(57)【要約】【課題】  非通紙部昇温を抑制しつつ、通紙部における定着不良を抑えられるヒータ及びこのヒータを搭載する定着装置を提供する。【解決手段】  ヒータ基板上に基板長手方向に沿って設けた２本の導電パターン間に、発熱抵抗体を電気的に並列に接続し、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路と基板長手方向でオーバーラップするように発熱抵抗体を配置する。【選択図】  図３
2014134819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に接続されている発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、
前記発熱抵抗体は前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列に複数本接続されており、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記ヒータは、並列接続された複数の前記発熱抵抗体を有する発熱ブロックを複数有し、各発熱ブロックは電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記発熱抵抗体の形状は長方形であり、前記発熱抵抗体の形状が長方形となるように前記第１導電体と前記第２導電体にはΔ形状領域が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項４】
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが請求項１〜３いずれか１項に記載のヒータであることを特徴とする像加熱装置。
【請求項５】
基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に接続されている発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、
前記第１導電体と前記第２導電体間に複数本の前記発熱抵抗体が電気的に並列接続されている発熱ブロックが、前記基板の短手方向において異なる位置に複数列設けられており、前記短手方向における一方の列の前記発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路が、他方の列の発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とするヒータ。
【請求項６】
前記ヒータは、一つの列の中に複数の前記発熱ブロックを有し、一つの列の中の各発熱ブロックは電気的に直列に接続され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】
前記発熱抵抗体の形状は長方形であり、前記発熱抵抗体の形状が長方形となるように前記第１導電体と前記第２導電体にはΔ形状領域が設けられ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８】
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが請求項５〜７いずれか１項に記載のヒータであることを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱定着装置に利用すれば好適なヒータ、及びこのヒータを搭載する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに搭載する定着装置として、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内面に接触するセラミックヒータと、エンドレスベルトを介してセラミックヒータと定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する装置がある。この定着装置を搭載する画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、定着ニップ部長手方向において紙が通過しない領域の温度が徐々に上昇するという現象（非通紙部昇温）が発生する。非通紙部の温度が高くなり過ぎると、装置内の各パーツへダメージを与えたり、非通紙部昇温が生じている状態で大サイズ紙にプリントすると、小サイズ紙の非通紙部に相当する領域でトナーが高温オフセットすることもある。
【０００３】
この非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして、セラミック基板上の発熱抵抗体を負の抵抗温度特性を有する材質で形成することが考えられている。非通紙部が昇温しても非通紙部の発熱抵抗体の抵抗値は下がるので、非通紙部の発熱抵抗体に電流が流れても非通紙部の発熱が抑えられるという発想である。負の抵抗温度特性は、温度が上がると抵抗が下がる特性であり、以後ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）と称する。逆に、発熱抵抗体を正の抵抗温度特性を有する材質で形成することも考えられている。非通紙部が昇温すると非通紙部の発熱抵抗体の抵抗値が昇温し、非通紙部の発熱抵抗体に流れる電流が抑制されることにより非通紙部の発熱を抑制するという発想である。正の抵抗温度特性は、温度が上がると抵抗が上がる特性であり、以後ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）と称する。
【０００４】
しかしながら、一般的にＮＴＣの材質は体積抵抗が非常に高く、一本のヒータに形成する発熱抵抗体の総抵抗を、商用電源で使用できる範囲内に設定するのは非常に難しい。逆にＰＴＣの材質は体積抵抗が非常に低く、ＮＴＣの場合と同様、一本のヒータの発熱抵抗体の総抵抗を、商用電源で使用できる範囲内に設定するのは非常に難しい。
【０００５】
そこで、セラミック基板上に形成する発熱抵抗体をヒータの長手方向で複数のブロックに分割し、各ブロックではヒータの短手方向（記録紙の搬送方向）に電流が流れるように二本の電極を基板の短手方向の両端に配置する。更に複数のブロックを電気的に直列に繋ぐ構成が特許文献１に開示されている。このような形状にすれば、発熱抵抗体の材質がＮＴＣの場合、各ブロックの抵抗値が低くなり、ヒータの長手方向に電流を流す場合と比較してヒータ全体の総抵抗を低く抑えることができる。また、発熱抵抗体の材質がＰＴＣの場合、複数のブロックに分割せずにヒータの短手方向に電流を流す場合と比較してヒータ全体の総抵抗を高くすることができる。
【０００６】
ただし、発熱抵抗体を複数の発熱ブロックに分割すると、隣り合う発熱ブロック間に隙間ができてしまい、発熱分布ムラができてしまう。そこで、特許文献１では、発熱ブロックの形状を平行四辺形にすることで、ヒータ長手方向で発熱しない領域が生じないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０２５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている発熱ブロックの形状では、発熱分布ムラを抑制する効果として不十分であることがその後の検討で判明した。図１２はこのヒータの一部を示している。２２ａは細長い基板であり、この基板上に導電パターン２９ｑ（２２ｑ１、２２ｑ２・・・）と導電パターン２９ｒ（２２ｒ１、２２ｒ２・・・）を基板長手方向に沿って設けてある。導電パターン２２ｑと２２ｒは、共に基板長手方向の複数個所で分断されており、導電パターン２２ｑと導電パターン２２ｒの間には発熱抵抗体２９ｂ（２９ｂ１、２９ｂ２・・・）が接続されている。２２ｅ１は給電用コネクタを接続する電極である（他端側の電極の図示は省略してある）。
【０００９】
図１２に示すように発熱ブロックの形状を平行四辺形にして、記録紙上の任意の点が必ず発熱抵抗体２９ｂの存在する領域を通過するようにしても、ヒータ長手方向で発熱抵抗体がオーバーラップしている領域Ｂには電流があまり流れない。なぜなら、オーバーラップしている領域Ｂ以外の領域に図１２に示すように最短電流経路が存在し、電流の多くはこの最短電流経路を流れてしまうからである。発熱量は電流の二乗に比例するので、流れる電流量が少ない領域の発熱量は低下してしまい、ヒータ長手方向における発熱分布ムラを抑制する効果は小さくなってしまう。このように発熱分布ムラが大きいと画像の加熱ムラが生じてしまう。また、一つの発熱ブロック内においても、電流が流れやすい領域と流れにくい領域が存在してしまうと、上述と同様に発熱分布ムラの課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するための本発明は、基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に接続されている発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、前記発熱抵抗体は前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列に複数本接続されており、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に接続されている発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、前記第１導電体と前記第２導電体間に複数本の前記発熱抵抗体が電気的に並列接続されている発熱ブロックが、前記基板の短手方向において異なる位置に複数列設けられており、前記短手方向における一方の列の前記発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路が、他方の列の発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ヒータ長手方向における発熱分布ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】像加熱装置の断面図である。
【図２】ヒータの平面図である。（実施例１）
【図３】実施例１のヒータの、最短電流経路を示した図（図３（ａ））、及び発熱抵抗体の形状を示した図（図３（ｂ））である。
【図４】ヒータの平面図である。（実施例２）
【図５】実施例２のヒータの、最短電流経路を示した図（図５（ａ））、及び発熱抵抗体の形状を示した図（図５（ｂ））である。
【図６】実施例２のヒータの導電パターンの形状を説明するための図である。
【図７】ヒータの平面図である。（実施例３）
【図８】実施例３のヒータの、最短電流経路を示した図（図８（ａ））、及び発熱抵抗体の形状を示した図（図８（ｂ））である。
【図９】ヒータの平面図である。（実施例４）
【図１０】実施例４のヒータの、最短電流経路を示した図（図１０（ａ））、及び発熱抵抗体の形状を示した図（図１０（ｂ））である。
【図１１】ヒータの平面図である。（実施例５）
【図１２】ヒータの平面図である。（背景技術）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は像加熱装置としての定着装置６の断面図である。定着装置６は、筒状のフィルム（エンドレスベルト）２３と、フィルム２３の内面に接触するヒータ２２と、フィルム２３を介してヒータ２２と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（ニップ部形成部材）２４と、を有する。フィルムのベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２４ａと、シリコーンゴム等の材質の弾性層２４ｂ、ＰＦＡ等の材質の離型層２４ｃを有する。ヒータ２２は耐熱樹脂製の保持部材２１に保持されている。保持部材２１はフィルム２３の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ２４はモータＭから動力を受けて矢印ｂ方向に回転する。加圧ローラ２４が回転することによってフィルム２３が従動して回転する。
【００１５】
ヒータ２２は、セラミック製のヒータ基板２２ａと、基板２２ａ上に形成された発熱抵抗体２２ｂと、導電パターン（導電体）２２ｃ及び２２ｄと、発熱抵抗体２２ｂ及び導電パターン２２ｃ及び２２ｄを覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層２２ｆを有する。ヒータ基板２２ａの裏面側にはサーミスタ等の温度検知素子２２ｇが当接している。温度検知素子２２ｇの検知温度に応じて商用交流電源から発熱抵抗体２２ｂへ供給する電力が制御される。未定着トナー画像を担持する記録材は、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。
【実施例１】
【００１６】
次に、本実施例１のヒータ２２の形状及び特性について図２及び図３に基づき説明する。本実施例のヒータでは、基板２２ａとして幅１２ｍｍ、長さ２８０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの窒化アルミニウム基板を使用した。発熱抵抗体２２ｂ（２２ｂ１〜２２ｂ１３）は、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）を主たる導電成分とする、特性がＮＴＣの発熱抵抗体である。また、ヒータ２２は、基板２２ａ上に基板長手方向に沿って設けられている第１導電パターン（第１導電体）２２ｃ（２２ｃ１〜２２ｃ６）と、基板２２ａ上に第１導電パターン２２ｃとは基板短手方向で異なる位置に基板長手方向に沿って設けられている第２導電パターン（第２導電体）２２ｄ（２２ｄ１〜２２ｄ６）を有する。発熱抵抗体２２ｂは第１導電パターン２２ｃと第２導電パターン２２ｄの間に接続されている。２２ｅ１、２２ｅ２は電力を供給するためのコネクタが接続される電極である。Ｓは記録材の搬送方向を示している。
【００１７】
図３に示すように、第１導電パターン２２ｃと第２導電パターン２２ｄは、いずれも基板長手方向に複数本に分割されている。また、発熱抵抗体２２ｂは第１導電パターン２２ｃと第２導電パターン２２ｄの間に並列に複数本接続されている。本実施例では第１導電パターン２２ｃと第２導電パターン２２ｄは、いずれも６本に分割されている。第１導電パターン２２ｃの一部である第１導電パターン２２ｃ１と、第２導電パターン２２ｄの一部である第２導電パターン２２ｄ１の間には１３本の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ１３が電気的に並列に接続されており、第１の発熱ブロックＨ１を形成している。また、第２導電パターン２２ｄ１と第１導電パターン２２ｃ２の間にも１３本の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ１３が電気的に並列に接続されており、第２の発熱ブロックＨ２を形成している。本実施例のヒータでは、同様にして発熱ブロックが合計１１個（Ｈ１〜Ｈ１１）形成されており、１１個の発熱ブロック（Ｈ１〜Ｈ１１）は電気的に直列に接続されている。このようにヒータ２２は発熱ブロックを複数有する構成となっている。
【００１８】
次に、発熱抵抗体２２ｂの形状について説明する。図３に示すように各発熱ブロック中の１３本の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ１３の形状は、いずれも平行四辺形である。そして、図３（ａ）に示すように、各発熱抵抗体中の最短電流経路は記録材搬送方向Ｓに対して斜めに傾いており、且つ、各発熱抵抗体の最短電流経路は、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向でオーバーラップしている。図３（ａ）のＷ１が発熱抵抗体２２ｂ２の最短電流経路の基板長手方向における領域を示しており、Ｗ２が発熱抵抗体２２ｂ２の隣の発熱抵抗体２２ｂ３の最短電流経路の基板長手方向における領域を示している。領域Ｗ１と領域Ｗ２が基板長手方向においてオーバーラップしていることが判る。発熱抵抗体２２ｂの形状をこのように設計すると、記録材搬送方向Ｓに対して平行にヒータを見たときに、ヒータの長手方向に亘って最短電流経路が隙間無く存在する。よって、記録材が定着ニップ部Ｎを通過する時、記録材上の任意の点は、電流が流れて発熱する領域を必ず通過するので、記録材上のトナー像が部分的に加熱不足となる現象を抑えることができる。
【００１９】
次に、記録材搬送方向Ｓに対して平行にヒータを見たときに、ヒータの長手方向に亘って最短電流経路が隙間無く存在する場合の発熱抵抗体の形状に関して詳しく説明する。なお、ヒータ長手方向において最短電流経路が隙間無く存在する範囲は、像加熱装置或いは画像形成装置で使用可能な最大サイズとして設定されている定型の記録材の幅設けてあればよい。
【００２０】
図３（ｂ）に示すヒータの部分的平面図において、平行四辺形の発熱抵抗体２２ｂの長辺長さをｇ１、短辺長さをｃ１、一つの発熱ブロック中の隣り合う発熱抵抗体２２ｂの間隔をｅ１、発熱抵抗体２２ｂの傾斜角度をβ１とする。この場合、発熱抵抗体２２ｂの形状及び隙間ｅ１を（式１）で表される関係に設定すれば、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向でオーバーラップする関係を形成できる。
ｇ１×ｃｏｓ（β１）≧ｃ１＋ｅ１  （式１）
【００２１】
また、隣り合う二つの発熱ブロックの境界を形成している２本の発熱抵抗体（例えば発熱ブロックＨ１の発熱抵抗体２２ｂ１３と、発熱ブロックＨ２の発熱抵抗体２２ｂ１）の関係も（式２）を満たすように設定すればよい。
ｇ１×ｃｏｓ（β１）≧ｃ１＋ｄ１  （式２）
【００２２】
本実施例のヒータは、ｅ１＝ｄ１に設定してある。なお、本実施例のヒータにおける各部位の寸法は以下の通りである。ヒータ基板の短手方向の幅ａ１は１２ｍｍ、発熱抵抗体２２ｂの基板短手方向の幅ｂ１は５ｍｍ、発熱抵抗体２２ｂの長辺ｇ１は６．２８ｍｍ、短辺ｃ１は１．４ｍｍである。傾斜角度β１は約５２．８°、隣り合う導電パターン２２ｄ間の距離ｄ１（隣り合う導電パターン２２ｃ間の距離もｄ１である）は０．５ｍｍ、一つの発熱ブロック内の隣り合う発熱抵抗体間の距離ｅ１は０．５ｍｍ、導電パターン２２ｃ及び２２ｄの基板短手方向の幅ｆ１は１．５ｍｍである。なお、発熱抵抗体２２ｂを設けた領域のヒータ長手方向の総幅は２３７ｍｍである。これらの値を（式１）に当てはめると、ｇ１×ｃｏｓ（β１）≒３．８、ｃ１＋ｅ１＝１．９となり、（式１）が成り立つ。また、ｃ１＋ｄ１＝１．９なので（式２）も成り立つ。
【００２３】
本実施例では、発熱抵抗体２２ｂの温度抵抗係数（ＴＣＲ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が−４５５ｐｐｍ／℃、即ちＮＴＣとなるペースト材料を用い、ヒータの総抵抗値が２０Ωとなるように導電パターンや発熱抵抗体の形状を設定した。ここで述べるＴＣＲは、一般的に高温側のＴＣＲ値として用いられる２５℃〜１２５℃間の数値である。
【００２４】
以上のように、一つの発熱ブロック中の発熱抵抗体の形状を、基板長手方向において幅広くするのではなく基板短手方向に細長くして並列接続することによって、最短電流経路を短手方向Ｓに対して傾けることができる。この構成に加えて、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向においてオーバーラップするように配置することで、基板長手方向におけるヒータの発熱分布ムラを小さく抑えることが出来る。
【実施例２】
【００２５】
図４〜図６を用いて実施例２のヒータを説明する。図４に示すように実施例２のヒータ２２は、発熱抵抗体２５ｂの形状が実施例１で示した平行四辺形形状ではなく長方形であり、導電パターン２５ｃ及び２５ｄの形状も実施例１と異なっている。発熱抵抗体２５ｂ、導電パターン２５ｃ及び２５ｄ以外の、基板２２ａ、給電用電極２２ｅ１及び２２ｅ２は、それぞれ実施例１と同様の材料、形状にて形成した。なお、発熱抵抗体２５ｂを設けた領域のヒータ長手方向の総幅は２３７ｍｍである。また、総抵抗値が実施例１と同じ２０Ωになるように材料や混合比を調整して発熱抵抗体２５ｂを形成し、２５℃〜１２５℃におけるＴＣＲは−４３０ｐｐｍ／℃であった。
【００２６】
実施例２のヒータも実施例１のヒータ同様、発熱抵抗体２５ｂを１１個の発熱ブロックに分けている。また、一つの発熱抵抗体の最短電流経路が記録材搬送方向に対して斜めに傾くようにするため、一つの発熱ブロック中で１３個の発熱抵抗体に分割している点も実施例１と同じである。この１３個の長方形に分割された発熱抵抗体２５ｂ（２５ｂ１〜２５ｂ１３）は電気的に並列に接続されて一つの発熱ブロックを構成している。また、１３個の発熱抵抗体２５ｂの群、つまり発熱ブロックは１１個あり、１１個の発熱ブロック（Ｈ１〜Ｈ１１）は電気的に直列に接続されている。
【００２７】
本実施例では、発熱抵抗体が長方形で形成されているため、個々の発熱抵抗体２５ｂに存在する最短電流経路は単一線ではなく発熱抵抗体の全面になる。本実施例においても実施例１と同様に記録材搬送方向Ｓに対して最短電流経路が斜めに構成されている。図５（ａ）には最短電流経路の方向を示してある。実施例１のヒータよりも一つの発熱抵抗体中の最短電流経路が広いので個々の発熱抵抗体に対して２本の矢印を引いてある。また、図６に示すように、各発熱抵抗体の形状を長方形とするため、導電パターン２５ｃ及び２５ｄはΔ（デルタ）形状領域を有している。導電パターンのΔ形状領域は、発熱抵抗体を長方形にするためであれば他の形状でもよく、形状をΔに特定するものではない。
【００２８】
本実施例のように、個々の発熱抵抗体２５ｂに存在する最短電流経路を実施例１のような単一線でなく平面にすることで、実施例１の構成に比べて、フィルム２３及び記録材への伝熱効率が向上するメリットがある。また、本実施例においても、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向においてオーバーラップしているので、ヒータの発熱分布ムラを小さく抑えることができる。なお、図５（ａ）のＷ３が発熱抵抗体２５ｂ１の最短電流経路の基板長手方向における領域を示しており、Ｗ４が発熱抵抗体２５ｂ１の隣の発熱抵抗体２５ｂ２の最短電流経路の基板長手方向における領域を示している。領域Ｗ３と領域Ｗ４が基板長手方向においてオーバーラップしていることが判る。発熱抵抗体２５ｂの形状をこのように設計すると、記録材搬送方向Ｓに対して平行にヒータを見たときに、ヒータの長手方向に亘って最短電流経路が隙間無く存在する。よって、記録材が定着ニップ部Ｎを通過する時、記録材上の任意の点は、電流が流れて発熱する領域を必ず通過するので、記録材上のトナー像が部分的に加熱不足となる現象を抑えることができる。
【００２９】
各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向においてオーバーラップ関係にするには、（式３）のように設定すればよい。
ｇ２×ｃｏｓ（β２）−ｈ２×ｃｏｓ（β２）／ｔａｎ（β２）≧ｅ２  （式３）
【００３０】
ここで、図５（ｂ）に示すように、長方形の発熱抵抗体２５ｂの長辺長さをｇ２、短辺長さをｈ２、隣り合う発熱抵抗体２５ｂ同士の間隔をｅ２、発熱抵抗体２５ｂの傾斜角度β２とする。また、隣り合う二つの発熱ブロックの境界を形成している２本の発熱抵抗体（例えば発熱ブロックＨ１の発熱抵抗体２５ｂ１３と、発熱ブロックＨ２の発熱抵抗体２５ｂ１）の関係も（式３）のｅ２をｄ２に置き換えた（式４）を満たすように設定すればよい。
ｇ２×ｃｏｓ（β２）−ｈ２×ｃｏｓ（β２）／ｔａｎ（β２）≧ｄ２  （式４）
【００３１】
本実施例のヒータにおける各部位の寸法は以下の通りである。ヒータ基板の短手方向の幅ａ２は１２ｍｍ、発熱抵抗体２６ｂの長辺ｇ２は７．０ｍｍ、短辺ｈ２は１．０ｍｍ、傾斜角度β２は約５２．８°、発熱抵抗体間の距離ｅ２及びｄ２は０．５ｍｍとした。この数値を当てはめると、ｇ２×ｃｏｓ（β２）−ｈ２×ｃｏｓ（β２）／ｔａｎ（β２）≒３．８、ｅ２＝０．５となり（式２）が成り立つ。同様に（式４）も成り立つ。
【実施例３】
【００３２】
図７及び図８を用いて実施例３のヒータを説明する。図７に示すように実施例３のヒータ２２は発熱抵抗体２６ｂを３２個の発熱ブロック（Ｈ１〜Ｈ３２）に分け、各発熱ブロック中では最短電流経路が記録材搬送方向に対して斜めになるように５本の発熱抵抗体（２６ｂ１〜２６ｂ５）に分割している。この５本の長方形に分割された発熱抵抗体２６ｂは電気的に並列に接続されている。また、３２個の発熱抵抗体２６ｂの群、つまり発熱ブロックＨ１〜Ｈ３２は電気的に直列に接続されている。図７に示すように、本実施例では、導電パターン２６ｈ１〜２６ｈ３３が基板長手方向に対して平行ではなく傾いているが、基板長手方向に沿って設けられている。発熱ブロックＨ１においては、導電パターン２６ｈ１が第１の導電体に相当し、導電パターン２６ｈ２が第２の導電体に相当する。また、発熱ブロックＨ２においては、導電パターン２６ｈ２が第１の導電体に相当し、導電パターン２６ｈ３が第２の導電体に相当する。なお、発熱抵抗体２６ｂを形成しているヒータ長手方向の総幅は２２４．２ｍｍである。発熱抵抗体２６ｂは総抵抗値が実施例１、２と同じ２０Ωになるように、材料や混合比を調整して形成し、２５℃〜１２５℃におけるＴＣＲを−４３５ｐｐｍ／℃とした。
【００３３】
本実施例においても発熱抵抗体が長方形で形成されているため個々の発熱抵抗体２６ｂに存在する最短電流経路は単一線ではなく発熱抵抗体全面となる。各発熱ブロック中で複数本の発熱抵抗体を並列に接続しているので、本実施の形態においても実施例１、２と同様に記録材搬送方向Ｓに対して最短電流経路が斜めに構成されている（図８（ａ））。また、各発熱抵抗体の最短電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路に対して基板長手方向においてオーバーラップするように発熱抵抗体が形成されており、ヒータ長手方向における発熱分布ムラが小さく抑えられるようになっている。図８（ｂ）に示すように、本実施例のヒータにおける各部位の寸法は以下の通りである。ヒータ基板の短手方向の幅ａ３は１２ｍｍ、発熱抵抗体２６ｂの短辺ｇ３は１．３ｍｍ、長辺ｈ３は２．５ｍｍ、隣り合う発熱ブロック同士の間隔ｅ３は２．６ｍｍ、隣り合う発熱抵抗体２６ｂ同士の間隔ｅ３１は０．５ｍｍ、傾斜角度β３は３５°とした。
【００３４】
また、最短電流経路がオーバーラップしている点を視覚的に現したのが図８（ａ）である。Ｗ５は発熱抵抗体２６ｂ１の最短電流経路の基板長手方向における領域、同様にＷ６は発熱抵抗体２６ｂ１の隣の発熱抵抗体２６ｂ２の基板長手方向における領域を示している。図８（ａ）より明らかなように、隣り合う発熱抵抗体の最短電流経路が基板長手方向でオーバーラップしているので、記録材搬送方向Ｓに対して平行にヒータを見たときに、ヒータの長手方向に亘って最短電流経路が必ず存在する構成となっている。また、隣り合う二つの発熱ブロックの境界を形成している２本の発熱抵抗体（例えば発熱ブロックＨ１の発熱抵抗体２６ｂ５と、発熱ブロックＨ２の発熱抵抗体２６ｂ１）の関係も、互いの最短電流経路がオーバーラップする関係になっている。
【実施例４】
【００３５】
図９及び図１０を用いて実施例４のヒータを説明する。図９に示すように実施例４のヒータ２２は、発熱抵抗体２７ｂの形状が実施例２で示した形状と同様に長方形であり、長辺の長さが実施例２の発熱抵抗体２５ｂの半分である。また、給電用電極２２ｅ１から供給される電流が、ヒータ長手方向で電極２２ｅ１が設けられた端部とは反対側のヒータ端部まで達した後に、折り返して給電用電極２２ｅ２に達するよう構成されており、発熱抵抗体が複数列設けられている所謂往復発熱パターンとなっている。このため導電パターンが基板短手方向において４列（２７ｉ、２７ｊ、２７ｍ、２７ｋ）設けられている。実施例１〜３のヒータは、二つの給電用電極がヒータ長手方向両端部に１つずつ配置されていた。これに対して本実施例の構成は、二つの給電用電極２２ｅ１及び２２ｅ２が両方ともヒータの長手方向において片側の端部にあるので、電極に接続するコネクタを１つにすることが出来るというメリットがある。
【００３６】
基板２２ａは実施例１と同様の材料、形状にて形成した。なお、複数に分割された発熱抵抗体２７ｂが形成されている領域のヒータ長手方向の総幅は２３７ｍｍである。また、総抵抗値が実施例１と同じ２０Ωになるように、材料や混合比を調整して発熱抵抗体２７ｂを形成し、２５℃〜１２５℃におけるＴＣＲを−２３０ｐｐｍ／℃に設定した。
【００３７】
なお、発熱抵抗体２７ｂをヒータ２２の長手方向に２２個の発熱ブロックに分け（１１個の発熱ブロック×１往復）、最短電流経路が記録材搬送方向に対して斜めになるよう一つの発熱ブロック中で発熱抵抗体は７個に分割（２７ｂ１〜２７ｂ７）されている。この７個の長方形に分割された発熱抵抗体２７ｂは電気的に並列に接続され、２２個の発熱ブロックＨ１〜Ｈ２２は電気的に直列に接続されている。本実施例においても、個々の発熱抵抗体が長方形で形成されているため、個々の発熱抵抗体２７ｂに存在する最短電流経路は発熱抵抗体全面になる。
【００３８】
ところで、本実施例では、上述のように、発熱ブロックが基板の短手方向において異なる位置に複数列（本実施例では二列）設けられている。そして、短手方向における一方の列の発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路が、他方の列の発熱ブロック内の各発熱抵抗体の最短電流経路に対して、長手方向においてオーバーラップしている。具体的には、図１０（ａ）に示すように、一つの発熱ブロック内の隣り合う二つの発熱抵抗体（例えば発熱ブロックＨ１内の発熱抵抗体２７ｂ１と発熱抵抗体２７ｂ２）の最短電流経路は基板長手方向でオーバーラップしていない。しかしながら、列が異なる発熱ブロック間で長手方向に隣り合う二つの発熱抵抗体（例えば発熱ブロックＨ１内の発熱抵抗体２７ｂ５（領域Ｗ７）と発熱ブロックＨ２２内の発熱抵抗体２７ｂ５）の最短電流経路は、基板長手方向でオーバーラップしている。このような形状でも、ヒータの長手方向における発熱分布ムラを小さく抑えることができる。
【００３９】
なお、図１０（ｂ）に示すように、本実施例のヒータにおける各部位の寸法は以下の通りである。ヒータ基板２２ａの基板短手方向の幅ａ４は１２ｍｍ、発熱抵抗体２７ｂの長辺ｇ４は３．５ｍｍ、短辺ｈ４は１．０ｍｍ、傾斜角度β４は約５２．８°、７個に分割された発熱抵抗体間の距離ｅ４１は２．３ｍｍとした。発熱ブロック間の距離ｅ４も２．３ｍｍとした。
【実施例５】
【００４０】
図１１を用いて実施例５のヒータを説明する。このヒータの形状は実施例１のヒータの変形例であり、図１１に示すように、二本の導電パターン２８ｎ及び２８ｐが基板長手方向において分割されていない。したがって発熱ブロックが１つしかない形態である。導電パターン２８ｎと導電パターン２８ｐの間に並列に接続される発熱抵抗体は１４３本（２８ｂ１〜２８ｂ１４３）である。隣り合う発熱抵抗体同士の最短電流経路が基板長手方向でオーバーラップしている点は実施例１と同様である。ただし、発熱抵抗体がＮＴＣではなくＰＴＣである。ＰＴＣの材質は体積抵抗が非常に低く、実施例１のように発熱ブロックを複数個に分割する構成が有効であるが、発熱抵抗体として体積抵抗が比較的高いＰＴＣの材質を用いることができれば、本実施例の形状でも構わない。
【００４１】
なお、上述した実施例１〜４は、発熱抵抗体としてＮＴＣのものを例に示した。しかしながら、ＰＴＣの発熱抵抗体の場合でも、その形状を実施例１〜４のように、最短電流経路をオーバーラップさせる構成にすれば基板長手方向における発熱分布ムラを小さく抑えることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、未定着トナー像を記録材に定着する定着装置だけでなく、記録材上に定着済みのトナー像を再度加熱することによって、画像の光沢度を向上させる光沢付与装置などの像加熱装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
２２  ヒータ
２２ａ  ヒータ基板
２２ｂ  発熱抵抗体
２２ｃ、２２ｄ  導電パターン
２２ｅ１、２２ｅ２  電極
２３  フィルム
２４  加圧ローラ
Ｐ  記録材
Ｎ  定着ニップ部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月7日(2014.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述の課題を解決するための本発明は、セラミック基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って前記長手方向と平行に設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って前記長手方向と平行に設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列に且つ前記長手方向及び前記長手方向と直交する方向に関して傾けて接続されている複数の発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、前記長手方向に関して前記複数の発熱抵抗体が設けられている領域の、前記第１導電体及び前記第２導電体の前記発熱抵抗体を接続する辺が全て直線である場合よりも、前記発熱抵抗体内の電流が流れる領域が広がるように、前記第１導電体と前記第２導電体の前記発熱抵抗体を接続する辺には前記発熱抵抗体の形状を調整する領域が設けられ、各発熱抵抗体の電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って前記長手方向と平行に設けられている第１導電体と、前記基板上に前記第１導電体とは基板短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って前記長手方向と平行に設けられている第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列に且つ前記長手方向及び前記長手方向と直交する方向に関して傾けて接続されている複数の発熱抵抗体と、を有するヒータにおいて、
前記長手方向に関して前記複数の発熱抵抗体が設けられている領域の、前記第１導電体及び前記第２導電体の前記発熱抵抗体を接続する辺が全て直線である場合よりも、前記発熱抵抗体内の電流が流れる領域が広がるように、前記第１導電体と前記第２導電体の前記発熱抵抗体を接続する辺には前記発熱抵抗体の形状を調整する領域が設けられ、各発熱抵抗体の電流経路が、隣り合う発熱抵抗体の電流経路に対して前記長手方向においてオーバーラップしていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記ヒータは、並列接続された複数の前記発熱抵抗体を有する発熱ブロックを複数有し、各発熱ブロックは電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記発熱抵抗体は負の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記発熱抵抗体は正の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項５】
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが請求項１〜４いずれか一項に記載のヒータであることを特徴とする像加熱装置。