(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上または絶縁基板内に通電により発熱する抵抗体と前記抵抗体に給電するための給電端子部とを備えたヒータにおいて、
前記抵抗体は、主抵抗体と調整用抵抗体とを備え、
前記主抵抗体は、少なくとも当該ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続されるものであり、
前記調整用抵抗体は、前記主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいは前記主抵抗体から任意に電気的切断が可能なものであり、
前記絶縁基板を複数備え、これら複数の絶縁基板は積層して設けられており、
前記主抵抗体及び調整用抵抗体は、前記複数の絶縁基板の層間に形成されており、
前記絶縁基板には、前記調整用抵抗体を露出させる開口部が形成されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記調整用抵抗体は、各々抵抗値の異なる複数の帯状抵抗体を有し、これら複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて前記主抵抗体に電気的接続あるいは前記主抵抗体から電気的切断可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のヒータ。
【請求項３】
前記調整用抵抗体は前記主抵抗体に直列接続し、前記複数の帯状抵抗体はそれぞれが互いに並列接続して設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記複数の帯状抵抗体は、いずれも前記主抵抗体と同じ材料から成り、かつ、いずれも前記主抵抗体の断面積以上の断面積を有することを特徴とする請求項２または３に記載のヒータ。
【請求項５】
前記絶縁基板は前記主抵抗体が形成される主発熱領域と前記調整用抵抗体が形成される従発熱領域とが分けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項６】
前記複数の絶縁基板は、前記主発熱領域と前記従発熱領域とが相互に入れ替っていることを特徴とする請求項５に記載のヒータ。
【請求項７】
前記開口部は、前記主抵抗体に対する前記調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断が行われた後に、モールディングされることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項８】
請求項１に記載のヒータの抵抗調整方法において、
前記ヒータの抵抗値を測定する測定ステップと、
前記開口部から、前記測定した抵抗値に基づいて、前記主抵抗体に対する前記調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断を行うことにより、前記ヒータの抵抗値が設定値に近づくよう調整する調整ステップと、含むことを特徴とするヒータの抵抗調整方法。
【請求項９】
前記調整用抵抗体は、各々抵抗値の異なる複数の帯状抵抗体を有し、
前記調整ステップでは、
前記複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて、前記主抵抗体に電気的接続あるいは前記主抵抗体から電気的切断することを特徴とする請求項８記載のヒータの抵抗調整方法。
【請求項１０】
定着ニップ部と、加熱手段とを有し、
前記定着ニップ部に記録材を通過させ、当該記録材上の未定着画像を前記加熱手段からの熱により熱圧着することで定着させる定着装置であって、
前記加熱手段は、請求項１から７のいずれか１項に記載のヒータを有する加熱部材と、前記ヒータの前記抵抗体に電圧を印加する加熱用電源とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
前記ヒータは、前記絶縁基板を複数備え、かつ、
前記定着ニップ部での所定サイズの記録材の通過領域に対応する第１絶縁基板における領域である第１主発熱領域に前記主抵抗体が設けられ、かつ、当該第１主発熱領域以外の第１絶縁基板における領域に前記調整用抵抗体が設けられた第１ヒータと、
前記定着ニップ部での前記所定サイズの記録材の通過しない領域に対応する第２絶縁基板における第２主発熱領域に、前記主抵抗体が設けられ、かつ、当該第２発熱領域以外の第２絶縁基板における領域に前記調整用抵抗体が設けられた第２ヒータと、を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記記録材における未定着画像が担持される面に、外周面において接触し、回転可能に設けられた無端状のベルト部材である定着ベルトと、
前記記録材における未定着画像が担持される面の反対面と接触し、回転可能に設けられた加圧部材とを備え、
前記定着ベルトと前記加圧部材との間に前記定着ニップ部が形成され、
前記加熱部材は、前記定着ベルトの内周面に接して、前記定着ベルトを介して前記未定着画像を加熱するよう設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着ベルトの内周面に接触して設けられる定着部材を備え、
前記加圧部材は、前記定着ベルトを介して前記定着部材に圧接して設置され、
前記定着ニップ部は、前記定着ベルトを介して前記定着部材と上記加圧部材とが圧接される領域として設けられていることを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１４】
前記加圧部材は、前記加熱部材に対して前記定着ベルトを介して圧接するよう設けられ、
前記定着ニップ部は、前記定着ベルトを介して前記加熱部材と前記加圧部材とが圧接される領域として設けられていることを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１５】
回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材と、内周面が前記加熱部材と接触し、かつ外周面が前記定着部材と接触して回転可能に設けられる無端状のベルト部材である加熱ベルトとを備え、
前記定着ニップ部は、前記定着部材と前記加圧部材とが圧接される領域として設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記加熱用電源は、前記ヒータの前記抵抗体に印加する電圧値を可変に制御されることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１７】
沿面放電により被帯電物を帯電させる帯電装置であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載のヒータと、
絶縁体を挟んで対向して設けられた放電電極及び誘導電極と、
前記放電電極と前記誘導電極との間に電圧を印加する放電用電源と、
前記ヒータの前記抵抗体に電圧を印加する加熱用電源と、を含むことを特徴とする帯電装置。
【請求項１８】
前記誘導電極と前記ヒータの前記主抵抗体とは兼用して設けられており、
前記絶縁基板において前記放電電極と対向する領域以外の領域に、前記調整用抵抗体が備えられていることを特徴とする請求項１７に記載の帯電装置。
【請求項１９】
前記加熱用電源は、前記ヒータの前記抵抗体に印加する電圧値を可変に制御されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の帯電装置。
【請求項２０】
請求項１０から１６の何れか１項に記載の定着装置、または、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の帯電装置の少なくとも一方を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒータに関するものであり、特に電子写真プロセスの定着装置や帯電装置に用いられるヒータに関する。また、このヒータを用いた定着装置及び帯電装置、並びにこの定着装置または帯電装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接されたローラ対（定着ローラ及び加圧ローラ）と、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段とを備えている。そして、この加熱手段によりローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、未定着トナー画像が形成された記録紙をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に給紙し、圧接部を通過させることで熱と圧力によりトナー画像の定着を行う。
【０００３】
ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置では、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面を覆い包むように接触する。そのため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー画像に対して、良好に加熱定着を行うことが可能となる。また、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果により、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して離型性を向上することができる。さらに、定着ニップ部のニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となることから、用紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり（セルフストリッピング）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
【０００４】
ここで、このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するには、定着ニップ部のニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くする方法として、定着ローラの弾性層を厚くする方法や定着ローラ径を大きくする方法等がある。
【０００５】
しかしながら、弾性層の熱伝導性は低いため、弾性層を厚くした定着ローラでは、従来のように定着ローラ内部に加熱手段を設けると、プロセス速度を高速化した場合に、熱供給が不十分となり、定着ローラの温度が追従しなくなるといった問題がある。他方、定着ローラ径を大きくすると、定着ニップ部を形成する各ローラの曲率が小さくなり定着ニップ部を広くすることができる。しかし、各ローラの熱容量が大きくなり、ウォームアップ時間が長くなったり、消費電力が増大したりするといった問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するために、近年、カラー画像形成装置に備えられる定着装置として、例えば特許文献１には、外部加熱ベルトを用いて定着ローラを外部から加熱する外部ベルト加熱定着方式の定着装置が開示されている。この外部ベルト加熱定着方式の定着装置では、定着ローラを外部から効率的に加熱でき、ウォームアップ時間を短くすることができる。また、例えば特許文献２には、加熱手段である加熱ローラを定着ローラの外部に配置し、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを架け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラを圧接させた構成のベルト定着方式を使用した定着装置が開示されている。このベルト定着方式の定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するためウォームアップ時間を短くすることができる。また、いずれの定着方式においても、定着ローラにハロゲンランプ等の熱源を内蔵する必要がないため、スポンジゴム等からなる低硬度の弾性層を厚く設けることができ、広いニップ幅を確保することができる。
【０００７】
さらに、ベルト定着方式の定着装置において、例えば特許文献３には、定着ベルトを加熱する加熱手段として、セラミック基板上に発熱抵抗体を形成した板状（面状）セラミックヒータを用いた面状発熱ベルト定着方式の定着装置が開示されている。この面状発熱ベルト定着方式の定着装置では、従来の加熱手段として加熱ローラを用いた場合に比べて、加熱手段の熱容量が小さくなる。それと同時に、加熱手段としての面状セラミックヒータが直接発熱することから、ハロゲンランプ等を用いて間接的に加熱ローラを加熱する方式に比べて熱応答速度が向上し、ウォームアップ時間の更なる短縮や更なる省エネ化が達成できる。
【０００８】
また、例えば特許文献４には、定着ベルトよりも更に薄い定着フィルムを用いて、定着ニップ部において定着フィルムの内周面に、面状セラミックヒータを直接配置したフィルム定着方式の定着装置が開示されている。
【０００９】
また、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置として、セラミック基板に放電電極を形成した板状（面状）の帯電装置が使用されるようになってきている。例えば特許文献５には、セラミック基板の吸湿による帯電（放電）性能の低下を抑制するために発熱体が形成され、ヒータ機能も兼ね備えた帯電装置が提案されている。
【００１０】
しかしながら、このようなセラミックヒータを用いた面状発熱ベルト定着装置やフィルム定着装置あるいは帯電装置においては、以下のような課題がある。
【００１１】
すなわち、従来のセラミック基板に発熱体を形成したセラミックヒータでは、スクリーン印刷によりセラミック基板上に銀あるいはパラジウムペースト等の抵抗体ペーストを帯状に印刷し、これを焼成して発熱体を形成している。ところが、抵抗体ペースト材料の成分、印刷条件、焼成（温度）条件等のバラツキにより、各セラミックヒータ相互間で発熱体の平均抵抗値にバラツキが生じる。例えば、抵抗体ペースト材料の成分については、特に製造ロットが変わるとバラツキが生じる。また、スクリーン印刷時においては、帯状の発熱体のライン幅や厚さにバラツキが生じる。更に焼成時においては、焼成炉内の温度バラツキによって、焼成後の状態にバラツキが生じる。これらの結果、発熱体の平均抵抗値が例えば１５％程度ばらつくことになり、それゆえセラミックヒータを定電圧で制御すると出力電力としても１５％もばらつくことになる。従来、定着用熱源として一般的に用いられているハロゲンヒータの電力ばらつきは６％以下であることから、例えば、電力ばらつきが６％以内のものだけを選別して使用すると仮定した場合２３％が不良となり、歩留まりが悪く高コストの要因となっていた。
【００１２】
そこで、このような抵抗値ばらつきによる課題を解決するために、例えば特許文献６には、基板上で電極間に複数の発熱パターンを予め作成し、適当な数の発熱パターンをカットして、抵抗値を調整する面状発熱体が開示されている。あるいは、例えば特許文献７には、基板上の適当なひとつの発熱体を選択して導体端子に接続することにより、抵抗値を調整するヒータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２１２８９６号公報（平成１９年８月２３日公開）
【特許文献２】特開平１０−３０７４９６号公報（平成１０年１１月１７日公開）
【特許文献３】特開２００７−３０４４１４号公報（平成１９年１１月２２日公開）
【特許文献４】特開２００７−３０４４７７号公報（平成１９年１１月２２日公開）
【特許文献５】特開２００９−８９５１号公報（平成２１年１月１５日公開）
【特許文献６】特開昭５７−１０７５８３号公報（昭和５７年７月５日公開）
【特許文献７】特開平５−１８１３７６号公報（平成５年７月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献６の面状発熱体では、抵抗値を調整するために、適当な数の発熱回路をカットするため、カットされるつまり使用されない発熱回路をもともと基板に複数設ける必要がある。また、特許文献７のヒータでは、所望の抵抗値を得るために、ひとつの発熱抵抗体を選択して使用するが、所望の抵抗値ではないつまり選択されない発熱抵抗体を基板に複数設ける必要がある。このように、従来では、使用された場合には発熱用のメインの抵抗体となるが、使用されない場合もある抵抗体を絶縁基板に設けなければならない。そのため、絶縁基板のサイズが不必要に大型化してしまうといった課題がある。本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、抵抗体を設ける絶縁基板のサイズを不必要に大型化することなく、抵抗値を所望の値に調整可能なヒータ、及びこのヒータを用いた定着装置及び帯電装置、並びにこの定着装置あるいは帯電装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のヒータは、上記課題を解決するために、絶縁基板上または絶縁基板内に通電により発熱する抵抗体と前記抵抗体に給電するための給電端子部とを備えたヒータにおいて、前記抵抗体は、主抵抗体と調整用抵抗体とを備え、前記主抵抗体は、少なくとも当該ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続されるものであり、前記調整用抵抗体は、前記主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいは前記主抵抗体から任意に電気的切断が可能なものであることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によると、抵抗体は、ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続される主抵抗体とは別に、この主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいはこの主抵抗体から任意に電気的切断が可能な調整用抵抗体を備えている。よって、抵抗体の抵抗値を、主抵抗体に対する調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断を行うことで調整することができる。そのため、抵抗体の抵抗値のばらつきが所定値（許容範囲）を超えた場合は、調整用抵抗体の調整により、抵抗ばらつきを所定値以下（許容範囲内）に修正することができる。
【００１７】
ここで、従来では、使用された場合には発熱用のメインの抵抗体となるが、使用されない場合もある抵抗体を絶縁基板に設けなければならなかった。そのため、絶縁基板のサイズが不必要に大型化してしまっていた。しかし、本発明の上記構成によると、主抵抗体とは別に調整用抵抗体が設けられており、抵抗値の調整は調整用抵抗体で行われる。そして、主抵抗体は、少なくともヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続され、つまり、ヒータ使用時に主抵抗体は必ず使用される。よって、使用された場合には発熱用のメインの抵抗体となるが、使用されない場合もある抵抗体を設ける必要がなく、さらにこの抵抗体を設ける基板のスペースを確保する必要がない。よって、絶縁基板のサイズの大型化、引いてはヒータの大型化を抑制することができる。
【００１８】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記調整用抵抗体は、各々抵抗値の異なる複数の帯状抵抗体を有し、これら複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて前記主抵抗体に電気的接続あるいは前記主抵抗体から電気的切断可能に設けられていてもよい。
【００１９】
上記構成によると、各々抵抗値が異なる複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて、主抵抗体に電気的接続あるいは主抵抗体から電気的切断することができる。よって、少ない数の抵抗体（帯状抵抗体）で精度の高い抵抗調整を行うことができる。
【００２０】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記調整用抵抗体は前記主抵抗体に直列接続し、前記複数の帯状抵抗体はそれぞれが互いに並列接続して設けられていてもよい。
【００２１】
上記構成によると、それぞれが互いに並列接続して設けられた複数の帯状抵抗体から成る調整用抵抗体は、前記主抵抗体に直列接続しているため、ヒータ使用時には、複数の帯状抵抗体の少なくとも１つは主抵抗体に電気的接続されることになる。よって、常に帯状発熱体が使用されないということはなく、絶縁基板における無駄なスペースが発生しにくい構成とすることができる。
【００２２】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記複数の帯状抵抗体は、いずれも前記発熱抵抗体と同じ材料から成り、かつ、いずれも前記発熱抵抗体の断面積以上の断面積を有してもよい。
【００２３】
帯状抵抗体を発熱抵抗体と同じ材料で構成し、更に発熱抵抗体の断面積より小さい断面積の帯状抵抗体がある場合、この帯状抵抗体のみを残すように抵抗調整すると、電流密度が大きくなりすぎて帯状抵抗体が断線してしまう危険性がある。そこで、上記構成により、いずれの帯状抵抗体についても、発熱抵抗体と同等以上の断面積に設定すれば、上記のような危険を回避することができる。よって、上記構成により安全なヒータを提供することができる。
【００２４】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記絶縁基板は前記主抵抗体が形成される主発熱領域と前記調整用抵抗体が形成される従発熱領域とが分けられていてもよい。
【００２５】
上記構成によると、絶縁基板において主発熱領域と従発熱領域とが分けられていることで、従発熱領域をデットスペースに充てることができる。よって、元々使用されないデッドスペースに抵抗調整のための調整用抵抗体を設けることができる。そのため、ヒータの絶縁基板のサイズを不必要に大型化することなく、抵抗体の量産ばらつきを調整することができる。よって、ヒータの歩留まりが向上し、低コスト化が実現できる。
【００２６】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記絶縁基板を複数備え、前記主発熱領域と前記従発熱領域とが相互に入れ替わった複数の前記絶縁基板が積層されて形成されていてもよい。
【００２７】
従発熱領域に形成した調整用抵抗体を用いて抵抗調整した場合、主発熱領域と従発熱領域の発熱量の比率が変わってしまうことがある。そこで、上記構成によると、主発熱領域と従発熱領域とが相互に入れ替わった複数の絶縁基板が積層されて形成されることで、抵抗調整による発熱量の比率変化を相殺することができる。
【００２８】
本発明のヒータは、上記構成に加え、前記絶縁基板を複数備え、これら複数の絶縁基板は積層して設けられており、前記主抵抗体及び調整用抵抗体は、前記複数の絶縁基板の層間に形成されていてもよい。
【００２９】
上記構成によると、絶縁基板を複数備えこれら複数の絶縁基板は積層している、つまり、絶縁基板は層構造に形成されていると、その層間に主抵抗体及び調整用抵抗体を形成することになる。よって、これら主抵抗体及び調整用抵抗体に別途コート等することなく、絶縁基板にて容易に電気的に絶縁することができる。これにより、簡易に安全なヒータを提供することができる。
【００３０】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、上記絶縁基板には、調整用抵抗体を露出させる開口部が形成されていてもよい。
【００３１】
絶縁基板を複数備え、これら複数の絶縁基板は積層している、つまり、絶縁基板が層構造に形成されている場合、層間に形成された調整用抵抗体を接続或いは切断することが困難になる。しかし、上記構成では、調整用抵抗体を露出させる開口部が形成されているため、絶縁基板が積層構造に形成されていても、容易に抵抗調整が可能となる。
【００３２】
本発明のヒータでは、上記構成に加え、前記開口部は、前記主抵抗体に対する前記調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断が行われた後に、モールディングされてもよい。
【００３３】
調整用抵抗体の材料として銀・パラジウム等を用いた場合、高温高湿環境下でこれら金属がイオンとして溶出・還元し、短絡を起こすエレクトロケミカルマイグレーション（イオンマイグレーション）が発生することがある。しかし、上記構成によると、前記開口部をモールディングすることで、マイグレーションを抑制することができる。
【００３４】
本発明のヒータの抵抗調整方法は、上記課題を解決するために、絶縁基板上または絶縁基板内に通電により発熱する抵抗体と前記抵抗体に給電するための給電端子部とを備えたヒータの抵抗調整方法において、前記抵抗体は、主抵抗体と調整用抵抗体とを備え、前記主抵抗体は、少なくとも当該ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続されるものであり、前記調整用抵抗体は、前記主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいは前記主抵抗体から任意に電気的切断が可能なものであり、前記ヒータの抵抗値を測定する測定ステップと、前記測定した抵抗値に基づいて、前記主抵抗体に対する前記調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断を行うことにより、前記ヒータの抵抗値が設定値に近づくよう調整する調整ステップと、含むことを特徴としている。
【００３５】
上記方法によると、本発明のヒータと同様の効果を奏し、ヒータが有する抵抗体の抵抗値を容易に所望の値に調整することができる。
【００３６】
本発明のヒータの抵抗調整方法では、上記方法に加え、前記調整用抵抗体は、各々抵抗値の異なる複数の帯状抵抗体を有し、前記調整ステップでは、前記複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて、前記主抵抗体に電気的接続あるいは前記主抵抗体から電気的切断してもよい。
【００３７】
上記方法によると、各々抵抗値が異なる複数の帯状抵抗体の任意の組み合わせにて、主抵抗体に電気的接続あるいは発熱抵抗体から電気的切断することで、少ない数の抵抗体（帯状抵抗体）で、精度の高い抵抗調整を行うことができる。
【００３８】
本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、定着ニップ部と、加熱手段とを有し、前記定着ニップ部に記録材を通過させ、当該記録材上の未定着画像を前記加熱手段からの熱により熱圧着することで定着させる定着装置であって、前記加熱手段は、本発明のいずれかのヒータを有する加熱部材と、前記ヒータの前記発熱抵抗体に電圧を印加する加熱用電源とを備えたことを特徴としている。
【００３９】
上記構成によると、本発明のヒータを定着装置に適用することができる。よって、抵抗体を設ける基板のサイズを不必要に大型化することなく、抵抗値を所望の値に調整可能なヒータを備えた定着装置を提供することができる。
【００４０】
本発明の定着装置では、上記構成に加え、前記ヒータは、前記絶縁基板を複数備え、かつ、前記ニップ部での所定サイズの記録材の通過領域に対応する第１絶縁基板における領域である第１主発熱領域に前記主抵抗体が設けられ、かつ、当該第１主発熱領域以外の第１絶縁基板における領域に前記調整用抵抗体が設けられた第１ヒータと、
前記ニップ部での前記所定サイズの記録材の通過しない領域に対応する第２絶縁基板における第２主発熱領域に、前記主抵抗体が設けられ、かつ、当該第２発熱領域以外の第２絶縁基板における領域に前記調整用抵抗体が設けられた第２ヒータと、を備えていてもよい。
【００４１】
上記構成によると、定着ニップ部を通過する記録材のサイズに応じて第１発熱領域及び第２発熱領域を設ければ、未定着画像に供給する熱量を効率よく制御することができる。ここで、第１絶縁基板において第１主発熱領域は、定着装置が備えられた画像形成装置において最も多く使用されると想定される記録材（以下汎用紙とする）の定着ニップ部における通過領域に対応する領域であることが好ましい。なぜなら、この汎用紙が通過する領域を第１ヒータにて効率よく加熱することができるからである。さらに、この汎用紙より大きなサイズの記録材については、第１ヒータと第２ヒータとにより加熱することができる。もちろん、第１主発熱領域の設けられる領域はこれに限定されない。
【００４２】
このように、上記構成の本発明の定着装置では、未定着画像を効率よく加熱し定着させることができる。
【００４３】
本発明の定着装置は、上記構成に加え、前記記録材における未定着画像が担持される面に、外周面において接触し、回転可能に設けられた無端状のベルト部材である定着ベルトと、前記記録材における未定着画像が担持される面の反対面と接触し、回転可能に設けられた加圧部材とを備え、前記定着ベルトと前記加圧部材との間に前記ニップ部が形成され、前記加熱部材は、前記定着ベルトの内周面に接して、前記定着ベルトを介して前記未定着画像を加熱するよう設けられていてもよい。
【００４４】
上記構成によると、加熱部材は、定着ベルトに接触して加熱し、定着ベルトを介して未定着画像を加熱するので、熱容量が大きいローラ状の定着ローラを内部に配置される熱源によって間接的に加熱する場合に比べて、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００４５】
本発明の定着装置は、上記構成に加え、前記定着ベルトの内周面に接触して設けられる定着部材を備え、前記加圧部材は、前記定着ベルトを介して前記定着部材に圧接して設置され、前記定着ニップ部は、前記定着ベルトを介して前記定着部材と上記加圧部材とが圧接される領域として設けられていてもよい。
【００４６】
上記構成によると、記録材上の未定着画像は、定着ベルトを介して定着部材と加圧部材とが圧接された領域を通過するときに定着される。そのため、記録材上の未定着画像は、定着ベルトを介して加熱部材によって加熱されるとともに、定着部材と加圧部材との間に発生する圧接力によって加圧されるので、安定した定着性能を確保することができる。
【００４７】
本発明の定着装置では、上記構成に加え、前記加圧部材は、前記加熱部材に対して前記定着ベルトを介して圧接するよう設けられ、前記定着ニップ部は、前記定着ベルトを介して前記加熱部材と前記加圧部材とが圧接される領域として設けられていてもよい。
【００４８】
上記構成によると、記録材上の未定着画像は、定着ニップ部である定着ベルトを介して加熱部材と加圧部材とが圧接される領域を通過するときに定着される。そのため、記録材上の未定着画像は、定着ベルトを介して加熱部材によって加熱されるとともに、加熱部材と加圧部材との間に発生する圧接力によって加圧される。よって、安定した定着性能を確保することができる。また、加熱部材と加圧部材とが定着ベルトを介して互いに圧接するように構成することで、加圧部材と圧接する定着部材などの他の部材を設けなくても、記録材上のトナー像に圧接力を付与することができ、定着装置の構成を簡略化することができる。
【００４９】
本発明の定着装置は、上記構成に加え、回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材と、内周面が前記加熱部材と接触し、かつ外周面が前記定着部材と接触して回転可能に設けられる無端状のベルト部材である加熱ベルトとを備え、前記定着ニップ部は、前記定着部材と前記加圧部材とが圧接される領域として設けられていてもよい。
【００５０】
上記構成によると、記録材上の未定着画像は、定着ニップ部である定着部材と加圧部材とが圧接される領域を通過するときに定着される。このとき、記録材上の未定着画像は、内周面が加熱部材と接触し、かつ外周面が定着部材と接触して回転可能に設けられる無端状のベルト部材である加熱ベルトを介して、加熱部材から加熱を受けるとともに、定着部材と加圧部材との間に発生する圧接力によって加圧されるので、安定した定着性能を確保することができる。
【００５１】
前記加熱用電源は、前記ヒータの前記発熱抵抗体に印加する電圧値を可変に制御されてもよい。
【００５２】
抵抗体（ヒータ全体）の抵抗値のばらつきが大きすぎると、調整用抵抗体による調整だけでは所望の抵抗値に合わせ切れない場合がある。そこで、上記構成により、加熱電源が、印加する電圧値を可変に制御されていると、調整用抵抗体で抵抗値を合わせ切れなかった場合に電源からの印加電圧を調整することで、所望の抵抗値を得ることができ、よって所定の電力を得ることができる。そのため、本発明の定着装置は、所望の電力で安定した定着を行える。
【００５３】
本発明の帯電装置は、上記課題を解決するために、沿面放電により被帯電物を帯電させる帯電装置であって、本発明のいずれかのヒータと、絶縁体を挟んで対向して設けられた放電電極及び誘導電極と、前記放電電極と前記誘導電極との間に電圧を印加する放電用電源と、前記ヒータの前記抵抗体に電圧を印加する加熱用電源と、を含むことを特徴としている。
【００５４】
上記構成によると、本発明のヒータを帯電装置に適用することができる。ヒータの抵抗体を設ける絶縁基板のサイズを不必要に大型化することなく、抵抗値を所望の値に調整可能なヒータを備えた帯電装置を提供することができる。また、ヒータを用いることで、吸湿による帯電性能の低下を抑制でき、帯電性能を向上させることができる。
【００５５】
本発明の帯電装置では、上記構成に加え、前記誘導電極と前記ヒータの前記主抵抗体とは兼用して設けられており、前記絶縁基板において前記放電電極と対向する領域以外の領域に、前記調整用抵抗体が備えられていてもよい。
【００５６】
上記構成によると、前記誘導電極と前記ヒータの前記主抵抗体とは兼用して設けられていることで、帯電装置のコストとサイズとを低下させることができる。また、記放電電極と対向する領域以外の領域、つまり、主抵抗体（誘導電極と兼用）が形成されない領域に、調整用抵抗体が備えられているため、絶縁基板における使用されないデットスペースを有効に活用できる。
【００５７】
本発明の帯電装置では、上記構成に加え、前記加熱用電源は、前記ヒータの前記発熱抵抗体に印加する電圧値を可変に制御されてもよい。
【００５８】
抵抗体（ヒータ全体）の抵抗値のばらつきが大きすぎると、調整用抵抗体による調整だけでは所望の抵抗値に合わせ切れない場合がある。そこで、上記構成により、加熱電源が、印加する電圧値を可変に制御されていると、調整用抵抗体で抵抗値を合わせ切れなかった場合に電源からの印加電圧を調整することで、所望の抵抗値を得ることができ、よって所定の電力を得ることができる。そのため、本発明の帯電装置は、所望の電力で安定した帯電を行える。
【００５９】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、本発明のいずれかの定着装置、または、本発明のいずれかの帯電装置の少なくとも一方を備えたことを特徴としている。この構成により、抵抗体を設ける絶縁基板のサイズを不必要に大型化することなく、抵抗値を所望の値に調整可能なヒータを備えた定着装置または帯電装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明に係るヒータは、以上のように、前記抵抗体は、主抵抗体と調整用抵抗体とを備え、前記主抵抗体は、少なくとも当該ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続されるものであり、前記調整用抵抗体は、前記主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいは前記主抵抗体から任意に電気的切断が可能なものであることを特徴としている。
【００６１】
上記構成によると、抵抗体は、ヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続される主抵抗体とは別に、この主抵抗体に任意に電気的接続が可能あるいはこの主抵抗体から任意に電気的切断が可能な調整用抵抗体を備えている。よって、抵抗体の抵抗値を、主抵抗体に対する調整用抵抗体の電気的接続あるいは電気的切断を行うことで調整することができる。そのため、抵抗体の抵抗値のばらつきが所定値（許容範囲）を超えた場合は、調整用抵抗体の調整により、抵抗ばらつきを所定値以下（許容範囲内）に修正することができる。
【００６２】
このように本発明の上記構成によると、主抵抗体とは別に調整用抵抗体が設けられており、抵抗値の調整は調整用抵抗体で行われる。そして、主抵抗体は、少なくともヒータ使用時に前記給電端子部と電気的接続され、つまり、ヒータ使用時に主抵抗体は必ず使用される。よって、使用された場合には発熱用のメインの抵抗体となるが、使用されない場合もある抵抗体を設ける必要がなく、さらにこの抵抗体を設ける基板のスペースを確保する必要がない。よって、絶縁基板のサイズの大型化、引いてはヒータの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態のヒータの構成を示す表面図である。
【図２】本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態の定着装置の構成を示す断面図である。
【図４】上記定着装置の加熱部材が形成されている部位の断面構成を示す拡大図である。
【図５】上記本発明の一実施形態のヒータの断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の定着装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態の定着装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の帯電装置の構成を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、上記帯電装置が有するイオン発生素子の構成を示す表面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施形態のヒータの構成を示す表面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図面に基づいて説明する。以下、本発明に係るヒータ、本発明に係る定着装置、本発明に係る画像形成装置についての一実施形態を、具体的に説明する。
【００６５】
（画像形成装置）
まず、本実施形態の画像形成装置の構成について説明する。図２は、本実施形態のヒータを備えた定着装置を備えた画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、いわゆるタンデム式で、かつ、中間転写方式のプリンタであり、フルカラー画像を形成できるカラー複合機である。本実施形態では、本発明に係る画像形成装置をカラー複合機／複写機及びカラープリンタに適用することを主体として説明するが、本発明に係る画像形成装置は、モノクロ複合機／複写機及びモノクロプリンタに対しても適用することが可能である。
【００６６】
画像形成装置１００は、図２に示すように、光学系ユニットＥ、４組の可視画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルト１１、二次転写ユニット１４、定着装置（定着ユニット）１５、内部給紙ユニット１６及び手差し給紙ユニット１７を備えている。
【００６７】
可視画像形成ユニットｐａでは、像担持体となる感光体１０１ａの周囲に、帯電装置１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａが配置している。そして、一次転写ユニット１３ａが中間転写ベルト１１を介して配置している。他の３組の可視画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも可視画像形成ユニットｐａと同様の構成であり、同じ構成部材には、同じ数字の部材番号と、各可視画像形成ユニットに対応した英字（ｂ，ｃ，ｄ）とを付すものとする。可視画像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄには、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色トナーが収容されている。
【００６８】
光学系ユニットＥは光源４からのビームが４つの感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに届くように配置されている。光学系ユニットＥには、それぞれ画像データにおける黄色成分、マゼンタ成分、シアン成分及び黒色成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。そして、この入力された画像信号に基づいて、光源４から各ビームが出射され、ミラー８にて折り返されて、帯電された感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを露光し、静電潜像を生成する。
【００６９】
中間転写ベルト１１はテンションローラ１１ａ、１１ｂによりたわむことなく配置される。また、中間転写ベルト１１のテンションローラ１１ｂ側に、中間転写ベルト上の残トナーを回収する廃トナーＢＯＸ１２、テンションローラ１１ａ側に二次転写ユニット１４が、それぞれ中間転写ベルト１１に当接して配置されている。
【００７０】
定着装置１５は、定着ローラ３０と加圧ローラ３１とを備え、これらは図示しない加圧手段により所定の圧力で圧接され、二次転写ユニット１４の下流に配置されている。本実施形態では、面状発熱ベルト定着方式の定着装置１５を備えており、詳細については後述する。
【００７１】
画像形成装置１００における画像形成の工程は以下のようになる。感光体１０１ａ表面を帯電装置１０３ａで一様に帯電した後、光学系ユニットＥにより感光体１０１ａ表面を画像情報に応じてレーザー露光し、静電潜像を形成する。本実施携帯の帯電装置１０３ａとしては、感光体１０１ａ表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式を採用している。その後、現像ユニット１０２ａにより感光体１０１ａ上の静電潜像に対しトナー画像を現像し、この顕像化されたトナー画像をトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された一次転写ユニット１３ａにより中間転写ベルト１１上に転写する。
【００７２】
他の３組の可視画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも同様に動作し、順次中間転写ベルト１１上にトナー画像を転写する。中間転写ベルト１１上のトナー画像は二次転写ユニット１４の直前で転写前帯電装置２１によって帯電された後、中間転写ベルト１１上のトナー画像は二次転写ユニット１４まで搬送される。そして、別途、内部給紙ユニット１６の給紙ローラ１６ａ、または手差し給紙ユニット１７の給紙ローラ１７ａから給紙された記録紙は搬送ローラｒ、１９によって搬送され、二次転写ユニット１４にてトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されて、トナー画像が転写される。記録紙Ｐ上のトナー画像は定着装置１５に搬送され、定着装置１５を通過するときに十分に加熱・加圧されて記録紙上に融着する。そして、定着装置１５によってトナー画像の定着処理が行われた後の記録紙は、搬送ローラ１８ａにて画像形成装置１００の外部に排出される。これにより、画像形成処理が終了する。
【００７３】
（定着装置）
次に、本実施形態の定着装置である定着装置１５の構成について図３及び４を用いて説明する。図３は定着装置の構成を示す断面図、図４は加熱手段の構成を示す断面図である。
【００７４】
図３に示すように、定着装置１５は、定着ローラ（定着部材）３０と、加圧ローラ（加圧部材）３１と、無端状の定着ベルト３２と、定着ベルトを懸架し加熱するための加熱部材３３と、加圧ローラ３１を加熱するための熱源であるヒータランプ３４と、定着ベルト３２及び加圧ローラ３１の各々の温度を検出する温度検出手段を構成する温度センサとして、サーミスタ３５Ａ，Ｂ，Ｃとを備えている。
【００７５】
定着装置１５は、記録紙Ｐの表面に形成された未定着のトナー画像（トナーＴ）を、熱及び圧力によって記録紙Ｐ上に定着させるものである。本実施形態の定着装置１５は、定着ベルト３２が直接記録紙Ｐ上のトナー像を加熱し、加熱部材３３が定着ニップ部Ｎには配置されていない定着方式である、面状発熱ベルト定着方式の定着装置である。未定着のトナー画像は、例えば、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、磁性現像剤（磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナー及びキャリア）に含まれるトナー等のトナーＴによって形成される。
【００７６】
定着ローラ３０及び加圧ローラ３１は、所定の荷重（例えば、本実施形態では３９２Ｎ）で互いに圧接されて、両ローラ間に、定着ローラ３０と加圧ローラ３１とが互いに当接する部分である定着ニップ部Ｎを形成している。なお、本実施形態では、ニップ幅（定着ニップ部Ｎの記録紙搬送方向の幅）を７．５ｍｍとしているが、この数値に限定されない。この定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像を形成した記録紙Ｐを搬送し、定着ニップ部Ｎを通過させることで、トナー画像が加熱溶融されて記録紙Ｐにトナー画像が定着される。記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過するときには、定着ベルト３２は記録紙Ｐのトナー画像形成面に当接する一方、加圧ローラ３１は記録紙Ｐにおけるトナー画像形成面とは反対側の面に当接する。
【００７７】
定着ローラ３０は、定着ベルト３２を介して、加圧ローラ３１に圧接することで定着ニップ部Ｎを形成すると同時に、定着ベルト３２の外周面との摩擦抵抗によって回転駆動することにより定着ベルト３２を搬送する。定着ローラ３０としては、例えば、内側から順に芯金３０ａ、弾性層３０ｂが形成された２層構造のものを用いることができる。芯金３０ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層３０ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有し、弾性変形可能なゴム材料が適している。なお、本実施形態では、定着ローラ３０の直径は３０ｍｍであり、芯金３０ａに直径１５ｍｍの中空あるいは中実のステンレス鋼、弾性層３０ｂに厚さ７．５ｍｍのシリコンスポンジゴムを用いる。ただしこれらの数値に限定されない。
【００７８】
加圧ローラ３１には、例えば、内側から順に芯金３１ａ、弾性層３１ｂ、離型層３１ｃが形成された３層構造のものを用いることができる。芯金３１ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層３１ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有し、弾性変形可能なゴム材料が用いられる。また、離型層３１ｃには、ＰＦＡ（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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が適している。なお、本実施形態では、加圧ローラ３１の直径は３０ｍｍであり、芯金３１ａに直径２８ｍｍで肉厚１ｍｍの鉄合金（ＳＴＫＭ）、弾性層３１ｂに厚さ１ｍｍのシリコンソリッドゴム、離型層３１ｃに厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いている。
【００７９】
また、加圧ローラ３１の内部には、加圧ローラ３１を内部から加熱するヒータランプ３４が配置されている。制御手段（図示せず）が電源回路（図示せず）からヒータランプ３４に電力を供給（通電）させることにより、ヒータランプ３４が発光し、ヒータランプ３４から赤外線が放射される。これにより、加圧ローラ３１の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ３１全体が加熱される。なお、本実施形態では、定格電力４００Ｗのヒータランプ３４を使用している。また、加圧ローラ３１の内面は、前記ヒータランプ３４が放射する赤外線を吸収しやすくする為に、赤外線の波長域に良好な吸収特性を有する耐熱黒色塗装を施してもよい。
【００８０】
定着ベルト３２は、加熱部材３３が発生する熱によって所定の温度に加熱され、定着ニップ部Ｎを通過する未定着トナー画像が形成された記録紙Ｐを加熱するためのものである。本実施形態では、定着ベルト３２は、直径４５ｍｍであり、加熱部材３３と定着ローラ３０とによって懸架され、定着ローラ３０に所定の角度θ１で巻きかかっている。この角度θ１は、定着ベルト３２が定着ローラ３０と接触している部分の角度であり、定着ベルト３２が定着ローラ３０の表面から離れる両ポイントそれぞれに、定着ローラ３０の回転中心より延ばした２本の線分の成す角度である。本実施形態では、θ１＝１８５°である。
【００８１】
定着ベルト３２は、定着ローラ３０の回転時には、定着ローラ３０に従動して回転するようになっている。定着ベルト３２としては、例えば、特に図示してはいないが、ポリイミド、ポリアミド、及びアラミド樹脂等の耐熱樹脂或いはステンレスやニッケル等の圧延や電鋳によって製作された金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、弾性層として耐熱性及び弾性に優れたエラストマー材料（例えばシリコンゴム）が形成される。さらにその表面に離型層として耐熱性及び離型性に優れた樹脂材料（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成される。このような３層構成のものを用いることができる。弾性層及び離型層は、定着ベルト３２の外周側に形成される。なお、基材にポリイミド等の耐熱樹脂を用いる場合、フッ素樹脂を内添してもよい。内添することで、加熱部材３３との摩擦抵抗をさらに低減することができる。なお、本実施例の定着ベルト３２は、基材に厚さ５０μｍのポリイミド、弾性層に厚さ１５０μｍのシリコンゴム、離型層に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いている。離型層は、ＰＦＡチューブだけでなく、ＰＦＡやＰＴＦＥなどをコーティングしてもよい。
【００８２】
加熱部材３３は、定着ベルト３２と接して、定着ベルト３２を所定の温度に加熱するものである。図４に示すように、加熱部材３３には、加熱部材３３に所定の電力を供給する電源５３が接続されている。加熱部材３３及び電源５３から加熱手段が構成される。
【００８３】
加熱部材３３は、保持部材４０、ヒータ４１、断熱シート５０、及び押え部材５１から成る。保持部材４０は円弧状の断面形状からなり、保持部材４０の定着ベルト３２と接する面とは反対面にヒータ４１が形成されている。このヒータ４１の構成についての詳細は後述する。本実施形態では、保持部材４０はヒータ４１で発生した熱を定着ベルト３２に効率よく伝達させるために、熱伝導率に優れるアルミ合金が用いられている。また、定着ベルト３２との接触幅（加熱ニップ部Ｍの幅、加熱ニップ幅）は１７ｍｍに設定されている。また、保持部材４０の定着ベルト３２と摺動する面には、定着ベルトの摺動性を向上させるためにコート層４０ａが形成されている。本実施形態ではコート層４０ａは、厚さ２０μｍのＰＴＦＥコートとする。
【００８４】
ヒータ４１は、保持部材４０の定着ベルト３２と接する面とは反対面に、断熱シート５０を介して押え部材５１によって加圧されることで固定されている。本実施形態では、押え部材は厚さ１ｍｍのステンレス材からなり、たわみに対する強度を確保するため、図４に示すように断面がコの字形状をしている。断熱シート５０は、ヒータ４１で発生した熱が押え部材５１に極力逃げないようにするためのものである。断熱シート５０は、本実施形態では、厚さ１ｍｍのフッ素ゴムから成る。
【００８５】
（ヒータの構造）
次に、本実施形態のヒータであるヒータ４１の構成について図１及び５を用いて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ヒータ４１を構成するベース基板４１ａ、サブヒータ基板４１ｂ、メインヒータ基板４１ｃ、及び保護基板４１ｄの正面図である。図５はヒータ４１の断面構成図である。なお、図１（ｄ）に示す保護基板及び図１（ａ）メインヒータ基板は図５の矢印Ｂ方向から見た図、図１（ｂ）に示すサブヒータ基板及び図１（ａ）に示すベース基板は図５の矢印Ａ方向から見た図である。なお、ここでは保持部材４０に接触する基板はベース基板４１ａである。
【００８６】
本実施形態では、ヒータ４１は、定着装置１５に用いるものとして説明し、各基板が積層された構造とするが、本発明のヒータは、サブヒータ基板４１ｂあるいはメインヒータ基板４１ｃのみのような構成であってもよく、つまり、基板が積層構造になっていなくてもよい。
【００８７】
ヒータ４１は、本実施形態では、セラミック材料から成る基礎基板（絶縁基板）に抵抗体が形成された長尺板状のセラミックヒータであり、ヒータ４１のサイズ（幅Ｗ、長さＬ、厚さＨ）は、Ｗ＝１２．３ｍｍ、Ｌ＝３６０ｍｍ、Ｈ＝０．８ｍｍとなっている。
【００８８】
図１及び５に示すように、ヒータ４１は、保護基板４１ｄ、メインヒータ基板４１ｃ、サブヒータ基板４１ｂ、ベース基板４１ａの４つがこの順番で積層されて貼り合わせた平板状に形成される。これら各基板のベースとなる基礎基板４２ａ〜４２ｄを構成するセラミック材料としては、純度の高いアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト及びステアタイト、ガラスとアルミナの複合材料である低温同時焼結セラミックス（Low Temperature Co-fired Ceramic：ＬＴＣＣ）などのセラミック材料を使用することができる。また、各基板の厚さはいずれも０．２ｍｍであり、ヒータ４１としてのトータルの厚さは０．８ｍｍである。
【００８９】
図１（ｃ）に示すように、メインヒータ基板４１ｃの主発熱体（主抵抗体）４９は基礎基板４２ｃの長手方向（ヒータ４１の長手方向と同じ）における中央部を発熱させるための抵抗体である。図１（ｃ）に示すようにその発熱領域（主発熱領域Ｅ）は、本実施形態では幅２００ｍｍで、基礎基板（絶縁基板）４２ｃの表面に基礎基板４２ｃと一体化して形成される。主発熱体４９を構成する材料としては、例えば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。ただし、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、主発熱体４９は銀パラジウムから成る材料で構成される。本実施形態の主発熱体４９の形状は、線幅が０．７９ｍｍであり、発熱領域で４回Ｕターンすることで平行した５本の帯状発熱体が形成された形となっている。また、メインヒータ基板４１ｃの両端部の非発熱領域（従発熱領域Ｄ，Ｆ）には調整用抵抗体４８が形成される。調整用抵抗体４８は、各々線幅の異なる４本の帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄが並列回路を構成するように並行に形成され、その一端は主発熱体４９に、また他端は後述の給電端子部４７ｃに接続されている。左右の調整用抵抗体４８は、本実施形態では全く同じ形状・仕様であり、帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄの線幅は、表１に示す通りである。なお、表１では、帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄは、簡略して抵抗体Ａ〜Ｄと記載している。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
調整用抵抗体４８を構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。ただし、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、調整用抵抗体４８は主発熱体４９と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。
【００９２】
さらにメインヒータ基板４１ｃの両端部には給電端子部４７ｃが形成されている。給電端子部４７ｃを構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。本実施形態では、給電端子部４７ｃは主発熱体４９と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。
【００９３】
サブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６は基礎基板（絶縁基板）４２ｂの長手方向（ヒータ４１の長手方向と同じ）における両端部を発熱させるためのものであり、図５に示すようにその発熱領域（主発熱領域Ａ，Ｃ）は、本実施形態では左右各６０ｍｍで、基礎基板４２ｂの表面に基礎基板４２ｂと一体化して形成される。サブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６を構成する材料としては、メインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９と同様に、例えばタングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスのように導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができる。ただし、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、サブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６はメインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。サブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６の形状は、本実施形態では、線幅が０．４４ｍｍであり、発熱領域で６回Ｕターンすることで平行した７本の帯状発熱体が形成された形となっている。
【００９４】
また、サブヒータ基板４１ｂの中央部の非発熱領域（従発熱領域Ｂ）には調整用抵抗体４５が形成される。調整用抵抗体４５は、各々線幅の異なる４本の帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄが並列回路を構成するように並行に形成され、その一端は左側の主発熱体４６に、また他端は右側の主発熱体４６に接続されている。帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄの線幅は、表１に示す通りである。なお、表１では、帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄは、簡略して抵抗体Ａ〜Ｄと記載している。
【００９５】
調整用抵抗体４５を構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。ただし、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、調整用抵抗体４５は主発熱体４６と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。さらにサブヒータ基板４１ｂの両端部には給電端子部４７ｂが形成され、主発熱体４６と接続されている。給電端子部４７ｂを構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。本実施形態では、給電端子部４７ｂは主発熱体４６と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。
【００９６】
保護基板４１ｄ及びベース基板４１ａには、４種類の基板を積層した場合にメインヒータ基板４１ｃ及びサブヒータ基板４１ｂの給電部が露出するよう給電用開口部（給電用キャビティ）が設けられている。また、メインヒータ基板４１ｃ及びサブヒータ基板４１ｂの調整用抗体も露出するようにトリミング用開口部（トリミング用キャビティ）が設けられている。つまり、保護基板４１ｄは、基礎基板４２ｄに給電用開口部４３ｄとトリミング用開口部４４ｄとが設けられた構成である。同様に、ベース基板４１ａは、基礎基板４２ａに給電用開口部４３ａとトリミング用開口部４４ａとが設けられた構成である。
【００９７】
（ヒータの製造方法）
次にヒータ４１の製造方法について、以下に説明する。ヒータの製造に際しては、最初に、本実施形態では、基礎基板４２ａ〜４２ｄとして、厚さ０．２ｍｍのＬＴＣＣから成るグリーンシートを、例えば幅４００ｍｍ×長さ４００ｍｍに切断する。そして、このグリーンシート（基礎基板４２ａ〜４２ｄ）を用いて、厚さ０．２ｍｍの４種類の基板（保護基板４１ｄ、メインヒータ基板４１ｃ、サブヒータ基板４１ｂ、ベース基板４１a）を各々作成していく。具体的には、メインヒータ基板４１ｃの場合は、銀パラジウムを主成分とする主発熱体４９、調整用抵抗体４８、並びに給電端子部４７ｃをグリーンシートの上面にスクリーン印刷で形成し、主発熱体４９、調整用抵抗体４８、並びに給電端子部４７ｃをグリーンシートと一体化させる。
【００９８】
同じくサブヒータ基板４１ｂの場合は、銀パラジウムを主成分とする主発熱体４６、調整用抵抗体４５、並びに給電端子部４７ｂをグリーンシートの上面にスクリーン印刷で形成し、主発熱体４６、調整用抵抗体４５、並びに給電端子部４７ｂをグリーンシートと一体化させる。その後、打ち抜き型を用いて、保護基板用グリーンシート（基礎基板４２ｄ）及びベース基板用グリーンシート（基礎基板４２ａ）の各々所定の位置に給電用開口部及びトリミング用開口部を形成する。ヒータ４１の最終サイズは上述のように１２．３ｍｍ×３６０ｍｍ×０．８ｍｍであり、１枚のグリーンシート（４００ｍｍ×４００ｍｍ）の中に複数のヒータが形成されることになる。なお、本実施形態のサイズとすると、１枚のグリーンシートから９個のセラミック発熱体が得られる。
【００９９】
次に、上記４種類のグリーンシートを位置合わせし、下から保護基板４１ｄ、メインヒータ基板４１ｃ、サブヒータ基板４１ｂ、ベース基板４１ａの順番で重ね合わせた後、プレスジグを用いて圧着（温水等方圧プレス：ＷＩＰ）を行う。
【０１００】
次に、積層されたグリーンシートに対し、複数のセラミック発熱体の外形に合わせた金型により、所定の大きさ（１２．３ｍｍ×３６０ｍｍ）に切断する。その後これらを加熱炉に入れて、非酸化性雰囲気下で８００〜９００℃で焼成する。このようにして、４種類の基板が積層されたヒータを作成することができる。
【０１０１】
（定着制御方法）
次に本実施形態の定着装置１５の制御方法について、図３及び４を用いて詳細に説明する。図４に示すように、ヒータ４１を加熱するための電源５３はメイン用及びサブ用の２つの電圧可変電源５３ａ，５３ｂからなり、ヒータ４１の両端部に形成された給電用開口部を通じて、メインヒータ基板４１ｃの給電端子部４７ｃにはメイン用の電圧可変電源５３ａ、サブヒータ基板４１ｂの給電端子部４７ｂにはサブ用の電圧可変電源５３ｂがそれぞれ接続され、メインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９と調整用抵抗体４８、及びサブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６と調整用抵抗体４５に対し、独立に所定の電力が供給されるよう構成されている。なお、本実施形態におけるヒータ４１の定格出力は、メインヒータ基板７５０Ｗ、サブヒータ基板４５０Ｗのトータル１，２００Ｗであり、２つの電圧可変電源５３ａ，５３ｂによりヒー４１タに最大１，２００Ｗが供給されてヒータ４１が発熱する。そして、ヒータ４１で発生した熱エネルギーは保持部材４０を介して定着ベルト３２に伝達する。
【０１０２】
定着ベルト３２の周面には温度検知手段としてのサーミスタ３５Ａ，Ｂ、加圧ローラ３１の周面にはサーミスタ３５Ｃが各々配設されており、それぞれの表面温度を検出するようになっている。なお、定着装置１５の長手方向の位置に関して、サーミスタ３５Ａはメインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９の発熱領域、サーミスタ３５Ｂはサブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６の発熱領域、サーミスタ３５Ｃは中央部に配置されている。そして、各サーミスタ３５Ａ，Ｂ，Ｃにより検出された温度データに基づいて、温度制御手段としての制御回路（図示せず）が定着ベルト３２、加圧ローラ３１の表面温度を所定の温度にするように、ヒータ４１のメインヒータ基板４１ｃ、サブヒータ基板４１ｂ及びヒータランプ３４への供給電力（通電）を制御する。尚、本実施形態ではサーミスタ３５Ａ，Ｂは非接触式、サーミスタ３５Ｃは接触式サーミスタを用いている。
【０１０３】
ここで、本実施形態では、メインヒータ基板４１ｃの主発熱領域Ｅ及びサブヒータ基板４１ｂの従発熱領域ＢがＡ４サイズの横幅に合わせたサイズ（２００ｍｍ）に形成されているので、上記のような制御を行うことで、次のように、適切に加熱することができる。例えば、Ａ３縦送りやＡ４横送りなどの幅広の用紙を通紙した場合は、メインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９及びサブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６の両方を駆動し、幅広の用紙の通紙領域を全て加熱するようにする。また、Ａ４縦送りやＢ５縦送りなどの幅狭の用紙を通紙する場合は、メインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９のみを駆動させることで、メインヒータ基板４１ｃの主発熱領域Ｅが加熱され、従発熱領域Ｄ，Ｆはほとんど加熱されない。よって非通紙部（従発熱領域Ｄ，Ｆ）の異常昇温が抑制される。
【０１０４】
（ヒータの抵抗調整方法）
次に本実施形態のヒータ４１の抵抗調整方法について、表１〜５を用いて詳細に説明する。なお、以下では具体的な数値を用いた例について説明するが、本発明は以下の数値に限定されない。
【０１０５】
上記の表１は、メインヒータ基板４１ｃ及びサブヒータ基板４１ｂの主発熱体並びに帯状抵抗体の仕様をまとめた表である。表１に示すようにメインヒータ基板では定格電力７５０Ｗ、サブヒータは定格電力４５０Ｗであり、許容される電力のばらつき幅としてはいずれも０％〜−６％である。また、メインヒータ基板４１ｃの帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄ（表では、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと記載）、及びは、サブヒータ基板４１ｂの帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄ（表１では、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）それぞれ異なるライン幅とすることで、異なる抵抗値を持つよう設定している。なお、表１に示したように最もライン幅の狭い抵抗体Ｄ（帯状抵抗体４８Ｄ及び帯状抵抗体４５Ｄ）においても、主発熱体のライン幅と同等以上となるよう設計している。例えば、メインヒータ基板４１ｃであれば主発熱体４９の幅が０．７９ｍｍに対し抵抗体Ｄ（帯状抵抗体４８Ｄ）の幅は０．８０ｍｍ、サブヒータ基板４１ｂであれば主発熱体４６の幅が０．４４ｍｍに対し抵抗体Ｄ（帯状抵抗体４５Ｄ）の幅は０．４５ｍｍ）としている。
【０１０６】
メインヒータ基板４１ｃの４種類の帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄ（抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対して、保護基板４１ｄのトリミング用開口部４４ｄにより露出した部分を任意の抵抗体の組み合わせでレーザートリミングにより抵抗体のパターンを切断することでメインヒータ基板４１ｃのトータル抵抗の調整を行う。同様にサブヒータ基板４１ｂの４種類の帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄ（抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対して、ベース基板４１ａのトリミング用開口部４４ａにより露出した部分を任意の抵抗体の組み合わせでレーザートリミングにより抵抗体のパターンを切断することでサブヒータ基板４１ｂのトータル抵抗の調整を行う。
【０１０７】
なお、レーザートリミングによるトリミング幅としては本実施例の場合１ｍｍである。この数値であると、銀のマイグレーションが効果的に防ぐことができる。なお、本実施形態では、帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄ，４８Ａ〜４８Ｄをレーザートリミングで切断することでヒータの抵抗値を調整する方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば帯状抵抗体を機械的な加工で切断してもよい。
【０１０８】
次に示す表２は、本実施形態のメインヒータ基板４１ｃにおける４種類の帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄ（表２では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）による抵抗調整パターンを示した表である。また、表３は、本実施形態のサブヒータ基板４１ｂにおける４種類の帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄ（表３では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）による抵抗調整パターンを示した表である。
【０１０９】
【表２】
0005474440.tif 000003
【０１１０】
（表２において♯♯♯♯♯♯で表している欄はトリミングした抵抗体であることを示す。表３，４，５においても同様である。）
【０１１１】
【表３】
0005474440.tif 000004
【０１１２】
メインヒータ基板４１ｃにおいて、４種類の帯状抵抗体は各々抵抗値が異なることから、メインヒータ基板４１ｃ全体として調整された抵抗値のパターンとしては表２に示すように計１５パターンを実現することができる。同様に、サブヒータ基板４１ｂにおいては、全体として調整された抵抗値のパターンとしては表３に示すように計１５パターンを実現することができる。
【０１１３】
よって、メインヒータ基板４１ｃ及びサブヒータ基板４１ｂどちらにおいても、最大４７２．５％抵抗値を変動させることができる。本実施形態では、このように少ない帯状抵抗体の数でより多くの抵抗調整パターンが実現できることから、メインヒータ基板４１ｃ、サブヒータ基板４１ｂ、引いてはヒータ４１を不必要に大型化することなく、精度の高い抵抗値の調整が可能となる。
【０１１４】
なお、メインヒータ基板４１ｃでは、帯状発熱体４８Ａ〜４８Ｄが基板の長手方向の両端の領域に設けられているため、それぞれの領域で異なる帯状抵抗体を残すことも可能である。この場合、さらに異なる合成抵抗の値を増やすことができる。このように、複数の領域に帯状抵抗体が設けられている場合、残す帯状抵抗体を揃えても揃えなくてもよい。
【０１１５】
次に、表４は、メインヒータ基板４１ｃにおける帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄによる抵抗調整による効果を示した表である。表５は、サブヒータ基板４１ｂにおける帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄによる抵抗調整の効果を示した表である。
【０１１６】
【表４】
0005474440.tif 000005
【０１１７】
【表５】
0005474440.tif 000006
【０１１８】
上述したように主発熱体の抵抗値はレンジで１５％変動することから、例えばメインヒータ基板４１ｃの主発熱体４９であれば表４に示すように最大１３．８５Ωから最小１１．７７Ωまで、サブヒータ基板４１ｂの主発熱体４６のであれば最大１１．０５Ωから最小９．３９Ωまでばらつくことになる。
【０１１９】
これに対し、メインヒータ基板４１ｃの場合、表４に示したように、例えば、主発熱体４９が、最大抵抗１３．８５Ωの場合はパターン１、平均抵抗1１２，８１Ωの場合はパターン６、最小抵抗１１．７７Ωの場合はパターン１５の抵抗調整パターンを適用するものとする。これにより、定格電力（所定の電力が入力されたときの電力）としては表４に示したようにいずれも０〜−６％の許容範囲内に収まることから、歩留まりとしては１００％を実現することができる。なお、表５に示すようにサブヒータ基板４１ｂの場合も全く同じであることから、ここでは説明を省略する。
【０１２０】
ここで、メインヒータ基板４１ｃの場合、例えば主発熱体４９の抵抗が最小にばらついた場合、上述のように抵抗調整パターンとしては最も抵抗の大きくなるパターン１５を適用することになる。パターン１５は最もライン幅の狭い帯状抵抗体４８Ｄ（抵抗体Ｄ）のみを使用するパターンであることから、帯状抵抗体４８Ｄ（抵抗体Ｄ）には主発熱体４９と同じ電流が流れることになる。そのため、帯状抵抗体４８Ｄのライン幅が発熱体よりも狭いと、主発熱体４９よりも電流密度が大きくなり、帯状抵抗体４８Ｄが異状発熱して断線してしまう危険性が生じる。そこで、本実施形態では上述したように、いずれの帯状抵抗体４８Ａ〜４８Ｄついても、主発熱体４９と同等以上のライン幅に設定することで断線のようなトラブルを回避している。同様に、帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄは、主発熱体４６と同等以上のライン幅に設定されている。
【０１２１】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態のヒータについて、図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付しその説明を省略する。
【０１２２】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本実施形態のヒータを構成するベース基板４１ａ、サブヒータ基板４１ｂ’、メインヒータ基板４１ｃ’、及び保護基板４１ｄの正面図である。本実施形態のヒータも実施の形態１のヒータ４１と同様に、保護基板４１ｄ、メインヒータ基板４１ｃ’、サブヒータ基板４１ｂ’、ベース基板４１ａがこの順番で積層されて貼り合わせた平板状に形成される。本実施形態のヒータも、実施の形態１のヒータ４１と同様に、定着装置１５に用いるものとして説明し、各基板が積層された構造とするが、本発明のヒータは、サブヒータ基板４１’ｂあるいはメインヒータ基板４１ｃ’のみのような構成であってもよく、つまり、基板が積層構造になっていなくてもよい。
【０１２３】
実施の形態１のヒータ４１では、帯状抵抗体４５Ａ〜４５Ｄ，４８Ａ〜４８Ｄのいずれかを切断することで抵抗値を調整するものとして説明した。それに対して、本実施形態のヒータでは、図１０（ｃ）及び（ｂ）に示すように、メインヒータ基板４１ｃ’の帯状抵抗体４８Ａ’〜４８Ｄ ’、及びサブヒータ基板４１ｂ’の帯状抵抗体４５Ａ’〜４５Ｄ’のパターンを予めカットされた状態で形成しておき、必要な抵抗体のみをワイヤボンディング等で接続することで抵抗値を調整する。
【０１２４】
図１０（ｃ）に示すように、メインヒータ基板４１ｃ’の帯状抵抗体４８Ａ’〜４８Ｄ’は、保護基板４１ｄの開口部４４ｄから露出している部分の一部が予めカットされており、更に開口部４４ｄから露出している部分の残りの部分に金メッキが施されている。そして、メインヒータ基板４１ｃ’の主発熱体４９の抵抗値を測定し、その抵抗値から帯状抵抗体４８Ａ’〜４８Ｄ’のうち必要な帯状抵抗体を選択し、ワイヤＷを用いたワイヤボンディングにより接続する。例えば、主発熱体４９の抵抗値が目的の所定値（許容範囲）よりも大きければ、帯状抵抗体４８Ａ’のような小さな抵抗値を持つ帯状抵抗体をワイヤＷで主発熱体４９に接続する。反対に、主発熱体４９の抵抗値が目的の所定値よりも小さければ、帯状抵抗体Ｄのような大きな抵抗値を持つ帯状抵抗体を、ワイヤＷで主発熱体４９に接続する。サブヒータ基板４１ｂ’についても同様であるので、説明は省略する。
【０１２５】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態の定着装置について図６を用いて説明する。図６に示すように、本実施形態の定着装置１５ａは、フィルム定着方式の定着装置に本発明のヒータを用いた例であり、実施の形態１の定着装置１５と共通する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１２６】
本実施の定着装置１５ａは、加圧ローラ３１と、フィルム状の無端ベルト部材である定着ベルト３２ａと、加熱部材３３を備えた加熱手段とを有している。
【０１２７】
定着装置１５ａでは、定着ベルト３２ａが２つの懸架ローラと加熱部材３３との間に張架され、加圧ローラ３１が定着ベルト３２ａを介して保持部材４０に対向するように配置されている。そして、加熱部材３３が定着ベルト３２ａの内周面に接触して定着ベルト３２ａを加熱し、定着ベルト３２ａを介して互いに圧接する加熱部材３３と加圧ローラ３１との間に形成される定着ニップ部Ｎを記録紙Ｐが通過したとき、記録紙Ｐ上の未定着トナー像（トナーＴが形成する像）を加熱加圧して、記録紙Ｐ上に定着させる。また、記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過するときに、定着ベルト３２ａは記録紙Ｐのトナー像担持面に当接し、加圧ローラ３１は記録紙Ｐのトナー像担持面とは反対側の面に当接するようになっている。
【０１２８】
定着ベルト３２ａは、前述した実施の形態１の定着装置１５が備える定着ベルト３２と同様に、基材の表面に弾性層と離型層とが形成された３層構造となっている。定着ベルト３２ａは、加圧ローラ３１の図６における矢印の方向への回転に従動して回転する。
【０１２９】
本実施形態では、加熱部材３３が有する保持部材４０は、加圧ローラ３１の外周面に沿って湾曲した形状にされており、保持部材４０の外周面が定着ベルト３２ａの幅方向全体に当接している。そして、ヒータ４１は、保持部材４０における定着ベルト３２ａと当接する面とは反対面に接触して配置されている。また、ヒータ４１における保持部材４０と当接する面とは反対面にはヒータ用のサーミスタ３５Ａ，３５Ｂが接触配置されており、ヒータ４１の表面温度を検出するようになっている。
【０１３０】
本実施形態の加熱手段では、実施の形態１の定着装置１５が備える加熱手段と同様に、メインヒータ基板４１ｃ用及びサブヒータ基板４１ｂ用の２つの電圧可変電源（図示せず）が給電部を介してそれぞれの主発熱体４９及び主発熱体４６に接続される。そして、制御手段（図示せず）がこの電圧可変電源による印加電圧値を、ヒータ４１における投入電力値が一定となるように可変制御する。
【０１３１】
以上のような構成の定着装置１５ａでは、記録紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着ベルト３２ａを介して加熱部材３３によって加熱されるとともに、加熱部材３３と加圧ローラ３１との間に発生する圧接力によって加圧される。よって、安定した定着性能を確保することができる。また、本実施形態の定着装置１５ａは、加熱部材３３と加圧ローラ３１とが定着ベルト３２ａを介して互いに圧接するように構成されているので、加圧ローラ３１と圧接する他の部材を設けなくても、記録紙Ｐ上の未定着トナー像に圧接力を付与することができ、装置構成を簡略化することができる。
【０１３２】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに別の実施形態の定着装置について図７を用いて説明する。
図７に示すように、本実施形態の定着装置１５ｂは、外部ベルト加熱定着方式定着方式の定着装置に本発明のヒータを用いた例であり、実施の形態１の定着装置１５と共通する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
定着装置１５ｂは、加熱部材３３を備えた加熱手段と、回転可能な加熱ベルト３２ｂと、定着ローラ３０と、加圧ローラ３１とを含んで構成される。
【０１３４】
定着装置１５ｂでは、定着ローラ３０と加圧ローラ３１とが対向するように配置され、加熱部材３３が加熱ベルト３２ｂを介して定着ローラ３０に対向するように配置されている。また、定着装置１５ｂでは、加熱部材３３が加熱ベルト３２ｂの内周面に接触して加熱ベルト３２ｂを加熱する。そして、加熱ベルト３２ｂに保持される熱は、定着ローラ３０が加熱ベルト３２ｂの外周面に接触して形成される加熱ニップ部Ｍにおいて、定着ローラに伝達される。定着装置１５ｂは、互いに圧接する定着ローラ３０と加圧ローラ３１との間に形成される定着ニップ部Ｎを記録紙Ｐが通過したとき、記録紙Ｐ上の未定着トナー像（トナーＴが形成する像）を加熱加圧して記録紙Ｐ上に定着させる。また、記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過するときに、定着ローラ３０は記録紙Ｐのトナー像担持面に当接し、加圧ローラ３１は記録紙Ｐのトナー像担持面とは反対側の面に当接するようになっている。
【０１３５】
定着ローラ３０は、駆動手段（図示せず）により回転軸線まわりに図７の矢印方向に回転して、加熱ベルト３２ｂを搬送する。定着ローラ３０は、その内側から順に芯金、弾性層、離型層が形成された３層構造からなっている。そして、定着ローラ３０の内部には、ハロゲンヒータからなるヒータランプ５１が配置されている。また、定着ローラ３０の周面近傍には、温度検知手段としての定着ローラ用のサーミスタ３５Ｄが配置されており、定着ローラ３０の表面温度を検出するようになっている。
【０１３６】
加圧ローラ３１は、定着ローラ３０に対向しかつ圧接し、回転軸線まわりに回転自在に設けられ、定着ローラ３０の回転に従動して回転する。
【０１３７】
本実施形態では、加熱部材３３が有する保持部材４０は、定着ローラ３０の外周面に沿って湾曲した形状にされており、保持部材４０の外周面が加熱ベルト３２ｂの幅方向全体に当接している。そして、ヒータ４１は、保持部材４０における加熱ベルト３２ｂと当接する面とは反対面に接触して配置されている。
【０１３８】
加熱ベルト３２ｂは、湾曲して形成される保持部材４０の外周面に沿うように設けられる無端状のベルト部材であり、基材の表面に離型層が形成された２層構造となっている。また、加熱ベルト３２ｂは、定着ローラ３０の図７における矢印方向への回転に従動して回転する。また、ヒータ４１における保持部材４０と当接する面とは反対面にはヒータ用のサーミスタ３５Ａ，３５Ｂが接触配置されており、ヒータ４１の表面温度を検出するようになっている。
【０１３９】
本実施形態の加熱手段では、実施の形態１の定着装置１５が備える加熱手段と同様に、メインヒータ基板４１ｃ用及びサブヒータ基板４１ｂ用の２つの電圧可変電源（図示せず）が給電部を介してそれぞれの主発熱体４９及び主発熱体４６に接続される。そして、制御手段（図示せず）がこの電圧可変電源による印加電圧値を、ヒータ４１における投入電力値が一定となるように可変制御する。
【０１４０】
以上のような構成の定着装置１５ｂでは、記録紙Ｐ上の未定着トナー像は、加熱ベルト３２ｂ及び定着ローラ３０を介して加熱部材３３によって加熱されるとともに、定着ローラ３０と加圧ローラ３１との間に発生する圧接力によって加圧される。よって、用紙剥離性に優れ、安定した定着性能を確保することができる。
【０１４１】
〔実施の形態５〕
本発明の帯電装置について図８及び９を用いて説明する。本実形態の帯電装置は、実施の形態１の転写前帯電装置２１（以降単に帯電装置２１とする）に本発明のヒータを用いた例であり、実施の形態１の定着装置１５のヒータ４１と共通する構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の帯電装置２１は、イオン発生素子２２と、対向電極６０と、放電用電源２８及び加熱用電源２９とを備えた構成であり、沿面放電により被帯電物を帯電させる帯電装置である。
【０１４２】
イオン発生素子２２は、トナーＴを帯電させるイオンを発生させるためのものであり、放電基板２２ａ、ヒータ基板２２ｂ、ベース基板２２ｃ、ベース基板２２ｄの４つの基板がこの順番で積層されて貼り合わせた平板状に形成されている。各基板を構成するセラミック材料としては、純度の高いアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト及びステアタイト、ガラスとアルミナの複合材料である低温同時焼結セラミックス（Low Temperature Co-fired Ceramic：ＬＴＣＣ）などのセラミック材料を使用することができる。また、各基板の厚さはいずれも０．２ｍｍであり、イオン発生素子２２としてのトータルの厚さは０．８ｍｍである。
【０１４３】
次にイオン発生素子の４つの基板について、図９を用いて詳細に説明する。なお、図９は４つの基板をそれぞれ正面から見た図である。
【０１４４】
放電電極２４は、何も形成されていない基礎基板の表面に基礎基板と一体化して形成される。つまり、放電電極２４と基礎基板とから放電基板２２ａが構成される。放電電極２４を構成する材料としては、たとえばタングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、放電によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、放電電極２４は、銀パラジウムから成る材料で構成されている。放電電極２４の形状は、イオン発生素子２２と対向電極６０との間を移動して帯電されるトナーの移動方向に直交する方向に延びており、放電電極２４の縁辺が複数の先鋭部を有する鋸歯状となるように形成されるのが好ましい。
【０１４５】
主発熱体２７は放電電極２４に対する誘導電極として機能すると同時に、イオン発生素子２２を加熱することでイオン発生素子２２の吸湿を防ぎ、帯電（放電）性能の低下を抑制するためのものである。主発熱体２７は、何も形成されていない基礎基板の表面に基礎基板と一体化して形成される。つまり、主発熱体２７と基礎基板とからヒータ基板２２ｂが構成される。主発熱体２７を構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができるが、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、主発熱体２７は銀パラジウムから成る材料で構成される。主発熱体２７のパターン形状としては、図９（ｂ）に示すように対向する放電電極２４を１周分取り囲むような形に形成されている。
【０１４６】
また、ヒータ基板２２ｂにおいて非発熱領域Ｇには、調整用抵抗体２６が設けられている。調整用抵抗体２６は、各々線幅の異なる４本の帯状抵抗体２６Ａ〜２６Ｄが並列回路を構成するように並行に形成され、このような調整用抵抗体２６が、基板の長手方向の左右に並んで配置されている。調整用抵抗体２６の一端は主発熱体２７に、また他端は給電端子部２５ｂに接続されている。また、左右の調整用抵抗体２６は全く同じ形状・仕様である。調整用抵抗体２６を構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができるが、通電・発熱によって溶融するなどの変形を起こさないものであることが条件となる。本実施形態では、調整用抵抗体２６は発熱体と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。
【０１４７】
さらに、ヒータ基板２２ｂの両端部には給電端子部２５ｂが形成されている。給電端子部２５ｂを構成する材料としては、たとえば金、タングステン、銀、銀パラジウム、ステンレスなどのように、導電性を有するものであれば特に制限なく使用することができる。本実施形態では、給電端子部２５ｂは発熱体と同じ銀パラジウムから成る材料で構成される。
【０１４８】
放電基板２２ａの両端部の給電端子部２５ａと重なる位置には、４つの基板を積層しても給電端子部２５ａが露出するように開口部（キャビティ）２３ａが設けられている。このイオン発生素子２２の製造方法については、実施の形態１のヒータ４１と同様であるので、ここでは説明は省略する。
【０１４９】
なお、帯電装置２１においてその長手方向に帯電領域が異なる複数の放電電極を形成してもよく、この場合紙サイズに対応して必要な箇所のみ放電させることができる。その結果、オゾン発生量の低減や放電電極の長寿命化、低電力化などを図ることができる。
【０１５０】
イオン発生素子２２の放電電極２４の給電端子部２５ａには、放電電極２４に電圧を印加するための放電用電源２８が接続されており、放電用電源２８によって放電電極２４と主発熱体（誘導電極）２７との間に高電圧を印加することで、イオンを発生させる。具体的には、主発熱体（誘導電極）２７が接地された状態で、放電用電源２８が放電電極２４に電圧を印加すると、放電電極２４と主発熱体（誘導電極）２７との間の電位差に基づいて、放電電極２４近傍で沿面放電が起こる。この沿面放電によって、放電電極２４の周囲に存在する空気がイオン化されて、マイナスイオンが発生する。
【０１５１】
またイオン発生素子２２のヒータ基板２２ｂの給電端子部２５ｂには、ヒータ基板２２ｂの主発熱体及び調整用抵抗体２６に通電するための加熱用電源２９が接続されており、加熱用電源２９によってヒータ基板２２ｂに通電されることで、主発熱体２７及び、帯状抵抗体２６Ａ〜２６Ｄのうち主発熱体２７及びそれに電気的接続しているものが、ジュール熱によって発熱する。このように発熱することによって、イオン発生素子２２が、例えば６０℃に加熱される。
【０１５２】
対向電極６０は、イオン発生素子２２の放電電極２４と対向して配置され、イオン発生素子２２によって発生したイオンの流れを制御する。対向電極６０を構成する材料としては、たとえばステンレス、銅、アルミ合金などのように、導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができる。本実施形態では、対向電極６０はステンレス製で板状に形成され、電気的に接地されている。このように対向電極６０を構成することによって、イオン発生素子２２の放電電極２４近傍で発生したイオンが対向電極６０に向けて流れ（図８の破線矢印方向）、トナーＴを所定の電位に帯電させることができる。
【０１５３】
なお、本実施形態の帯電装置は、実施の形態１の定着装置１５を有する画像形成装置１００において用いられるものとしたが、もちろん定着装置が実施の形態１の定着装置１５ではない画像形成装置に用いることができる。つまり、本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置または帯電装置のいずれか一方を備えていてもよいし、両方を備えていてもよい。また、本発明の帯電装置は、転写前帯電装置だけでなく、静電潜像担持体を帯電させる帯電装置にも用いることができる。
【０１５４】
以上、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に開示した範囲で、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、ヒータに適用でき、特に、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置あるいは帯電装置に用いられるヒータ、このヒータを有する定着装置及び帯電装置、ならびに画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５６】
１５，１５ａ，１５ｂ    定着装置
２１    転写前帯電装置（帯電装置）
３０    定着ローラ（定着部材）
３１    加圧ローラ（加圧部材）
３２，３２ａ    定着ベルト
３２ｂ    加熱ベルト
３３    加熱部材
３５Ａ，３５Ｂ、３５Ｃ，３５Ｄ    サーミスタ
５３    電源（加熱電源）
４０    保持部材
４１    ヒータ
４１ａ  ベース基板
４１ｂ  サブヒータ基板（第２ヒータ）
４１ｃ  メインヒータ基板（第１ヒータ）
４１ｄ  保護基板
４２ａ〜４２ｄ  セラミック基板（絶縁基板）
５０    断熱シート
５１    押え部材
１００  画像形成装置
Ｍ      加熱ニップ部
Ｎ      定着ニップ部
Ｐ      記録紙
Ｔ      トナー
Ｗ      ワイヤ
【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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