良が発生していないと判断し、リーク評価を「○」、定着不良が確認された場合は、リークによる定着不良が発生したと判断し、リーク評価を「×」とした。

また、組み立て作業性については、上記Ｎｏ.２の定着装置と同等以上の組み立て作業速度の場合は、組み立て作業性を「○」、上記Ｎｏ.２の定着装置に比べて組み立て作業速度が低下していた場合は、組み立て作業性を「×」とした。

また、組み立て歩留まりは、１０００台組み立て時において、不良品が発生しなかったときは、組み立て歩留まり評価を「○」、不良品が発生したときは、組み立て歩留まり評価を「×」とした。

また、部品歩留まりは、ハロゲンヒータ２３およびヒータ支持部材２０２について１０００部品検査し、嵌合部２３ｂ１、嵌合穴部２０２ａの寸法が全て公差内のときは、部品歩留まり評価を「○」、ひとつでも公差外のものがあったときは、部品歩留まり評価を「×」とした。

検証実験の結果を下記表１に示す。

表１からわかるように、セメントでヒータ支持部材２０２とハロゲンヒータ２３とを固定したＮｏ．２の定着装置では、リークが発生し、リーク評価が「×」であった。これは、セメントが吸湿して電気抵抗が低下した結果、リークが発生したと考えられる。また、Ｎｏ．２の定着装置は、組み立て歩留まり評価も「×」となった。これは、組立時にセメントの他の部品への付着や、接着不良が一定の割合で発生し、組み立て歩留まり評価が「×」となった。

これに対し、セメントを用いずに、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２に組み付けるＮｏ．１、Ｎｏ．３～Ｎｏ．１０の定着装置においては、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに入れ込むだけであるので、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２に組み付ける際に、不良品が発生することがなく、組み立て歩留まり評価が「○」となった。これにより、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２に対して隙間嵌めにすることで、セメントで固定する場合に比べて、組み立て歩留まりが改善されることが確認された。また、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３～Ｎｏ．１０の定着装置においては、リークによる定着不良も発生することもなく、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２に対して隙間嵌めにすることで、リークを防止できることも確認された。

また、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間を、ＪＩＳ Ｂ０４０１の公差域クラスによる嵌め合い公差相当の０．０５ｍｍとしたＮｏ．３とＮｏ．４の定着装置は、いずれも組み立て作業性、部品歩留まりの評価が「×」となった。これは、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間を０．０５ｍｍとしたことで、寸法公差が小さく、嵌合部２３ｂ１の寸法や嵌合穴部２０２ａの寸法が寸法公差に入らないものが一定数の割り合いで発生した。その結果、部品歩留まり評価が、「×」となった。また、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに入れ難く、Ｎｏ.２の定着装置よりも組み立て作業速度が遅くなり、組み立て作業性評価が「×」となった。

一方、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間を、０．１ｍｍ以上のＮｏ．１,Ｎｏ.５～Ｎｏ.１０の定着装置いずれにおいても、組み立て作業性、部品歩留まりの評価が「○」となった。これは、嵌合部の寸法公差や嵌合穴部の寸法公差を大きくでき、全ての部品が上記寸法公差内に入り、部品歩留まり評価が、「○」となった。また、嵌合部２３ｂ１を嵌合穴部２０２ａに容易に挿入することができ、組み立て作業速度が、Ｎｏ.２の定着装置と同等以上となり組み立て作業性評価が「○」となった。

また、均熱部材１３１を有していないＮｏ.１の定着装置においては、光沢ムラ評価「×」であったが、均熱部材１３１を有している以外は、Ｎｏ.１の定着装置と同条件のＮｏ.５の定着装置は、光沢ムラ評価が「○」であった。また、Ｎｏ.５よりも嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が大きいＮｏ.６,Ｎｏ.７の定着装置においても、光沢ムラ評価が「○」判定であったが、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が０．９ｍｍのＮｏ.８の定着装置においては、光沢ムラ評価が「×」判定であった。

このことから、少なくとも、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が０．１～０．７ｍｍであれば、均熱部材１３１を設けることで、軸方向で定着ベルト２１の温度が大きく異なることが抑制され、光沢ムラを、ハロゲンヒータ２３をヒータ支持部材２０２にセメントで固定する従来構成と同等以上にできることが確認された。

また、Ｎｏ.９の定着装置は、定着ベルト２１の材質を、アルミからなる均熱部材１３１のよりも熱伝導率の高い銅としたものは、嵌合部２３ｂ１と嵌合穴部２０２ａとの隙間が、０．９ｍｍでも、光沢ムラの評価が「○」であった。このように、定着ベルト２１として、熱伝導率の高いものを用いることで、より一層、軸方向で定着ベルト２１の温度が大きく異なることが抑制されることが確認された。

なお、本実施形態では、熱源として、ハロゲンヒータを用いたが、定着ベルト２１を加熱する熱源としては、ハロゲンヒータに限定されるものではなく、例えばカーボンヒータ等を用いてもよい。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
定着ベルト２１などの無端状の第一回転体と、第一回転体に加圧接触する加圧ローラ２２などの第二回転体と、第一回転体を加熱するハロゲンヒータ２３などの熱源と、熱源を支持するヒータ支持部材２０２などの熱源支持部材とを備えた定着装置２０において、第一回転体に当接して第一回転体の回転軸方向の温度を均一化する均熱部材１３１を備え、熱源支持部材と熱源との間は隙間嵌めによる嵌合のみで支持される。
従来、ハロゲンヒータ等の熱源の熱源支持部材への固定は接着剤により行っているが、接着不良や、熱源のヒータ部に接着剤が付着するなどする場合があり、組立歩留まりが低下するおそれがあり、組み立て性に改善の余地があった。
これに対し、態様１では、熱源支持部材と熱源との間を隙間嵌めによる嵌合のみで支持するようにした。これにより、接着剤を使用しないので、接着不良や熱源のヒータ部に接着剤が付着することがなく、組み付け性の改善を図ることができる。
熱源支持部材と熱源との間を隙間嵌めによる嵌合のみとすることで、熱源を熱源支持部材に固定する場合に比べて、第一回転体との距離が、第一回転体の回転軸方向にばらつくおそれがあり、熱源から第一回転体に付与される熱量が回転軸方向にばらつくおそれがある。しかし、態様１では、第一回転体の回転軸方向の温度を均一化する均熱部材を設けている。このように、均熱部材を設けることで、均熱部材によって、第一回転体の回転軸方向における熱量が多い箇所（温度が高い箇所）から熱を奪い、第一回転体の熱量が少ない箇所（温度が低い箇所）へ熱が付与される。これにより、熱源から第一回転体に付与される熱量が回転軸方向にばらついても、第一回転体の軸方向の温度分布がばらつくのを抑制できる。その結果、良好な定着性を維持することができる。

（態様２）
態様１において、定着ベルト２１などの第一回転体を介して加圧ローラ２２などの第二回転体に当接し、第二回転体との間でニップ部を形成するニップ形成部材１２４を有し、均熱部材１３１は、ニップ形成部材１２４と第一回転体との間に配置されている。
これによれば、実施形態で説明したように、既存の部材で、均熱部材１３１を定着ベルト２１などの第一回転体に当接させることができ、部品点数の増加によるコストアップを抑制することができる。

（態様３）
態様１または２において、熱源が、ハロゲンヒータ２３である。
これによれば、ハロゲンヒータ２３を熱源支持部材に対して容易に組み付けることができ、かつ、定着ベルト２１などの第一回転体の軸方向の温度分布が不均一となるのを抑制することができる。

（態様４）
態様１乃至３いずれかにおいて、ヒータ支持部材２０２などの熱源支持部材とハロゲンヒータなどの熱源との隙間嵌め箇所における隙間が、０．１ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下である。
これによれば、検証実験で説明したように、組み立て作業性が良好で、部品歩留まり高くできる。また、定着ベルト２１などの第一回転体の軸方向の一端側と他端側との温度差が大きくなるのを抑制でき、光沢ムラや軸方向一方側の定着不良の発生を世抑制することができる。

（態様５）
態様１乃至４いずれかにおいて、定着ベルト２１などの第一回転体の熱伝導率を、均熱部材１３１の熱伝導率よりも高くした。
これによれば、検証実験で説明したように、定着ベルト２１などの第一回転体の軸方向の一端側と他端側との温度差が大きくなるのをより一層抑制でき、光沢ムラや軸方向一方側の定着不良の発生を世抑制することができる。

（態様６）
記録媒体Ｐなどの記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された画像を記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、定着装置として、態様１乃至５いずれかの定着装置を用いた。
これによれば、製造コストを低減でき、かつ、良好な画像を得ることができる。

１ ：プリンタ
３ ：露光部
４ ：作像部
２０ ：定着装置
２１ ：定着ベルト
２２ ：加圧ローラ
２３ ：ハロゲンヒータ
２３ｂ１ ：嵌合部
２４ ：封止部
８５ ：中間転写ユニット
１２４ ：ニップ形成部材
１２５ ：ステー部材
１３１ ：均熱部材
２０１ ：側板
２０２ ：ヒータ支持部材
２０２ａ ：嵌合穴部
２０３ ：ブラケット
Ｎ ：ニップ部
Ｐ ：記録媒体

特開２０１６－１５６８５８号公報

Claims (5)

1. 無端状の第一回転体と、
   前記第一回転体に加圧接触する第二回転体と、
   前記第一回転体を加熱する熱源と、
   前記熱源を支持する熱源支持部材とを備えた定着装置において、
   銅、アルミニウムまたは銀で構成され、前記第一回転体に当接して前記第一回転体の回転軸方向の温度を均一化する均熱部材を備え、
   前記熱源支持部材と前記熱源との間は隙間嵌めによる嵌合のみで支持され、
   前記第一回転体の熱伝導率が、前記均熱部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記第一回転体を介して前記第二回転体に当接し、前記第二回転体との間でニップ部を形成するニップ形成部材を有し、
   前記均熱部材は、前記ニップ形成部材と前記第一回転体との間に配置されていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２に記載の定着装置において、
   前記熱源が、ハロゲンヒータであることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３いずれか一項に記載の定着装置において、
   前記熱源支持部材と前記熱源との隙間嵌め箇所における隙間が、０．１ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする定着装置。
5. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
   前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
   前記定着装置として、請求項１乃至４いずれか一項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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