(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック粒子と有機バインダを含む固着用セラミックシートを基板上に設置し、抵抗発熱体を前記固着用セラミックシートの上に設置し、セラミック粒子と有機バインダを含む被覆用セラミックシートを前記抵抗発熱体の上に設置し、前記固着用および被覆用セラミックシートを焼成して前記有機バインダを熱分解し、それによって、前記抵抗発熱体を前記基板上に固着させる固着用セラミック層と、前記抵抗発熱体を被覆する被覆用セラミック層とを形成する定着用ヒータの製造方法。
【請求項２】
前記有機バインダは、熱可塑性樹脂であり、
前記固着用および被覆用セラミックシートは、前記セラミック粒子が前記有機バインダにより均一に結着され、一様な厚さを有する請求項１に記載の定着用ヒータの製造方法。
【請求項３】
前記抵抗発熱体は、厚さが一様な金属箔である請求項１または２に記載の定着用ヒータの製造方法。
【請求項４】
前記有機バインダは、２５℃〜８０℃の温度領域において塑性となる請求項２または３に記載の定着用ヒータの製造方法。
【請求項５】
前記有機バインダは、アクリル樹脂である請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着用ヒータの製造方法。
【請求項６】
前記基板は、前記抵抗発熱体と熱膨張係数が異なる材質である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着用ヒータの製造方法。
【請求項７】
基板と、前記基板上に設置される抵抗発熱体とを備え、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の製造方法で製造された定着用ヒータ。
【請求項８】
前記抵抗発熱体が細長形状の抵抗発熱体からなる第１抵抗発熱部と、前記第１抵抗発熱部に平行な細長形状の抵抗発熱体からなる第２抵抗発熱部とを備え、
前記第１抵抗発熱部は、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定の中央発熱領域と、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定かつ前記中央発熱領域よりも高い両端発熱領域とを有し、
前記第２抵抗発熱部は、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定の中央発熱領域と、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定かつ前記中央発熱領域よりも低い両端発熱領域とを有し、
前記第１および第２抵抗発熱部の各発熱領域の境界部分では、長手方向の単位長さ当たりの電気抵抗値が徐々に変化するように電気抵抗率の異なる複数の抵抗発熱体が直列接続され、
前記第１および第２の抵抗発熱部が同時に発熱したとき、前記基板全体の長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定である請求項７に記載の定着用ヒータ。
【請求項９】
定着用ヒータと、定着ローラと、前記定着用ヒータおよび定着ローラの間に回動可能に張架され定着用ヒータにより加熱される無端状の定着ベルトと、前記定着用ヒータの前記定着用ベルトの接触面に形成されたコート層と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに対向して配設された加圧ローラとを備え、
前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に未定着のトナー像を担持した記録媒体を搬送し、記録媒体上のトナー像を熱定着する定着装置において、
前記定着用ヒータは、請求項７または８に記載の定着用ヒータである定着装置。
【請求項１０】
記録媒体上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を前記記録媒体上に熱定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、請求項９に記載の定着装置である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に用いられる定着用ヒータの製造方法、定着用ヒータ、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスにおいては、画像情報に対応する未定着のトナー像を画像形成プロセス手段により熱可塑性の樹脂等からなるトナーを用いて記録媒体の面に間接（転写）または直接方式で形成し、永久固着画像として加熱定着処理する。このような電子写真プロセスは、複写機やレーザープリンタ、ファクシミリなどに活用されている。
【０００３】
ところで、使用可能温度への昇温時間の短縮のため、ハロゲンランプを内挿した筒型の伝統的な定着用ヒータに代えて、矩形状の基板上に抵抗発熱体を配置してなる定着用ヒータが用いられる場合がある。これは、電子写真プロセスにおける定着装置の小型化、軽量化にもなる。
かかる定着用ヒータは、セラミック製の絶縁基板上に、銀・パラジウムペースト等を用いて矩形状に印刷・焼成してなる抵抗発熱体を形成する（例えば、特許文献１ないし３参照）。
【０００４】
これらの定着用ヒータは、簡単な製造プロセスによって得ることができるとともに、概して薄状である。また、抵抗発熱体両端部間への通電後、瞬時にしてトナー定着可能温度に昇温し得る。そのため、上記の電子写真プロセスにおける定着部の構成を小型化、軽量化、低コスト化できるのみならず、ウォームアップ完了までの待ち時間を短くすることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開Ｈ９−６１６１号公報
【特許文献２】特開Ｈ５−１８１３７６号公報
【特許文献３】特開２００７−２１２５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来知られている定着用ヒータにおける抵抗発熱体は、上記のように、絶縁基板上に銀・パラジウムペースト等の抵抗体ペーストを用いて印刷・焼成して形成される。しかし、ペースト材料の成分、印刷および焼成・温度条件等にはばらつきがあり、定着用ヒータの作製ごとに抵抗発熱体の平均の電気抵抗値にばらつきが生じる原因となる。このことは、同一の定着用ヒータ内または複数の定着用ヒータ間に発熱特性のばらつきを生じさせ、発熱特性を不安定にする。また定着用ヒータの熱効率も悪くなり、消費電力も大きくなる。そのため、このような抵抗ばらつきの問題を解消し、発熱特性の安定した定着用ヒータの実現が望まれていた。
【０００７】
この発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、電気抵抗値のばらつきの影響が小さく、均一かつ安定した発熱特性を有する定着用ヒータの製造方法、定着用ヒータ、定着装置および画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、セラミック粒子および有機バインダを含む固着用セラミックシートを基板上に設置し、抵抗発熱体を前記固着用セラミックシートの上に設置し、前記固着用セラミックシートを焼成して、前記有機バインダを熱分解し、それによって、前記抵抗発熱体を前記基板上に固着させる固着用セラミック層を形成することを特徴とする定着用ヒータの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による定着用ヒータの製造方法によれば、固着用セラミックシートを介して抵抗発熱体を設置し、固着用セラミックシートの焼成により固着用セラミック層を形成することによって、発熱量の分布が均一な定着用ヒータを作製できる。その結果、同一の定着用ヒータ内または複数の定着用ヒータ間の抵抗ばらつきを解消でき、安定した発熱特性を有し、熱効率が良くかつ消費電力の小さい定着用ヒータが実現できる。
【００１０】
また、抵抗発熱体を一枚のシート状の抵抗発熱体からエッチングなどにより切り出し、固着用セラミックシートを介して基板上に設置することにより、抵抗体ペーストを直接印刷する場合と比べて、定着用ヒータの作製ごとに抵抗発熱体の厚さや電気抵抗率のばらつきが生じないため、発熱特性が安定し、信頼性の高い定着用ヒータが実現できる。
【００１１】
さらに、固着用セラミックシートは、成型が容易で柔軟性に優れているため、曲面上にも設置でき、また焼成前ならば何度も設置のやり直しができるため、定着用ヒータの製造時の取り扱いが極めて簡便である。その上、固着用セラミックシートの焼成により形成された固着用セラミック層は、高い絶縁性を有し、また固着力も強いため、安全でかつ安定した定着用ヒータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】この発明の実施形態１に係る定着装置の構成を示す説明図である。
【図３】この発明の実施形態１に係る定着用ヒータの構成を示す説明図である。
【図４】この発明の図３の定着用ヒータの変形例を示す説明図である。
【図５】この発明の図３の定着用ヒータの変形例を示す説明図である。
【図６】図５の定着用ヒータのＣ部の側面拡大図である。
【図７】この発明の図３の定着用ヒータの変形例を示す説明図である。
【図８】図７の定着用ヒータのＤ部の側面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明による定着用ヒータの製造方法は、セラミック粒子および有機バインダを含む固着用セラミックシートを基板上に設置し、抵抗発熱体を前記固着用セラミックシートの上に設置し、前記固着用セラミックシートを焼成して、前記有機バインダを熱分解し、それによって、前記抵抗発熱体を前記基板上に固着させる固着用セラミック層を形成することを特徴とする。
【００１４】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、セラミックシートには、平均粒径が約０．１〜１００μｍの粉末状のセラミック粒子を、炭化水素系の樹脂等からなる有機バインダで結着してシート状に形成したものを用いることができる。セラミック粉末としては、アルミナ、ジルコニア、チタニア等が一般に用いられ、有機バインダとしては、炭化水素系樹脂、ビニル系ないしスチレン系樹脂等が一般に用いられる。セラミックシートは、粉末状のセラミック粒子を塑性のある樹脂からなる有機バインダにて結着して形成するため、成型が容易で柔軟性に優れ、また曲面に貼り付けることもできるため、バーコードパターンなどの印刷用のラベルとして用いられている（例えば、特許第２７００９３０号参照）。
【００１５】
有機バインダとしては、熱溶融性があり、焼成時に熱分解して消失するものが用いられる。セラミックシートは、一般に常温（２５℃）では、有機バインダがセラミック粒子を結着してシート状に形成されるが、加熱により有機バインダが溶融すると流動性を有し、有機バインダとともにセラミック粒子も自由に動き回れるようになる。このとき、セラミックシートに面した基板等の表面に存在する微小な穴や亀裂等にセラミック粒子が入り込み、接着性を発揮する。この状態で、有機バインダが熱分解するまでさらに加熱すると、熱分解で残ったセラミック粒子が基板等の表面に存在する微小な穴や亀裂に入り込んだ状態のまま固化してセラミック層を形成する。このようにして形成されたセラミック層は、基板等との間に強い固着力を発揮し、再度加熱しても固着性が失われず、また高い絶縁性を有するため、定着用ヒータの製造に適している。なお、焼成時の温度は、一般に６００℃±１００℃である。
【００１６】
抵抗発熱体は、電気抵抗を有し、通電により発熱し、被加熱体に直接または間接に接触して熱供給するものであり、厚さが一様で単位面積当たりの発熱量が均一なものが好ましい。例えば、ニッケルクロムを主成分とした金属合金やステンレス鋼からなる電気抵抗を有する金属箔、カーボンシートなどがあげられる。
【００１７】
基板は、抵抗発熱体を設置し、その形状を保持するものであり、剛性を有することが好ましい。基板を構成する材料は、特に限定されないが、高い熱伝導性を有する金属材料であることが好ましく、その金属材料としては、鉄、アルミニウム、銅などをあげることができるが、ステンレスを用いることも可能である。
なお、基板および抵抗発熱体の熱膨張係数が大きく異なる場合は、焼成時の基板および抵抗発熱体の間の熱膨張の差に起因して抵抗発熱体が基板から剥離を起こしてしまう場合がある。このような抵抗発熱体の基板からの剥離を防止するため、一般的には、基板および抵抗発熱体の熱膨張係数が同等の材質を用いることが好ましい。
【００１８】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、熱可塑性樹脂であり、前記固着用セラミックシートは、前記セラミック粒子が前記有機バインダにより均一に結着され、一様な厚さを有するものであってもよい。
このようにすれば、セラミック粒子を均一に含む固着用セラミックシートの焼成により形成される固着用セラミック層も一様な厚さを有し、定着用ヒータの発熱特性の均一性が実現できる。
【００１９】
熱可塑性を有する有機バインダは、一般に常温（２５℃）では、セラミック粒子を結着してシート状に形成されるが、加熱により軟化するため、製造時における成型加工が容易であり、基板等の形状に合わせて、厚さが一様なセラミック層の形成が容易にできる。また、有機バインダの加熱による軟化により、固着用セラミックシートは接着性を発揮するが、その接着力は弱く、容易に引きはがすことができるため、焼成前の仮接着が簡便にできる。
【００２０】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記抵抗発熱体は、厚さが一様な金属箔であってもよい。
このようにすれば、抵抗発熱体の単位面積あたりの発熱量が均一となり、安定した発熱特性が実現できる。また、厚さの一様な同一の金属箔のシートからエッチングなどにより所定形状に加工して抵抗発熱体を形成することにより、抵抗発熱体間の抵抗ばらつきを解消することが可能となる。
【００２１】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、２５℃〜８０℃の温度領域において塑性となるものであってもよい。
このようにすれば、焼成前に有機バインダが接着性を発現する温度で加熱しながら加圧し、空気を押し出しながら固着用セラミックシートを基板および抵抗発熱体に接着できる。これによって、固着用セラミックシートおよび基板または抵抗発熱体の接着面への空気の混入を防ぎ、ピンホールの発生を解消することが可能となる。
【００２２】
固着用セラミックシートを基板に貼り付けるとき、当該固着用セラミックシートおよび基板または抵抗発熱体の接着面に空気が入り込むと、空気溜りが発生する。定着用ヒータの焼成時に加熱によりこの空気溜りが膨張すると、内部の空気が固着用セラミックシートを破って逃げ出し、「ピンホール」が発生する。このようなピンホールを放置すると、固着用セラミックシートが損傷するだけでなく、ピンホール付近の発熱量の分布が崩れる。
【００２３】
そこで、有機バインダが接着性を発現する温度で加熱しながらローラ対の間を通すことによって加圧し、空気を押し出しながら固着用セラミックシートを基板および抵抗発熱体に接着（仮接着）する。仮接着の段階でピンホールが発生していないのを確認した後、焼成により基板および抵抗発熱体を固着することにより、上記の問題を解消できる。
【００２４】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、アクリル樹脂であってもよい。
アクリル系の材料は、エポキシ系の材料に比べて短時間で実用強度を得られ、特に、常温（２５℃）〜８０℃の範囲で強い接着強度を得ることができる。
【００２５】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記基板は、前記抵抗発熱体と熱膨張係数が同等の材質であってもよい。
このようにすれば、抵抗発熱体と同等の熱膨張係数を有する基板を用いることで、焼成時における抵抗発熱体の基板からの剥がれや浮きを防止することができる。
【００２６】
固着用セラミックシートを構成する有機バインダが熱可塑性の樹脂の場合、当該固着用セラミックシートは、有機バインダが熱可塑性を有する温度領域において柔軟性があり、また強い接着性を有する。それゆえ、基板と抵抗発熱体との熱膨張差が小さい場合は、当該固着用セラミックシートは、その柔軟性ゆえに基板および抵抗発熱体の熱膨張の変化に追従し、基板および抵抗発熱体が焼成により形成される固着用セラミック層に十分に固着されるまで、抵抗発熱体の基板からの剥がれや浮きを防止できる。
【００２７】
抵抗発熱体が金属箔の場合、接着強度と伝熱性との兼ね合いから、第１のセラミックシートの厚さが約２０〜１２０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２８】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、セラミック粒子と有機バインダを含む固着用セラミックシートを基板上に設置し、抵抗発熱体を前記固着用セラミックシートの上に設置し、セラミック粒子と有機バインダを含む被覆用セラミックシートを前記抵抗発熱体の上に設置し、前記固着用および被覆用セラミックシートを焼成して前記有機バインダを熱分解し、それによって、前記抵抗発熱体を前記基板上に固着させる固着用セラミック層と、前記抵抗発熱体を被覆する被覆用セラミック層とを形成するものであってもよい。
このようにすれば、基板および抵抗発熱体の焼成時の熱膨張変化が固着用セラミックシートの柔軟性によって追従できないほど大きい場合でも、抵抗発熱体の基板からの剥がれや浮きを解消できる。固着用セラミック層および被覆用セラミック層で抵抗発熱体を完全に内包するため、基板および抵抗発熱体の熱膨張差に起因する金属箔の反りの力を十分に押さえつけ、良好な密着性を得ることができるためである。また、セラミック層によって絶縁性が増すため、安全な定着用ヒータが実現できる。
【００２９】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、熱可塑性樹脂であり、前記固着用および被覆用セラミックシートは、前記セラミック粒子が前記有機バインダにより均一に結着され、一様な厚さを有するものであってもよい。
このようにすれば、セラミック粒子を均一に含む被覆用セラミックシートの焼成により形成される被覆用セラミック層も一様な厚さを有し、定着用ヒータの発熱特性の均一性が実現できる。
【００３０】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記抵抗発熱体は、厚さが一様な金属箔であってもよい。
このようにすれば、抵抗発熱体の単位面積あたりの発熱量が均一となり、安定した発熱特性が実現できる。また、厚さの一様な同一の金属箔のシートからエッチングなどにより所定形状に加工して抵抗発熱体を形成することにより、抵抗発熱体間の抵抗ばらつきを解消することが可能となる。
【００３１】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、２５℃〜８０℃の温度領域において塑性となるものであってもよい。
このようにすれば、焼成前に有機バインダが接着性を発現する温度で加熱しながら加圧し、空気を押し出しながら被覆用セラミックシートを抵抗発熱体に接着できる。これによって、被覆用セラミックシートおよび抵抗発熱体の接着面への空気の混入を防ぎ、ピンホールの発生を解消することが可能となる。
【００３２】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記有機バインダは、アクリル樹脂であってもよい。
アクリル系の材料は、エポキシ系の材料に比べて短時間で実用強度を得られ、特に、常温（２５℃）〜８０℃の範囲で強い接着強度を得ることができる。
【００３３】
この発明による定着用ヒータの製造方法において、前記基板は、前記抵抗発熱体と熱膨張係数が異なる材質であってもよい。
このようにすれば、抵抗発熱体および基板が同等の熱膨張係数を有する場合だけでなく、異なる熱膨張係数を有する場合においても、焼成時における抵抗発熱体の基板からの剥がれや浮きを防止し、良好な密着性を得ることができる。
【００３４】
この発明による定着用ヒータは、基板と、前記基板上に設置される抵抗発熱体とを備え、この発明による定着用ヒータの製造方法で製造されたものである。
この発明による定着用ヒータによれば、同一の定着用ヒータ内または複数の定着用ヒータ間の抵抗ばらつきを解消でき、安定した発熱特性を有し、熱効率が良くかつ消費電力の小さい定着用ヒータが実現できる。
【００３５】
この発明による定着用ヒータにおいて、前記抵抗発熱体が細長形状の抵抗発熱体からなる第１抵抗発熱部と、前記第１抵抗発熱部に平行な細長形状の抵抗発熱体からなる第２抵抗発熱部とを備え、前記第１抵抗発熱部は、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定の中央発熱領域と、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定かつ前記中央発熱領域よりも高い両端発熱領域とを有し、前記第２抵抗発熱部は、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定の中央発熱領域と、長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定かつ前記中央発熱領域よりも低い両端発熱領域とを有し、前記第１および第２抵抗発熱部の各発熱領域の境界部分では、長手方向の単位長さ当たりの電気抵抗値が徐々に変化するように電気抵抗率の異なる複数の抵抗発熱体が直列接続され、前記第１および第２の抵抗発熱部が同時に発熱したとき、前記基板全体の長手方向の単位長さ当たりの発熱量が一定であるものであってもよい。
このようにすれば、異なる電気抵抗率を有する複数の抵抗発熱体の組み合わせによって抵抗発熱部を構成することにより、同じ電気抵抗率を有する抵抗発熱体のみで抵抗発熱部を構成するよりも、発熱量の調整が容易となり、複数の抵抗発熱部を有する場合でも、定着用ヒータ全体の発熱量の均一性が容易に実現できる。また、第１抵抗発熱部のみを発熱させることにより、幅の狭い用紙のトナー像を効率よく定着することができる。
【００３６】
定着用ヒータが複数の抵抗発熱部から構成される場合、基板全体の長手方向の単位長さ当たり各抵抗発熱部の合成発熱量の分布を均一にするには、定着用ヒータを構成する各抵抗発熱部の長手方向における単位長さ当たりの発熱量の対称性を実現する必要がある。しかし、各抵抗発熱部の中央発熱領域と両端発熱領域の発熱量が大きく異なる場合、それらの境界部分において、単位長さ当たりの発熱量が急激に変化する。それゆえ、基板全体の合成発熱量の均一性を確保するためには、当該境界部分において発熱量の微細な調整が必要となる。
この発明による定着用ヒータは、その製造過程において、同一の電気抵抗率を有する抵抗発熱体を、厚さが一様なシートからエッチングなどによって切り出し、また固着用セラミックシートを介して、抵抗発熱体を基板に仮接着することで抵抗発熱部が簡易に構成できるため、銀・パラジウムペースト等を用いて抵抗発熱体を印刷・焼成する従来の方法よりも発熱量の調整が容易である。それゆえ、定着用ヒータが複数の抵抗発熱部から構成される場合であっても、均一かつ安定した発熱特性が実現できる。
【００３７】
この発明による定着装置は、定着用ヒータと、定着ローラと、前記定着用ヒータおよび定着ローラの間に回動可能に張架され定着用ヒータにより加熱される無端状の定着ベルトと、前記定着用ヒータの前記定着用ベルトに接触面に形成されたコート層と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに対向して配設された加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に未定着のトナー像を担持した記録媒体を搬送し、記録媒体上のトナー像を熱定着する定着装置において、前記定着用ヒータが、この発明による定着用ヒータである定着装置である。
【００３８】
この発明による定着装置によれば、抵抗ばらつきが少なく、均一で安定した発熱特性を有する定着用ヒータを用いることにより、消費電力の少ない定着装置を提供することができる。
【００３９】
この発明による画像形成装置は、記録媒体上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を前記記録媒体上に熱定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置は、この発明による定着装置である。
【００４０】
この発明による画像形成装置によれば、抵抗ばらつきが少なく、均一で安定した発熱特性を有する定着装置を用いることにより、消費電力の少ない画像形成装置を提供することができる。
【００４１】
以下、図面に基づいてこの発明の実施形態に係る定着用ヒータの製造方法、定着用ヒータ、定着装置およびこれを備えた画像形成装置について詳述する。なお、以下の説明はすべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
【００４２】
実施形態１
この発明の実施形態１に係る画像形成装置について図１〜図３に基づいて説明する。
【００４３】
≪画像形成装置の構成≫
図１は、この発明の画像形成装置の全体構成を示す説明図である。図１で、画像形成装置１は、カラー複合機であり、光学系ユニット５０、第１〜第４可視像形成ユニット５１，５２，５３，５４、中間転写ベルト５５、２次転写ユニット５６、定着装置２、内部用紙給送ユニット５７および手差し用紙給送ユニット５８、排紙トレイ７５を備える。そして、それらの第１〜第４可視像形成ユニット５１，５２，５３，５４、中間転写ベルト５５および２次転写ユニット５６を用いてトナー像を形成する。
【００４４】
第１可視像形成ユニット５１は、感光体５９と、帯電ユニット６０と、光学系ユニット５０と、現像ユニット６１aと、１次転写ユニット６２ａとを有する。像担持体となる感光体５９の周囲に、帯電ユニット６０、現像ユニット６１aおよびクリーニングユニット６３が配置されている。これらのユニットにより、感光体５９にトナー像が形成され、トナー像が中間転写ベルト５５に転写される。光学系ユニット５０では、４つのレーザー光源６４からのビームが４組の感光体５９，６５，６６，６７に届くように配置される。１次転写ユニット６２ａは、中間転写ベルト５５を介して感光体５９に圧接するように配置される。
【００４５】
他の第２〜第４可視像形成ユニット５２，５３，５４は、第１可視像形成ユニット５１と同様の構成である。各ユニット５１，５２，５３，５４の現像ユニット６１a，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色のトナーがそれぞれ収容される。
【００４６】
中間転写ベルト５５は、各色のトナー像が転写され、表面に各色のカラートナー像が重畳される。中間転写ベルト５５は、テンションローラ６８，６９によって駆動され回動する。中間転写ベルト５５のテンションローラ６８側に当接して２次転写ユニット５６が配置される。２次転写ユニット５６は、中間転写ベルト５５上に形成されたカラートナー像を内部用紙給送ユニット５７および手差し用紙給送ユニット５８から、それぞれ給送ローラ７３および７４によって送られてきた記録紙に転写する。また、中間転写ベルト５５に当接してテンションローラ６９側に配置される廃トナーボックス７０には、２次転写後、中間転写ベルト５５の表面に残ったトナーが回収される。
【００４７】
定着装置２は、２次転写ユニット５６の下流側に配置される。定着装置２は、定着部７１および加圧部７２から構成される。加圧部７２は、図示しない加圧機構により定着部７１に所定の圧力で圧接される。定着装置２の下流には、排紙トレイ７５が設けられている。
【００４８】
≪画像形成装置の動作≫
続いて、画像形成装置１における画像形成の動作を説明する。
感光体５９表面は、帯電ユニット６０により一様に帯電される。帯電ユニット６０としては、感光体５９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、帯電ローラ方式が採用されている。
【００４９】
光学系ユニット５０は、帯電された感光体５９の表面をレーザー光源６４からのビームで露光する。レーザー光源６４は画像情報により制御される。これによって、感光体５９表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
現像ユニット６１aは、感光体５９上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。１次転写ユニット６２aは、トナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており形成されたトナー像を中間転写ベルト５５上に転写する。
他の３組の第２〜第４可視像形成ユニット５２，５３，５４も同様に動作し順次、中間転写ベルト５５上にトナー像を転写する。
【００５０】
中間転写ベルト５５上のトナー像は２次転写ユニット５６まで搬送される。内部用紙給送ユニット５７の給送ローラ７３または手差し用紙給送ユニット５８の給送ローラ７４から供給された記録紙に、トナーとは逆極性のバイアス電圧が２次転写ユニット５６によって印加され、トナー像が記録紙に転写される。トナー像を担持した記録紙は、定着装置２に搬送され、定着部７１および加圧部７２によって充分に加熱されて、トナー像が記録紙に融着し、排紙トレイ７５に排出される。記録紙のサイズは最大Ａ３サイズまで対応し、定着装置２による加熱幅はＡ４の長手方向のサイズに対応している。
【００５１】
≪定着装置の構成≫
次に、画像形成装置１における定着装置２の構成を説明する。図２は、この発明の定着装置２の構成例を示す説明図である。定着装置２は、定着部７１と加圧部７２とで構成され、定着部７１は、定着ローラ５と、定着ベルト４と、定着用ヒータ３と、コート層８で構成され、加圧部７２は、加圧ローラ６とヒータランプ７とで構成される。
【００５２】
図２に示されるように、定着装置２は、面状発熱ベルト定着方式であり、定着ローラ５と、無端状の定着ベルト４と、定着ベルト４を懸架し加熱するための定着用ヒータ３と、定着用ヒータ３を被覆するコート層８と、加圧ローラ６と、加圧ローラ６を熱するための熱源であるヒータランプ７と、定着ベルト４および加圧ローラ６のそれぞれ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のサーミスタ１０ａおよびサーミスタ１０ｂと、定着ローラ５および加圧ローラ６が互いに圧接されるように加圧するための図示しない加圧スプリングと、当該圧接を解除するための図示しない加圧解除機構とを備えている。
【００５３】
定着ローラ５および加圧ローラ６は、加圧スプリングにより、所定の荷重（例えば、２１６Ｎ）で互いに圧接され、両ローラ間に定着ニップ部Ｎ（定着ローラ５と加圧ローラ６とが互いに当接する部分）を形成している。この定着ニップ部Ｎに、２次転写ユニット５６およびテンションローラ６８（図１）から搬送方向Ｆに搬送されてきた未定着のトナー像１２が形成された記録紙１１を給紙し、定着ニップ部Ｎを通過させることで、記録紙１１にトナー像１２が定着されるようになっている。記録紙１１が定着ニップ部Ｎを通過する時には、定着ベルト４は記録紙１１のトナー像形成面に当接する一方、加圧ローラ６は記録紙１１におけるトナー像形成面とは反対側の面に当接するようになっている。なお、この実施形態では、定着ニップ幅Ｗ（定着ニップ部Ｎの記録紙１１の搬送方向の長さ）を７ｍｍとしている。
【００５４】
定着ローラ５は、定着ベルト４を介して、加圧ローラ６に圧接することで定着ニップ部Ｎを形成すると同時に、回転駆動することにより定着ベルト４を駆動する目的のものである。定着ローラ５としては、例えば、内側から順に芯金と、弾性層とが形成された２層構造のものを用いることができる。芯金には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適している。なお、この実施形態では、定着ローラ５は、直径が３０ｍｍで、芯金に直径１５ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）、弾性層に厚さ５ｍｍのシリコンスポンジゴムを用いている。
【００５５】
加圧ローラ６としては、例えば、内側から順に芯金と、弾性層と、離型層とが形成された３層構造のものを用いることができる。芯金には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層には、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料等が用いられる。また、離型層には、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、この実施形態では、加圧ローラ６は、直径は３０ｍｍで、芯金に直径２８ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄パイプ（ＳＴＫＭ）、弾性層に厚さ１ｍｍのシリコンソリッドゴム、離型層に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いている。
【００５６】
また、加圧ローラ６の内部には、加圧ローラ６を加熱するハロゲンランプ等からなる定着用のヒータランプ７が配置されている。図示しない制御回路が電源回路からヒータランプ７に電力を供給（通電）させることにより、ヒータランプ７が発光し、ヒータランプ７から赤外線が放射される。これにより、加圧ローラ６の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ６全体が加熱される。なお、この実施形態では、定格電力４００Ｗのヒータランプ７を使用している。
【００５７】
定着ベルト４は、無端状のベルトであり、定着用ヒータ３および定着ローラ５によって懸架され、定着ローラ５の回転時には、定着ローラ５に従動して定着ベルトの送り方向Ｒに回転するようになっている。定着ベルト４は弾性があり、定着用ヒータ３および定着ローラ５に懸架しない状態で円筒状にしたとき、直径５０ｍｍのチューブ状をなす。
定着ベルト４は、内周側より順に、基材、弾性層および離型層の３層から構成される。定着ベルト４の基材としては、ポリイミド等の耐熱樹脂またはステンレス鋼やニッケル等の金属材料が用いられる。当該基材の外周面に、弾性層として耐熱性およ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、当該弾性層の外周面に、離型層として合成樹脂材料（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成される。なお、基材にポリイミド等の耐熱樹脂を用いる場合、フッ素樹脂を内添することがより好ましい。こうすることで、定着用ヒータ３との摺動負荷をさらに低減することができる。
この実施形態においては、基材として厚さ５０μｍのポリイミドが用いられ、弾性層として厚さ１５０μｍのシリコンゴム、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡが用いられる。
【００５８】
定着用ヒータ３は、後述するコート層８を介して、定着ベルト４に接触して、定着ベルト４を所定の温度に加熱するためのものである。
定着用ヒータ３は、基板と抵抗発熱体および絶縁体とを含んで構成される。定着用ヒータ３は、定着ベルト４の幅方向（定着ローラ５の軸線方向）に延びて、コート層８が定着ベルト４に接触するように配置され、定着用ヒータ３が発生させる熱を、コート層８を介して、定着ベルト４に伝導させる。基板を構成する材料は、特に限定されないが、高い熱伝導性を有する金属材料であることが好ましく、その金属材料としては、鉄、アルミニウム、銅などを挙げることができるが、ステンレス鋼を用いることも可能である。
【００５９】
定着用ヒータ３の定着ベルト４と接触する外側の面にはコート層８が設けられ、その上を定着ベルト４が摺動するようになっている。コート層８は、定着用ヒータ３が発生させた熱を定着ベルト４に伝導するための熱伝導性を有するとともに、定着ベルト４との間の摩擦力が低減可能な材料から形成する必要がある。このようなコート層８が形成されることによって、定着ベルト４に熱を伝導させるとともに、ヒータ３と接触して摺動する定着ベルト４の摩耗を防止して高い耐久性を確保することができる。また、定着ベルト４との間の摩擦力が低減可能となるので、定着ベルト４を駆動する定着ローラ５および加圧ローラ６への負荷も低減することができ各ローラの耐久性も確保し、より低トルクで駆動することが可能となる。コート層８を構成する材料としては、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を挙げることができる。この実施形態では、コート層８は、ＰＴＦＥからなる厚さ２０μｍの層である。
【００６０】
≪定着用ヒータの詳細な説明≫
次に、この発明の実施形態１に係る定着用ヒータの詳細な構成について、図３に基づいて説明する。
図３（ａ）は、この発明の実施形態１に係る定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す定着用ヒータの製造過程において、固着用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すＡ部の拡大説明図である。
【００６１】
図３（ａ）に示されるように、定着用ヒータ３は、矩形状の基板２１上に厚さが一様なセラミック層（固着用セラミック層２２）を介して予め所定形状に加工された厚さが一様な金属箔２３の抵抗発熱体が設置される。上記基板２１は、金属材料からなる基板であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの材料が用いられる。この実施形態では、厚さ０．７ｍｍの基板を用いている。
【００６２】
図３（ｂ）は、固着用セラミック層２２の焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。図３（ｂ）に示されるように、基板２１の上にはシート状に加工された固着用セラミックシート３１が配される。
図３（ｃ）に示されるように、固着用セラミックシート３１は、セラミック粒子３２をアクリル系樹脂の有機バインダ３３で均一に結着され、シート状に形成されている。実施形態１では、焼成前の固着用セラミックシート３１の厚さＴｈ１は、７０μｍとしている。固着用セラミックシート３１は、シート状に加工されかつ柔軟性があるため、取り扱いが容易である。
【００６３】
さらに、固着用セラミックシート３１上に、予めエッチングなどにより所定のパターンに加工された金属箔２３の抵抗発熱体が設けられる。金属箔２３はニッケルクロムを主成分とした金属合金やステンレス鋼からなる電気抵抗を有する金属抵抗体で、厚さが３０μｍである。
【００６４】
次に、定着用ヒータ３の製造方法を説明する。
【００６５】
上記金属箔２３の抵抗発熱体は、上記固着用セラミックシート３１に含まれるアクリル系樹脂の有機バインダ３３が接着性を発揮する所定の温度（常温（２５℃）〜８０℃）に加熱することによって、固着用セラミックシート３１を介して基板２１の表面上に仮接着される。その後、定着用ヒータ３は焼成炉に投入され、７００℃の焼成温度により固着用セラミックシート３１の焼成が行われる。固着用セラミックシート３１を構成する有機バインダ３３が焼成により熱分解し、残ったセラミック粒子３２が基板２１および金属箔２３を固着し、固着用セラミック層２２を形成した結果、定着用ヒータ３が完成される。
【００６６】
ところで、金属箔２３と基板２１との熱膨張係数が大きく異なる場合、金属箔２３が焼成時の熱膨張の変化により基板２１からはがれるように反ることがある。しかし、金属箔２３および基板２１の熱膨張係数が同等または熱膨張係数の差が小さい場合は、固着用セラミックシート３１の柔軟性により、金属箔２３および基板２１の熱膨張の変化に追従し、金属箔２３の基板２１からのはがれや浮きを防止できる。そこで、この効果を確認すべく、金属箔をステンレス鋼として、基板の材質をそれぞれステンレス鋼、アルミニウム、セラミックとした場合に焼成を行い、金属箔２３の基板２１からのはがれや浮きを防止できるか検証を行った。その際、焼成前の固着用セラミックシート３１の厚さＴｈ１は、７０μｍとした。下の表１に焼成結果を示す。
【００６７】
【表１】
0005572488.tif 000002
【００６８】
上の表１に示されるように、基板２１の材質が、金属箔２３(ステンレス鋼。熱膨張係数：１８．６×１０―6/℃)と熱膨張係数が同一のステンレス鋼（熱膨張係数：１８．６×１０―6/℃）の場合、良好な密着性を示した。一方、基板２１の材質が、金属箔２３(ステンレス鋼。熱膨張係数：１８．６×１０―6/℃)と熱膨張係数が大きく異なるセラミック材料（アルミナ９６％。熱膨張係数：６．４×１０―6/℃）の場合は、基板２１および金属箔２３の間の焼成時の熱膨張の差が大きいため、十分な密着性を得る前に金属箔２３が基板２１から剥離を起こしてしまう。しかし、基板２１および金属箔２３の熱膨張率が異なる場合でも、基板２１および金属箔２３(ステンレス鋼。熱膨張係数：１８．６×１０―6/℃)の熱膨張係数の差が比較的小さいアルミニウム（熱膨張係数：２４.０×１０―6/℃）の場合は、焼成によっても剥がれや浮きは生じず、良好な密着性を示した。
それゆえ、基板２１および金属箔２３の間の熱膨張係数の差が異なる場合でも、その差が比較的小さい場合は、固着用セラミックシート３１の柔軟性により基板２１および金属箔２３の焼成時の熱膨張の差に十分に追従し得るため、金属箔２３の基板２１からのはがれや浮きを有効に防止できることが判明した。
【００６９】
実施形態２
実施形態２として、定着用ヒータの変形例を図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は、この発明の実施形態２に係る定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す定着用ヒータの製造過程において、固着用セラミックシートおよび被覆用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＢ部の拡大説明図である。
【００７０】
図４（ａ）に示されるように、定着用ヒータ３ａは、矩形状の基板２１ａ上に厚さが一様なセラミック層（固着用セラミック層２２ａ）を介して予め所定形状に加工された厚さが一様な金属箔２３ａの抵抗発熱体が設置される。上記基板２１ａは、アルミナなどのセラミックス材料からなる基板であり、実施形態２では純度９６％、厚さ１ｍｍのアルミナ基板を用いている。
実施形態２に係る定着用ヒータ３ａは、さらに金属箔２３ａを被覆するように第２のセラミック層（被覆用セラミック層２４）を備えている。
【００７１】
図４（ｂ）は、固着用セラミック層２２ａおよび被覆用セラミック層２４の焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。図４（ｂ）に示されるように、基板２１ａの上にはシート状に加工された固着用セラミックシート３１ａおよび被覆用セラミックシート３４が配される。
図４（ｃ）に示されるように、固着用セラミックシート３１ａは、セラミック粒子３２ａをアクリル系樹脂の有機バインダ３３ａで均一に結着することにより、シート状に形成されている。被覆用セラミックシート３４も同様に、セラミック粒子３２ｂをアクリル系樹脂の有機バインダ３３ｂで均一に結着することにより、シート状に形成されている。
実施形態２では、焼成前の固着用セラミックシート３１ａの厚さＴｈ１は、７０μｍとしている。固着用セラミックシート３１ａおよび被覆用セラミックシート３４は、シート状に加工されかつ柔軟性があるため、取り扱いが容易である。
【００７２】
固着用セラミックシート３１ａ上に予めエッチングなどにより所定パターンに加工された金属箔２３ａの抵抗発熱体が設けられる。なお、金属箔２３ａの材質と厚さは、実施形態１と同じである。実施形態２では、上記金属箔２３ａを被覆するように、さらに被覆用セラミックシート３４が配される。
【００７３】
次に、定着用ヒータ３ａの製造方法を説明する。
【００７４】
上記金属箔２３ａの抵抗発熱体は、上記固着用セラミックシート３１ａに含まれるアクリル系樹脂の有機バインダ３３ａが接着性を発揮する所定の温度（常温（２５℃）〜８０℃）に加熱することによって、固着用セラミックシート３１ａを介して基板２１ａの表面上に仮接着される。さらに、被覆用セラミックシート３４を、金属箔２３ａを被覆するように仮接着した後、定着用ヒータ３ａは焼成炉に投入され、７００℃の焼成温度により固着用セラミックシート３１ａおよび被覆用セラミックシート３４の焼成が行われる。固着用セラミックシート３１ａおよび被覆用セラミックシート３４を構成する有機バインダ３３ａおよび３３ｂが焼成により熱分解し、残ったセラミック粒子３２ａおよび３２ｂが上下から包みこむように金属箔２３ａを固着し、固着用セラミック層２２ａおよび被覆用セラミック層２４を形成した結果、定着用ヒータ３ａが完成される。
【００７５】
ところで、実施形態１に示したように、金属箔２３aと基板２１aとの熱膨張係数が大きく異なる場合、焼成時に金属箔２３aが熱膨張の変化により基板２１aからはがれるように反ることがある。しかし、このような場合でも、金属箔の反りを矯正する（押さえつける）ように被覆用セラミックシート２４を被覆させることにより、金属箔２３aの基板２１aからのはがれや浮きを有効に防止することができる。
そこで、この効果を確認すべく、金属箔２３aをステンレス鋼（熱膨張係数：１８．６×１０―6/℃)とし、基板２１aの材質を金属箔２３aと熱膨張係数の大きく異なるセラミック（アルミナ９６％。熱膨張係数：６．４×１０―6/℃）として焼成を行い、金属箔２３aが基板２１aから剥離せずに良好に固着されるか検証を行った。ここで、焼成前の固着用セラミックシート３１ａの厚さＴｈ１は７０μｍとし、被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２を、それぞれ２５０μｍ、３００μｍ、５００μｍとした場合の焼成結果を下の表２に示す。
【００７６】
【表２】
0005572488.tif 000003
【００７７】
上の表２に示されるように、金属箔２３ａ上に被覆用セラミックシート３４を設置しない場合（実施形態１）は、基板２１ａおよび金属箔２３ａの焼成時の熱膨張の差が大きく、金属箔２３ａが基板２１ａから剥離してしまうためうまく固着されない。しかし、この実施形態のように、金属箔２３ａ上に被覆用セラミックシート３４をさらに設置して焼成を行った場合、焼成前の被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２が３００μｍのときに、金属箔２３aが基板２１aから剥離することなく良好に固着された。これは、固着用セラミックシート３１aおよび被覆用セラミックシート３４が焼成により、それぞれ固着用セラミック層２２aおよび被覆用セラミック層２４を形成するときに、金属箔２３aを上下から内包するように押さえつけ、焼成時の熱膨張の差による金属箔２３aの基板２１aからの剥離を防止するためであると考えられる。
【００７８】
一方、金属箔２３ａ上に被覆用セラミックシート３４を設置した場合でも、被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２が２５０μｍのときは、金属箔２３aの反りの力を押さえきれず、金属箔２３aを基板２１ａにうまく固着できなかった。これは、被覆用セラミックシート３４の厚みＴｈ２が薄すぎる場合、金属箔２３ａの反りの力に耐えきれず、被覆用セラミックシート３４に亀裂が入るためであると考えられる。
また、被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２が５００μｍの場合も、金属箔２３aを基板２１ａにうまく固着できなかった。被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２が厚すぎる場合は、被覆用セラミックシート３４自体の柔軟性が損なわれるために、被覆用セラミックシート３４に亀裂が入りやすくなるためであると考えられる。
それゆえ、被覆用セラミックシート３４は、薄すぎても厚すぎても良くなく、被覆用セラミックシート３４が受ける金属箔２３aの反りの力にもよるが、この実施形態の条件においては、被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２は、２５０〜３５０μｍの範囲が適当であると考えられる。
【００７９】
以上の結果から、被覆用セラミックシート３４の厚さＴｈ２が金属箔２３aの反りの力に耐え、かつ被覆用セラミックシート３４の柔軟性が損なわれない範囲で、金属箔２３aを固着用セラミックシート３１aおよび被覆用セラミックシート３４で上下から包み込むように固着することにより、金属箔２３aと基板２１aとの熱膨張差が大きく異なる場合でも、良好な密着性を示すことが確認された。
【００８０】
実施形態３
実施形態３として、定着用ヒータの別の変形例を、図５および図６に基づいて説明する。
図５（ａ）は、この発明の実施形態３に係る定着用ヒータの構成を示す上面図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す定着用ヒータのＸ１−Ｘ１矢視断面図である。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す定着用ヒータの製造過程において、固着用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図６（ａ）は、図５（ａ）に示す定着用ヒータのＣ部の側面拡大図である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される部分の固着用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
【００８１】
図５（ａ）および（ｂ）に示されるように、実施形態３に係る定着用ヒータ３ｂに係る２組の発熱部（主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２）は、基板２１ｃの表面上に固着用セラミック層２２ｃを介して、異なる電気抵抗率を有する複数の金属箔２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈを組み合わせて構成される。なお、金属箔同士は、導電性の接着剤にて接着される。
Ｘ１−Ｘ１矢視断面図において、基板２１ｃの表面上に、固着用セラミック層２２ｃを介して、予め所定形状に加工された厚さが一様だが電気抵抗率が異なる金属箔２３ｄ，２３ｈの抵抗発熱体が設置される。
【００８２】
図５（ｃ）は、定着用ヒータ３ｂの製造過程において、固着用セラミック層２２ｃの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。図５（ｃ）に示されるように、基板２１ｃの表面上に固着用セラミックシート３１ｃが配される。さらに、固着用セラミックシート３１ｃ上に、予めエッチングなどにより所定のパターンに加工された金属箔２３ｄおよび２３ｈの抵抗発熱体が設けられる。
【００８３】
ここで、図５（ａ）に示される主抵抗発熱部４１は、長手方向において、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓにそれぞれ対応する金属箔２３ｈおよび２３ｄを備え、副抵抗発熱部４２は、主抵抗発熱部４１に平行に、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓにそれぞれ対応する金属箔２３ｄおよび２３ｈを備える。金属箔２３ｈおよび２３ｄの長手方向の単位長さ当たりの発熱量は一定である。ただし、金属箔２３ｈは、金属箔２３ｄよりも長手方向の単位長さ当たりの発熱量が大きく、主抵抗発熱部４１は両端発熱領域Ｓよりも中央発熱領域Ｍに、副抵抗発熱部４２は中央発熱領域Ｍよりも両端発熱領域Ｓに熱量が集中するような構成を有する。
【００８４】
一方、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２はいずれも、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓの境界部分において、電気抵抗率が段階的に異なる複数の金属箔２３ｄ〜２３ｈを長手方向で一部互いに重ね合わさるように直列接続する。これにより、長手方向における単位長さ当たりの発熱量が徐々に変化するように構成される。なお、この実施形態において、金属箔２３ｄ〜２３ｈの電気抵抗率は、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈの順に徐々に変化するように構成される。
【００８５】
次に、定着用ヒータ３ｂの製造方法を説明する。
【００８６】
上記金属箔２３ｄ〜２３ｈの抵抗発熱体の組み合わせは、所定の温度（常温（２５℃）〜８０℃）に加熱することによって、固着用セラミックシート３１ｃを介して基板２１ｃの表面上に仮接着される。その後、固着用セラミックシート３１ｃにより金属箔２３ｄ〜２３ｈの抵抗発熱体の組み合わせが仮接着された基板２１ｃが焼成炉に投入され、所定の焼成条件で固着用セラミックシート３１ｃの焼成が行われ、定着用ヒータ３ｂが完成される。
【００８７】
ここで、主抵抗発熱部４１のみに電流を流したとき、主抵抗発熱部４１の長手方向における発熱量の分布は中央発熱領域Ｍに対応する幅Ｗ１に集中する。一方、副抵抗発熱部４２のみに電流を流したとき、副抵抗発熱部４２の長手方向における発熱量の分布は両端発熱領域Ｓに集中する。また、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２の両方に電流を流したとき、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２の長手方向における合成発熱量の分布は均一になり、基板２１ｃの全長に対応する幅Ｗ２に集中する。
その後、定着ベルト４（図２）を介して熱量が伝えられ、記録紙１１（図２）の用紙サイズに対応した発熱領域が実現できる。
【００８８】
ところで、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２の両方に電流を流したとき、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓの境界部分における合成発熱量の分布を均一にするには、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２の長手方向における単位長さ当たりの発熱量の対称性を実現する必要がある。しかし、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓの境界部分においては、主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２の単位長さ当たりの発熱量が急激に変化するため、発熱量の対称性を保つには多くの場合、発熱量の微細な調整を要する。
しかし、この実施形態においては、同一の電気抵抗率を有する金属箔を、厚さが一様なシートからエッチングなどによって切り出すことができ、また固着用セラミックシート３１ｃを介して、基板２１への仮接着により主抵抗発熱部４１および副抵抗発熱部４２が簡易に構成できるため、発熱量の調整が従来の方法よりも容易であり、均一で安定した発熱特性が実現できる。
【００８９】
実施形態４
実施形態４として、定着用ヒータのさらに別の変形例を、図７および図８に基づいて説明する。
図７（ａ）は、この発明の実施形態４に係る定着用ヒータの構成を示す一部切り欠きの上面図である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す定着用ヒータのＸ２−Ｘ２矢視断面図である。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す定着用ヒータの製造過程において、固着用セラミックシートおよび被覆用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
図８（ａ）は、図７（ａ）に示す定着用ヒータのＤ部の側面拡大図である。
図８（ｂ）は、図７（ａ）に示される部分の固着用セラミックシートおよび被覆用セラミックシートの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。
【００９０】
図７（ａ）および（ｂ）に示されるように、実施形態４に係る定着用ヒータ３cに係る２組の発熱部（主抵抗発熱部４１ａおよび副抵抗発熱部４２ｂ）は、基板２１ｅの表面上に、固着用セラミック層２２ｅを介して、異なる電気抵抗率を有する複数の金属箔２３ｋ，２３ｌ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏを組み合わせて構成される。なお、金属箔同士は、導電性の接着剤にて接着される。
Ｘ２−Ｘ２矢視断面図において、基板２１ｅの表面上に、固着用セラミック層２２ｅを介して、予め所定形状に加工された厚さが一様だが電気抵抗率が異なる金属箔２３ｋおよび２３ｏの抵抗発熱体が設置される。この実施形態では、さらに金属箔２３ｋおよび２３ｏを固着用セラミック層２２ｅおよび被覆用セラミック層２４ｂで上下から内包するようにして、被覆用セラミック層２４ｂを設置する。
図７（ａ）に示されるように、金属箔２３ｋ〜２３ｏの組み合わせの全体は、固着用セラミック層２２ｅおよび被覆用セラミック層２４ｂとで上下から包み込むように被覆される。
【００９１】
図７（ｃ）は、定着用ヒータ３ｃの製造過程において、固着用セラミック層２２ｃおよび被覆用セラミック層２４ｂの焼成前の定着用ヒータの構成を示す説明図である。図７（ｃ）に示されるように、基板２１ｅの表面上に固着用セラミックシート３１ｅが配される。その後さらに、固着用セラミックシート３１ｅ上に、予めエッチングなどにより所定のパターンに加工された金属箔２３ｋおよび２３ｏが設けられる。
なお、この実施形態では、さらに固着用セラミックシート３１ｅおよび被覆用セラミックシート３４ｂで、金属箔２３ｋおよび２３ｏを上下から包み込むように被覆する。
【００９２】
ここで、図７（ａ）に示される主抵抗発熱部４１ａは、長手方向において、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓにそれぞれ対応する金属箔２３ｏおよび２３ｋを備え、副抵抗発熱部４２ａは、主抵抗発熱部４１ａと平行に、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓにそれぞれ対応する金属箔２３ｋおよび２３ｏを備える。金属箔２３ｋおよび２３ｏの長手方向の単位長さ当たりの発熱量は一定である。ただし、金属箔２３ｋは、金属箔２３ｏよりも長手方向の単位長さ当たりの発熱量が大きく、主抵抗発熱部４１ａは両端発熱領域Ｓよりも中央発熱領域Ｍに、副抵抗発熱部４２ａは中央発熱領域Ｍよりも両端発熱領域Ｓに熱量が集中するような構成を有する。
【００９３】
一方、主抵抗発熱部４１ａおよび副抵抗発熱部４２ａはいずれも、中央発熱領域Ｍおよび両端発熱領域Ｓの境界部分において、電気抵抗率が段階的に異なる複数の金属箔２３ｋ〜２３ｏを長手方向で一部互いに重ね合わさるように直列接続する。これにより、長手方向における単位長さ当たりの発熱量が徐々に変化するように構成される。なお、この実施形態において、金属箔２３ｋ〜２３ｏの電気抵抗率は、２３ｋ，２３ｌ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏの順に徐々に変化するように構成される。
【００９４】
次に、定着用ヒータ３cの製造方法を説明する。
【００９５】
上記金属箔２３ｋ〜２３ｏの抵抗発熱体の組み合わせは、所定の温度（常温（２５℃）〜８０℃）に加熱することによって、固着用セラミックシート３１ｅを介して基板２１ｅの表面上に仮接着される。その後、固着用セラミックシート３１ｅにより金属箔２３ｋ〜２３ｏの抵抗発熱体の組み合わせが仮接着された基板２１ｅが焼成炉に投入され、所定の焼成条件で固着用セラミックシート３１ｅおよび被覆用セラミックシート３４ｂの焼成が行われ、定着用ヒータ３cが完成される。
【００９６】
ここで、金属箔２３ｋ〜２３ｏは導電性接着剤によって互いに接着される。しかし、各金属箔２３ｋ〜２３ｏの熱膨張係数が大きく異なる場合、焼成時の熱膨張差によって基板２１ｅとの密着性が金属箔２３ｋ〜２３ｏによって異なるため、金属箔２３ｋ〜２３ｏの基板２１ｅからの剥がれや浮きが生じるおそれがある。しかし、この実施形態においては、各金属箔２３ｋ〜２３ｏの熱膨張係数が大きく異なる場合でも、金属箔２３ｄ〜２３ｈの組み合わせを固着用セラミックシート２２ｅおよび被覆用セラミックシート２４ｂで上下から挟み込んで内包することにより、熱膨張差に起因する金属箔の剥がれや浮きを防止でき、均一で安定した発熱特性が実現できる。
【符号の説明】
【００９７】
１：画像形成装置
２：定着装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ：定着用ヒータ
４：定着ベルト
５：定着ローラ
６：加圧ローラ
７：ヒータランプ
８：コート層
１０ａ，１０ｂ：サーミスタ
１１：記録紙
１２：トナー像
２１，２１ａ，２１ｃ，２１ｅ：基板
２２，２２ａ，２２ｃ，２２ｅ：固着用セラミック層
２３，２３ａ，２３ｄ，・・・，２３ｈ，２３ｋ，・・・，２３ｏ：金属箔
２４，２４ｂ：被覆用セラミック層
３１，３１ａ，３１ｃ，３１ｅ：固着用セラミックシート
３２，３２ａ，３２ｂ：セラミック粒子
３３，３３ａ，３３ｂ：有機バインダ
３４，３４ｂ：被覆用セラミックシート
４１，４１ａ：主抵抗発熱部
４２，４２ａ：副抵抗発熱部
５０：光学系ユニット
５１：第１可視像形成ユニット
５２：第２可視像形成ユニット
５３：第３可視像形成ユニット
５４：第４可視像形成ユニット
５５：中間転写ベルト
５６：２次転写ユニット
５７：内部用紙給送ユニット
５８：手差し用紙給送ユニット
５９，６５，６６，６７：感光体
６０：帯電ユニット
６１a，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ：現像ユニット
６２a，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ：１次転写ユニット
６３：クリーニングユニット
６４：レーザー光源
６８，６９：テンションローラ
７０：廃トナーボックス
７１：定着部
７２：加圧部
７３，７４：給送ローラ
７５：排紙トレイ
Ｆ：記録紙の搬送方向
Ｒ、Ｒ１：定着ベルトの送り方向
Ｎ：定着ニップ部
Ｗ：定着ニップ幅
Ｔｈ１：固着用セラミックシートの厚さ
Ｔｈ２：被覆用セラミックシートの厚さ
Ｍ：基板の長手方向の中央発熱領域
Ｓ：基板の長手方向の両端発熱領域
Ｗ１：基板の長手方向の中央発熱領域に対応する幅
Ｗ２：基板の長手方向の全長に対応する幅
【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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