(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を搬送しつつ記録材上の画像を画像加熱装置に用いられる加熱体であって、
基板と、前記基板の記録材搬送方向と直交する長手方向の一端部側から他端部側まで記録材搬送方向と所定の角度をなして配置され通電により発熱する発熱抵抗体と、前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端部側で前記発熱抵抗体の記録材搬送方向と所定の角度をなす長さ方向に沿って所定の距離をおいて配置され前記発熱抵抗体の長さ方向と直交する幅方向で前記発熱抵抗体に通電する複数の導電部と、を有し、
前記距離をｄ、前記発熱抵抗体の幅方向の寸法をＬ、記録材搬送方向と前記発熱抵抗体とのなす角度をθ（但し、θ＜９０°）としたときに、
θ＞ｔａｎ-1（ｄ／Ｌ）
の関係を満たしていることを特徴とする加熱体。
【請求項２】
前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を一直線状に配置することを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項３】
前記基板の短手方向において前記発熱抵抗体の配置される領域の幅をＷとし、前記基板の長手方向において前記発熱抵抗体の配置される領域の長さをＤとしたときに、（Ｗ／Ｄ）＜（ｄ／Ｌ）の条件に当てはまる場合に、前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を前記基板の長手方向に一直線状にならないように配置することを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項４】
前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を前記基板の長手方向において前記基板の短手方向に折り返してジグザグに配置することを特徴とする請求項３に記載の加熱体。
【請求項５】
複数の前記導電部は、それぞれ、独立した電力供給手段より給電されることを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項６】
加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、を有し、前記可撓性部材で記録材を搬送しつつ記録材上の画像を前記加熱体の熱で加熱する画像加熱装置において、
前記加熱体は、基板と、前記基板の記録材搬送方向と直交する長手方向の一端部側から他端部側まで記録材搬送方向と所定の角度をなして配置され通電により発熱する発熱抵抗体と、前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端部側で前記発熱抵抗体の記録材搬送方向と所定の角度をなす長さ方向に沿って所定の距離をおいて配置され前記発熱抵抗体の長さ方向と直交する幅方向で前記発熱抵抗体に通電する複数の導電部と、を有し、
前記距離をｄ、前記発熱抵抗体の幅方向の寸法をＬ、記録材搬送方向と前記発熱抵抗体とのなす角度をθ（但し、θ＜９０°）としたときに、
θ＞ｔａｎ-1（ｄ／Ｌ）
の関係を満たしていることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項７】
前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を一直線状に配置することを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記基板の短手方向において前記発熱抵抗体の配置される領域の幅をＷとし、前記基板の長手方向において前記発熱抵抗体の配置される領域の長さをＤとしたときに、（Ｗ／Ｄ）＜（ｄ／Ｌ）の条件に当てはまる場合に、前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を一直線状にならないように配置することを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記発熱抵抗体と複数の前記導電部を前記基板の長手方向において前記基板の短手方向に折り返してジグザグに配置することを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
複数の前記導電部は、それぞれ、独立した電力供給手段より給電されることを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）のヒータとして用いれば好適な加熱体、及びその加熱体を備える画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着装置（定着器）として、フィルム加熱方式の定着装置が知られている。特許文献１にはこのタイプの定着器が記載されている。このタイプの定着器は、セラミック製の基板上に通電発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着トナー画像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。
【０００３】
この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従ってこの定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）を短くできる。またこの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００４】
ところで、フィルム加熱方式の定着器を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域（非通紙領域）が過度に昇温（非通紙部昇温）することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを支持するホルダや加圧ローラが熱により損傷する場合がある。
【０００５】
そこで、フィルム加熱方式の定着器を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。
【０００６】
しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当りの出力枚数を減らすものであり、単位時間当りの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等或いは若干少ない程度に抑えることが望まれる。
【０００７】
特許文献２では、加熱体に対し被加熱材の導入方向に通電（短手通電）し、加熱体のＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性により非通紙部の昇温を抑える加熱装置が提案されている。この場合、加熱体の材料として、定着性確保可能温度を供給可能であり、且つ定着装置のホルダや加圧ローラなどの部品が損傷することのないＰＴＣ特性を有する材料が必要となる。また、特定の温度領域で強いＰＴＣ特性を有することを要求するため、特殊な材料の開発が要求される。
【０００８】
一般に、強いＰＴＣ特性を有する材料は抵抗値が低く、このことにより長手方向に渡る抵抗差に起因した発熱ムラが発生するなどの課題もあり、実用化には到っていない。
【０００９】
また、非通紙領域は定着性確保可能温度以上になる為、制御上のロバスト性に欠け、小サイズ紙の次に大サイズ紙にプリントするといった場合にメディアに応じた最適な熱を供給することはできない。
【００１０】
また、ＰＴＣ特性を有する材料が開発された場合においても、加熱体全体を加熱しているため、小サイズ紙を通紙した場合、端部に無駄な電力を供給している等の問題がある。
【００１１】
この問題に対して特許文献３では、短手通電可能なヒータにおいて、基板の記録材搬送方向に直交する長手方向に延設され電極を分割する構成（複数の電極により構成する）が提案されている。
【００１２】
しかしながら、このように基板の長手方向に設けられた電極が複数に分割されている場合、基板長手方向の電極間には電流が極端に流れにくいため、温度上昇が遅くなり、定着不良やグロスムラなどが発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平５−１９６５２号公報
【特許文献３】特開２００８−２９９２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、基板の短手方向に通電可能な加熱体において基板の長手方向の温度分布差を小さくできる加熱体、及びその加熱体を備える画像加熱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】
上記目的を達成するための本発明に係る加熱体の構成は、記録材を搬送しつつ記録材上の画像を画像加熱装置に用いられる加熱体であって、基板と、前記基板の記録材搬送方向と直交する長手方向の一端部側から他端部側まで記録材搬送方向と所定の角度をなして配置され通電により発熱する発熱抵抗体と、前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端部側で前記発熱抵抗体の記録材搬送方向と所定の角度をなす長さ方向に沿って所定の距離をおいて配置され前記発熱抵抗体の長さ方向と直交する幅方向で前記発熱抵抗体に通電する複数の導電部と、を有し、前記距離をｄ、前記発熱抵抗体の幅方向の寸法をＬ、記録材搬送方向と前記発熱抵抗体とのなす角度をθ（但し、θ＜９０°）としたときに、θ＞ｔａｎ-1（ｄ／Ｌ）の関係を満たしていることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の構成は、加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、を有し、前記可撓性部材で記録材を搬送しつつ記録材上の画像を前記加熱体の熱で加熱する画像加熱装置において、前記加熱体は、基板と、前記基板の記録材搬送方向と直交する長手方向の一端部側から他端部側まで記録材搬送方向と所定の角度をなして配置され通電により発熱する発熱抵抗体と、前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端部側で前記発熱抵抗体の記録材搬送方向と所定の角度をなす長さ方向に沿って所定の距離をおいて配置され前記発熱抵抗体の長さ方向と直交する幅方向で前記発熱抵抗体に通電する複数の導電部と、を有し、前記距離をｄ、前記発熱抵抗体の幅方向の寸法をＬ、記録材搬送方向と前記発熱抵抗体とのなす角度をθ（但し、θ＜９０°）としたときに、θ＞ｔａｎ-1（ｄ／Ｌ）の関係を満たしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板の短手方向に通電可能な加熱体において基板の長手方向の温度分布差を小さくできる加熱体、及びその加熱体を有する画像加熱装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成を表す横断面模式図である。
【図２】定着装置の概略構成を表す横断面模式図である。
【図３】（ａ）はヒータの定着フィルム摺動側の概略構成を表す正面図である。（ｂ）はヒータの長手方向一端部側の短手方向の縦断面図である。（ｃ）はヒータの長手方向中央における短手方向の縦断面図である。（ｄ）はヒータの長手方向他端部側の短手方向の縦断面図である。
【図４】ヒータの長手方向における基板と通電発熱抵抗層と導電パターンの関係を表す説明図である。
【図５】比較例のヒータの定着フィルム摺動側の概略構成の正面図である。
【図６】本実施例のヒータと比較例のヒータによる長手方向の温度分布の差（長手方向のグロス分布の差）を示した図である。
【図７】（ａ）はヒータの定着フィルム摺動側の概略構成を表す正面図である。（ｂ）は通電発熱抵抗層及び導電パターンを基板に配置するための一定の条件を表す説明図である。
【図８】定着装置の非通紙部昇温の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２０】
［実施例１］
（１）画像形成装置の構成
図１は本発明に係る画像加熱装置を定着装置（定着器）として搭載する画像形成装置の一例の概略構成を表す横断面模式図である。この画像形成装置は４色フルカラーの電子写真方式のレーザープリンタである。
【００２１】
図１に示す画像形成装置は、記録材上に未定着トナー画像を形成する画像形成部Ａと、記録材が担持する未定着トナー画像を記録材上に加熱定着する定着部（定着装置）Ｂと、に大別される。
【００２２】
画像形成部Ａにおいて、中間転写体としての中間転写ベルト１７の回転方向（矢印Ｒ１７方向）に沿って上流側から下流側にかけて４つの画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが配設されている。各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、この順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成するように構成されており、それぞれ像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という。）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有している。
【００２３】
感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ矢印Ｒ１方向に回転駆動されるようになっている。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周囲には、その回転方向に沿って、帯電装置（帯電手段）２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、露光装置（潜像形成手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋがその順に配設されている。更に現像装置（現像手段）４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、一次転写ローラ（一次転写手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、ドラムクリーナ（クリーニング手段）６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋなどがその順に配設されている。
【００２４】
また、中間転写体としての中間転写ベルト１７の下方には、転写搬送ガイド１８が配設され、この転写搬送ガイド１８による記録用紙などの記録材Ｓの搬送ガイド方向（図１中の矢印Ｒ１８方向）の下流側に定着装置Ｂが配設されている。
【００２５】
以下の説明では、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋについて、特に色を区別する必要がないので、単に、感光体ドラム１、帯電装置２のように表記するものとする。また露光装置（潜像形成手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋについても、特に色を区別する必要がないので、単に、露光装置３、現像装置４のように表記するものとする。更に一次転写ローラ（一次転写手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、ドラムクリーナ（クリーニング手段）６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋについても、特に色を区別する必要がないので、単に、一次転写ローラ５、ドラムクリーナ６のように表記するものとする。
【００２６】
本実施例では、感光体ドラム１として、直径が３０ｍｍのものを用いている。感光体ドラム１は、接地されたアルミニウムなどの導電材製ドラム基体の外周面に所定の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光体層を形成塗布されたものである。この感光体層は、下引層（ＵＣＬ）、電荷キャリア生成層（ＣＧＬ）、電荷キャリア移動層（ＣＴＬ）が積層されている。
【００２７】
感光体層は所定の絶縁層であり、特定の波長の光を照射することにより、導電体になるという性質を有している。これは、光を照射することによって、電荷キャリア生成層内に正孔が生成し、それらが電荷の流れの担い手となるからである。電荷キャリア生成層は厚さ０．２μｍのフタロシニアン化合物で、電荷キャリア移動層は厚さ２５μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで構成されている。
【００２８】
帯電装置として帯電ローラ２を使用している。帯電ローラ２は感光体ドラム１表面に接触するように配置されている。帯電ローラ２の構造は、中心に導電性の芯金を有し、この芯金の外周に導電性弾性層、中抵抗導電層、低抵抗導電層が形成されている。
【００２９】
帯電ローラ２は、その両端部を軸受け（不図示）によって回転自在に軸支され、感光体ドラム１の回転軸線に平行に配置されている。帯電ローラ２の両端部の軸受けは、ばねなどの弾性部材（不図示）によって、感光体ドラム１の母線方向と直交する垂直方向に所定の押圧力で加圧されている。その加圧力によって帯電ローラ２の外周面（表面）は感光体ドラム１の外周面（表面）に圧接され、これにより帯電ローラ２は感光体ドラムの回転に追従して回転する。
【００３０】
露光装置３として画像情報に応じてレーザー光をＯＮ／ＯＦＦするレーザースキャナを使用している。レーザースキャナ３から発生したレーザー光は、反射ミラーを介して、感光体ドラム１表面の帯電面に走査露光される。これにより感光体ドラム１表面の帯電面においてレーザー光照射部分の電荷が除去され、感光体ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
現像装置４として二成分現像剤を収容した現像装置を使用している。現像装置４の感光体ドラム１表面と対向する開口部内には現像スリーブ４Ｙａ，４Ｍａ，４Ｃａ，４Ｋａが回転自在に設置されている。
【００３２】
現像装置４の上方には、補給用のトナーを収容した着脱自在なトナー容器（不図示）が設けられている。現像によって消費されたトナーはトナー容器に設けられた補給口から補給搬送路（不図示）を通って、現像装置４の有する現像容器に設けられた補給口（不図示）から現像容器内に補給される。補給搬送路には、補給スクリューが設けられており、補給スクリューの回転時間を制御することによって、現像容器内に補給されるトナー量が調整されるようになっている。
【００３３】
２つの従動ローラ８，９、一次転写ローラ５及び二次転写対向ローラ１１には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１７が掛け渡されている。中間転写ベルト１７は、中間転写ベルト１７の内周面（内面）側から一次転写ローラ５によって押圧されていて、中間転写ベルト１７の外周面（表面）を感光体ドラム１表面に当接させている。これにより感光体ドラム１表面と中間転写ベルト１７表面とで一次転写ニップ（一次転写部）Ｎｔ１を形成している。
【００３４】
中間転写ベルト１７表面側には、中間転写ベルト１７を挟んで二次転写対向ローラ１１と対向するように二次転写ローラ１２が配設されている。二次転写ローラ１２は中間転写ベルト１７に押圧されていて、二次転写ローラ１２の外周面（表面）を中間転写ベルト７表面に当接させている。これにより中間転写ベルト１７表面と二次転写ローラ１２表面とで二次転写ニップ（二次転写部）Ｎｔ２を形成している。
【００３５】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ１１の矢印Ｒ１７方向の回転に伴って、矢印Ｒ１７方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト１７の回転速度は、各感光体ドラム１の回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。
【００３６】
次に、上記構成の画像形成装置の画像形成動作を説明する。本実施例の画像形成装置は、プリントジョブ信号に応じて所定のモータ（不図示）が回転駆動され、各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの感光体ドラム１が矢印Ｒ１方向に回転する。
【００３７】
先ず１色目のイエローの画像形成ステーションＰａにおいて、感光体ドラム１表面を帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電する（帯電工程）。次にレーザースキャナ３がレーザー光を感光体ドラム１表面の帯電面に走査露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する（露光工程）。この潜像は現像装置４によりイエローのトナーによって現像される（現像工程）。これにより感光体ドラム１表面にイエローのトナー画像が形成される。
【００３８】
同様の帯電、露光、現像の各工程が２色目のマゼンタの画像形成ステーションＰｂ、３色目のシアンの画像形成ステーションＰｃ、４色目のブラックの画像形成ステーションＰｄにおいても行われる。そして各画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの感光体ドラム１表面に各色のトナー画像が形成される。
【００３９】
これら４色のトナー画像は、一次転写ニップ部Ｎｔ１において、一次転写ローラ５に一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１７の外周面（表面）に順次一次転写される。こうして、４色のトナー画像が中間転写ベルト１７表面上で重ね合わされる。一次転写時に、中間転写ベルト１７に転写されないで感光体ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーナ６によって除去される。残留トナーが除去された感光体ドラム１は、次の画像形成に供される。
【００４０】
上述のようにして中間転写ベルト１７上で重ね合わされた４色のトナー画像は、記録材Ｓに二次転写される。即ち、給紙カセット（不図示）から給紙搬送装置によって搬送された記録材Ｓは、レジストローラ１３によって中間転写ベルト１７上のトナー画像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＮｔ２に供給される。供給された記録材Ｓは、二次転写ニップＮｔ２で中間転写ベルト１７表面と二次転写ローラ１２表面とで挟持されつつ搬送（挟持搬送）される。この搬送過程において、二次転写ローラ１２に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１７表面上の４色の未定着トナー画像が一括して記録材Ｓ上に二次転写される。二次転写後に、転写されないで中間転写ベルト１７表面に残ったトナー（転写残トナー）は、ベルトクリーナ１０によって除去される。
【００４１】
未定着トナー画像が二次転写された記録材Ｓは、定着装置Ｂによって、加熱・加圧されて記録材Ｓ上にトナー画像が加熱定着される。トナー画像定着後の記録材Ｓは、排紙トレイ（不図示）上に排出される。
【００４２】
以上で、１枚の記録材Ｓの片面（表面）に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００４３】
（２）定着装置Ｂの構成
図２は定着装置Ｂの概略構成を表す横断面模式図である。この定着装置はフィルム加熱方式の定着装置である。
【００４４】
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長手幅とは長手方向の寸法をいう。短手幅とは短手方向の寸法をいう。記録材に関し、長手幅とは長手方向の寸法をいう。
【００４５】
本実施例に示す定着装置Ｂは、可撓性部材としての筒状の定着フィルム１４と、加熱体としてのヒータ３９と、支持部材としてのヒータホルダ４０と、加圧部材としての加圧ローラ１５などを有している。定着フィルム１４と、ヒータ３９と、ヒータホルダ４０と、加圧ローラ１５は、何れも長手方向に長い部材である。
【００４６】
本実施例に示す定着装置Ｂにおいて、ヒータ３９はヒータホルダ４０に支持されており、このヒータホルダ４０には定着フィルム１４が回転可能にルーズに外嵌されている。そしてヒータ３９と定着フィルム１４を介して対向するように加圧ローラ４０が配設されており、この加圧ローラ４０に対してヒータホルダ４０が定着フィルム１４の母線方向と直交する垂直方向に加圧されている。これにより定着フィルム１４の外周面（表面）と加圧ローラ４０の外周面（表面）とで定着ニップ部（ニップ部）Ｎが形成される。
【００４７】
（２−１）ヒータホルダ４０
横断面略Ｕ字形状に形成されたヒータホルダ４０は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成され、短手方向下面中央でヒータ３９を支持すると共に短手方向外周面で定着フィルム１４をガイドする役割を果たしている。液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。
【００４８】
ヒータホルダ４０の長手方向両端部は、定着装置Ｂの装置フレーム３５の前後の支持部材（不図示）に支持されている。そしてそのヒータホルダ４０の長手方向両端部は、加圧機構（不図示）により、その一端側が１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）、総圧３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）の力で定着フィルム１４の母線方向と直交する垂直方向に加圧されている。その結果、ヒータ３９の下面（加熱面）を、定着フィルム１４を介して加圧ローラ１５の後述する弾性層に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、未定着トナー画像の加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。
【００４９】
（２−２）定着フィルム１４
定着フィルム１４は、クイックスタートを可能にするために総厚２００μｍ以下の厚みの耐熱性フィルムである。ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ（ステンレス鋼）、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の純金属、あるいは合金を基層として形成されている。
【００５０】
樹脂製の基層の場合は熱伝導性を向上させるために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあってもよい。また、長寿命の加熱定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れた定着フィルム１４として、総厚２０μｍ以上の厚みが必要である。よって、定着フィルム１４の総厚としては２０μｍ以上２００μｍ以下が最適である。
【００５１】
更に、オフセット防止や記録材の分離性の確保のために基層の外周面には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂が混合ないし単独で被覆された離型性層（離型層）が形成される。離型性層は、ＰＴＦＥ及びＰＦＡを少なくとも含む材料で構成している。
【００５２】
ここで、ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡは、テトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であり、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。また、ＥＴＦＥは、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体であり、ＣＴＦＥは、ポリクロロトリフルオロエチレンであり、ＰＶＤＦは、ポリビニリデンフルオライドである。
【００５３】
被覆の方法としては、基層の外周面をエッチング処理した後に離型性層をディッピングするか、粉体スプレー等の塗布であってもよい。或いは、チューブ状に形成された樹脂を基層の外周面に被せる方式であってもよい。又は、基層の外周面をブラスト処理した後に、接着剤であるプライマ層を塗布し、離型性層を被覆する方法であってもよい。
【００５４】
（２−３）加圧ローラ１５
加圧ローラ１５は、ＳＵＳ、ＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）、Ａｌ等の金属製芯金３７の外周面上に、弾性ソリッドゴム層、弾性スポンジゴム層、あるいは弾性気泡ゴム層等の弾性層３８を設けてなる弾性ローラである。この加圧ローラ１５は金属製芯金３７の長手方向両端部が装置フレーム３５の前後の支持部材に軸受（不図示）を介して回転可能に支持されている。
【００５５】
ここで、弾性ソリッドゴム層は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムで形成したものである。また、弾性スポンジゴム層は、より断熱効果を持たせるためにシリコーンゴムを発泡して形成したものである。また、弾性気泡ゴム層は、シリコーンゴム層内に中空のフィラー（マイクロバルーン等）を分散させ、硬化物内に気体部分を持たせて断熱効果を高めたものである。
【００５６】
この弾性層３８の外周面上に、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の離型性層を形成してあってもよい。
【００５７】
（２−４）ヒータ３９
図３において、（ａ）はヒータ３９の定着フィルム摺動側の概略構成を表す正面図である。（ｂ）はヒータ３９の長手方向一端部側（図（ａ）において右側）の短手方向の縦断面図、（ｃ）はヒータ３９の長手方向中央における短手方向の縦断面図、（ｄ）はヒータ３９の長手方向他端部側（図（ａ）において左側）の短手方向の縦断面図である。図３の（ｂ）乃至（ｄ）において電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃの図示は省略した。
【００５８】
ヒータ３９は、アルミナや窒化アルミ等により作製された長手方向に細長い絶縁性セラミック基板（以下、基板と記す）３９ｂを有している。この基板３９ｂは、低熱容量のプレート状に形成してある。
【００５９】
基板３９ｂの定着フィルム摺動側の面（以下、基板表面と記す）３９ｂ１には、通電により発熱する通電発熱抵抗層（発熱抵抗体）４２が、スクリーン印刷等により厚み約１０μｍ程度で形成されている。この通電発熱抵抗層４２は、基板３９ｂの長手方向の一端部側（図３（ａ）の左側）から他端部側（図３（ａ）の右側）まで配置され、記録材搬送方向と所定の角度θ（図４参照）をなして交差している。この通電発熱抵抗層４２は、ＲｕＯ2（酸化ルテニウム）、Ｔａ2Ｎ（窒化タンタル）等の材料で形成され、記録材搬送方向と所定の角度θ（図４参照）をなす長さ方向の単位長さ当たりの抵抗値は均一である。記録材搬送方向と通電発熱抵抗層４２とのなす角度θについては追って説明する。
【００６０】
また基板表面３９ｂ１には、通電発熱抵抗層４２の記録材搬送方向と所定の角度θをなす長さ方向と直交する幅方向で通電発熱抵抗層４２に通電する３つの導電パターン（複数の導電部）４１ａ，４１ｂ，４１ｃが、スクリーン印刷等により形成されている。この３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、基板３９ｂの短手方向の両端部側で通電発熱抵抗層４２の長さ方向に沿って所定の距離ｄ（図４参照）をおいて配置されている。この３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、通電発熱抵抗層４２と同じ材料を用いて形成され、通電発熱抵抗層４２の長さ方向の単位長さ当りの抵抗値は均一である。
【００６１】
更に基板表面３９ｂ１には、３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃにそれぞれ独立して給電するための３つの電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、スクリーン印刷等により基板３９ａの長手方向両端部の内側に形成されている。３つの電極４３ａ，４３ｂ，４３ｃのうち、電極４３ａは導電パターン４１ａに、電極４３ｂは導電パターン４１ｂに、電極４３ｃは導電パターン４１ｃに、それぞれ、電気的に接続されている。
【００６２】
更に基板表面３９ｂ１には、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層４２及び導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを保護する保護層３９ｂが設けられている。保護層３９ｂの厚みは十分薄く、ヒータ３９の表面性を良好にする程度が望ましく、ガラスコートやフッ素樹脂コート等の加工が施されている。
【００６３】
（２−５）定着装置Ｂの加熱定着動作
図２、図３（ａ）を参照して本実施例の定着装置Ｂの加熱定着動作を説明する。本実施例の定着装置Ｂは、プリントジョブ信号に応じてモータ駆動制御回路（駆動制御部（不図示））が所定のモータ（不図示）を回転駆動する。このモータの出力軸の回転は加圧ローラ１５の芯金３７の端部に設けられた駆動ギア（不図示）に伝達され、これにより加圧ローラ１５は矢印方向に回転する。この加圧ローラ１５の回転は定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ１５表面と定着フィルム１４表面との摩擦力により定着フィルム１４に伝達される。これにより定着フィルム１４は、定着フィルム１４の内周面（内面）がヒータ３９の保護層３９ｂ表面と摺動しつつ加圧ローラ１５の回転に追従して矢印方向に回転（移動）する。
【００６４】
定着フィルム１４内面とヒータ３９の保護層３９ｂ表面との間には、フッ素系やシリコーン系の耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させるとよい。これにより定着フィルム１４内面と保護層３９ｂ表面との摩擦抵抗を低く抑え、滑らかに定着フィルム１４を回転させることができる。
【００６５】
またプリントジョブ信号に応じて温調制御回路（制御部）４０７は、第１のトライアック（電力供給手段）４０５と第２のトライアック（電力供給手段）４０６ａ，４０６ｂの何れか一方をオン（ＯＮ）する。或いは第１のトライアック４０５と第２のトライアック４０６ａ，４０６ｂの両方をオン（ＯＮ）する。
【００６６】
第１のトライアック（第１の通電制御回路）４０５がオンされると、交流電源４０８よりヒータ３９の電極４３ｂに給電され導電パターン４１ｂを通じて通電発熱抵抗層４２に通電発熱抵抗層４２の長さ方向と直交する幅方向に通電される（短手通電）。これにより通電発熱抵抗層４２は導電パターン４１ｂと対応する領域（通電発熱抵抗層４２の長さ方向中央領域）が発熱する。
【００６７】
第２のトライアック（第２の通電制御部）４０６ａ，４０６ｂがオンされると、交流電源４０８よりヒータ３９の電極４３ａ，４３ｃに給電される。電極４３ａに給電されると、導電パターン４１ａを通じて通電発熱抵抗層４２に通電発熱抵抗層４２の長さ方向と直交する幅方向に通電される（短手通電）。電極４３ｃに給電されると、導電パターン４１ｃを通じて通電発熱抵抗層４２に通電発熱抵抗層４２の長さ方向と直交する幅方向に通電される（短手通電）。これにより通電発熱抵抗層４２は導電パターン４１ａ，４１ｃと対応する領域（通電発熱抵抗層４２の長さ方向端部領域）が発熱する。
【００６８】
通電発熱抵抗層４２の長さ方向中央領域、又は通電発熱抵抗層４２の長さ方向中央領域と長さ方向端部領域が発熱することによりヒータ３９は急速に昇温して定着フィルム１４を加熱する。
【００６９】
ヒータ３９の温度は定着ニップ部Ｎとは反対側でヒータ３９の保護層３９ｂの長手方向中央に配設されたサーミスタ（温度検知部材）３０５により検出される。ヒータ制御回路４０７は、サーミスタ３０５からの出力信号を取り込む。そしてその出力信号に基き、トライアック４０５，４０６ａ，４０６ｂが対応する導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを通じて通電発熱抵抗層４２に印加する電圧のデューティー比や波数等を決定し適切に制御する。これにより定着ニップ部Ｎ内の温度は所定の定着設定温度（目標温度）に保たれる。
【００７０】
モータを回転駆動し、かつ所定の定着設定温度に維持した状態において、未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｓがトナー画像担持面を定着フィルム１４側にして入り口ガイド３４で定着ニップ部Ｎに導入（通紙）される。この記録材Ｓは定着ニップ部Ｎで定着フィルム１４表面と加圧ローラ１５表面とで挟持されつつ搬送（挟持搬送）され、その搬送過程で未定着トナー画像ｔはヒータ３９の熱と定着ニップ部Ｎのニップ圧を受けて記録材Ｓ上に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｓは定着排紙ローラ３６により挟持搬送されて定着装置Ｂから排出される。
【００７１】
（２−６）ヒータ３９の短手通電について
図４はヒータ３９の長手方向における基板３９ｂと通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃの関係を表す説明図である。図４には導電パターン４１ｃは図示されていないが、通電発熱抵抗層４２の長手方向において隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ間の距離ｄ、及び導電パターン４１ｂ，４１ｃ間の距離ｄは等しくなっている。
【００７２】
ヒータ３９において、通電発熱抵抗層４２は以下の式（１）を満足させるように配置されている。
【００７３】
θ＞ｔａｎ-1（ｄ／Ｌ）        式（１）
式（１）において、θは記録材搬送方向と通電発熱抵抗層４２とのなす角度（但し、θ＜９０°）である。ｄは通電発熱抵抗層４２の長手方向において隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ、４１ｂ，４１ｃ間の距離である。Ｌは通電発熱抵抗層４２の長さ方向と直交する幅方向の寸法（幅）である。距離ｄは、３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃに通電した際に、隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ、４１ｂ，４１ｃ間で通電しない距離に設定する必要がある。
【００７４】
本実施例では、ヒータ３９において、基板３９ａの長手幅を２６０ｍｍ、短手幅を１０ｍｍとし、距離ｄを０．２ｍｍ、幅Ｌを５ｍｍ、角度θを２．５°とした。このような構成にすることで、隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ、４１ｂ，４１ｃ間の電流が流れにくい領域を基板３９ａの長手方向の同一箇所に集中させることがなく、分散させることが可能となる。これについては図６を参照して説明する。
【００７５】
本実施例では、説明の便宜上、３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃのうち中央の導電パターン４１ｂの長さを封筒など長手幅の狭い小サイズの記録材に対応した長さとしている。
【００７６】
ここで、図８を参照して定着装置Ｂの非通紙部昇温について説明する。定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎに大サイズの記録材Ｓよりも幅の狭い小サイズの記録材Ｓを通紙すると、定着ニップ部Ｎに小サイズの記録材Ｓが通過する領域（通紙領域）と通過しない領域（非通紙領域）が発生する。通紙領域では熱が記録材Ｓに奪われるが非通紙領域で熱が記録材Ｓに奪われないため、通紙領域と非通紙領域の温度差が大きくなってくる。このため、図８に示すように、定着装置Ｂの長手方向の幅に対し、比較的小さい記録材（小サイズ紙）を通紙した際には、ヒータ３９の長手方向において通紙領域と非通紙領域との温度差が大きくなる（非通紙部昇温）。
【００７７】
小サイズの記録材を定着ニップ部Ｎに通紙する際には、中央の導電パターン４１ｂに電圧を印加して通電発熱抵抗層４２に短手通電する。これにより通電発熱抵抗層４２は導電パターン４１ｂに対応する長さ方向中央部が発熱するので、フルサイズの記録材並みのプリントスピードを達成することができる。
【００７８】
通電発熱抵抗層４２の長さ（全長）に対応した長手幅のＬＴＲサイズなどのフルサイズの記録材を定着ニップ部Ｎに通紙する際には、全ての導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃに電圧を印加して通電発熱抵抗層４２に短手通電する。そしてその通電発熱抵抗層４２の導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対応する長さ方向端部及び中央部を発熱させ、従来と同様の制御によってプリントを行う。
【００７９】
長手幅が小サイズの記録材よりも大きく、フルサイズの記録材よりも小さい所謂中サイズの記録材を定着ニップ部Ｎに通紙する際には、導電パターン４１ｂに印加する電圧よりも低い所定の電圧を導電パターン４１ａ，４１ｃに印加する。このようにして通電発熱抵抗層４２の導電パターン４１ａ，４１ｃに対応する長さ方向端部の発熱を抑え、発熱抵抗層４２の導電パターン４１ｂに対応する長さ方向中央部とは異なる通電制御を行う。このことにより、未定着トナー画像の定着性と非通紙部昇温の抑制とのバランスをとった制御を施すことができる。これにより、中サイズの記録材においても高速化を達成することができる。
【００８０】
このように本実施例のヒータ３９は、第１のトライアック４０５と第２のトライアック（第２の通電制御部）４０６ａ，４０６ｂで導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃにそれぞれ独立して電力を供給する。そのため、各導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃそれぞれに対して通電制御が可能である。これにより、各導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対しオン／オフ制御などを施すことにより、通電発熱抵抗層４２の長手さ方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００８１】
本実施例のヒータ３９と、比較例のヒータ３９１の長手方向の温度分布（長手グロス分布）の比較を行った。その結果を図６に示す。
【００８２】
図５は比較例のヒータ３９１の定着フィルム摺動側の概略構成の正面図である。比較例のヒータ３９１は、基板３９ａの長手方向に沿って通電発熱抵抗層４２を形成し、基板３９ａの短手方向の両端部側で通電発熱抵抗層４２１に沿って通電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを形成した点を除き、本実施例のヒータ３９と同じ構成としてある。
【００８３】
図６は本実施例のヒータ３９と比較例のヒータ３９１による長手方向の温度分布の差（長手方向のグロス分布の差）を示した図である。図６において、（ａ）は本実施例のヒータ３９を使用した際の測定結果、（ｂ）は比較例のヒータ３９１を使用した際の測定結果である。
【００８４】
本実施例に示す測定は、通紙１枚目直前のヒータの長手方向の温度分布を示したものである。図６（ａ）に示されるように、本実施例のヒータ３９においては、通電抵抗発熱層４２の電流が流れにくい領域を、基板３９ａの長手方向の同一箇所に集中させることなく分散させる構成を採用している。これに対し、図６（ｂ）に示されるように、比較例のヒータ３９１においては、抵抗発熱体４２において、電流の流れない領域が長手方向の同一箇所に集中している。
【００８５】
そのため、本実施例のヒータ３９は、基板３９ａの長手方向において比較例のヒータ３９１に比べ温度の下がる領域としては広がっているが、基板３９ａの長手方向での温度分布差（最高温度と最低温度の温度差）を小さくすることができている。
【００８６】
以上説明したように、本実施例のヒータ３９は、通電発熱抵抗層４２の長さ方向に沿って所定の距離ｄをおいて３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを配置している。そのため、通電発熱抵抗層４２の長さ方向の通電領域を記録材のサイズに応じて選択的に発熱させることが可能となる。そのため、本実施例のヒータ３９を備える定着装置Ｂは、ヒータ３９に対し非通紙部昇温を抑えた効率的な熱の供給と、小サイズの記録材のプリントスピードの高速化を達成することができる。
【００８７】
また、通電発熱抵抗層４２の長さ方向において隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃ間の距離ｄに対応する電流が流れくい領域を基板３９ａの長手方向で分散（上述した式（１）を満足させる）している。そのため、基板３９ａの長手方向での通電発熱抵抗層４２の温度分布差を小さくすることができる。そのため、本実施例のヒータ３９を備える定着装置Ｂは、温度不足による定着不良や、温度差によるグロスムラなどの発生を抑制することが可能となる。
【００８８】
［実施例２］
ヒータ３９の他の例を説明する。実施例１では、通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを一直線状に配置する構成のヒータ３９を説明した。本実施例では、通電発熱抵抗層４２と導電パターンを４１ａ，４１ｂ，４１ｃを"折り返し型"に配置する構成のヒータ３９を説明する。本実施例においては、実施例１のヒータ３９と同じ部材に同一符号を付してその部材についての再度の説明を省略する。
【００８９】
本実施例のヒータ３９を図７を参照して説明する。図７において、（ａ）はヒータ３９の定着フィルム摺動側の概略構成を表す正面図、（ｂ）は通電発熱抵抗層４２及び導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを基板３９ａに配置するための一定の条件を表す説明図である。
【００９０】
本実施例に示すヒータ３９は、後述の隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ、４１ｂ，４１ｃ間の距離ｄを０．５ｍｍ、通電発熱抵抗層４２の幅Ｌを５ｍｍとした。この場合、前述の式（１）の関係を満足させるためには、θを約５．７１°よりも大きく設定する必要がある。本実施例ではθを６°に設定した。
【００９１】
以下に、本実施例で通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃについて折り返し構成を採用している理由を説明する。図７の（ｂ）に示すように、基板３９ａの短手方向において通電発熱抵抗層４２の配置される領域の幅をＷとし、基板３９ａの長手方向において通電発熱抵抗層４２の配置される領域の長さをＤとする。このときに、通電発熱抵抗層４２を一直線状に配置するような実施例１の構成を採用できるのは、（Ｗ／Ｄ）＞（ｄ／Ｌ）の条件に当てはまる場合である。
【００９２】
本実施例においてはＷ＝１０ｍｍ、Ｄ＝３１２ｍｍとした。このとき、通電発熱抵抗層４２を一直線状に配置するような実施例１の構成では、前述のθの条件（θを約５．７１°よりも大きく設定する）を満足させることができない。換言すると、（Ｗ／Ｄ）＞（ｄ／Ｌ）の条件に当てはまらない。よって、本実施例の幅Ｗ、長さＤ、隣合う導電パターン間の距離ｄ、通電発熱抵抗層４２の幅Ｌの値を用いた場合には、通電発熱抵抗層と３つの導電パターンを一直線状に配置する実施例１で採用した構成を採用できない。
【００９３】
そこで、本実施例においては、図７の（ａ）に示すように、通電発熱抵抗層４２と導電パターンを４１ａ，４１ｂ，４１ｃを"折り返し型（折り返し３回）"に配置することで、式（１）の条件を満足させる構成にしている。つまり、本実施例のヒータ３９は、（Ｗ／Ｄ）＞（ｄ／Ｌ）の条件に当てはまる場合に、通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを基板３９ａの長手方向に一直線状にならないように配置する構成を採用している。具体的には、通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを基板３９ａの長手方向において基板３９ａの短手方向に折り返してジグザグに配置する構成としてある。
【００９４】
以上説明したように、本実施例のヒータ３９においても、通電発熱抵抗層４２の長手方向に沿って所定の距離ｄをおいて３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを配置している。そのため、通電発熱抵抗層４２の長手方向の通電領域を記録材のサイズに応じて選択的に発熱させることが可能となる。そのため、本実施例のヒータ３９を備える定着装置Ｂは、ヒータ３９に対し非通紙部昇温を抑えた効率的な熱の供給と、小サイズの記録材のプリントスピードの高速化を達成することができる。
【００９５】
また、通電発熱抵抗層４２の長手方向において隣合う導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃ間の距離ｄに対応する電流が流れくい領域を基板３９ａの長手方向で分散させることで、基板の長手方向での通電発熱抵抗層の温度分布差を小さくすることができる。そのため、本実施例のヒータ３９を備える定着装置Ｂは、温度不足による定着不良や、温度差によるグロスムラなどの発生を抑制することが可能となる。
【００９６】
［他の実施例］
実施例１、実施例２のヒータ３９において、短手通電可能に通電発熱抵抗層４２の長手方向に沿って３つの導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃを配置しているが、導電パターンの数はこれに限られず記録材のサイズに応じて適宜設定してよい。
【００９７】
実施例２のヒータ３９において、通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃのジグザグ形状はこれに限られずヒータ３９の短手幅や長手幅に応じてジグザグの数を調整することで式（１）の条件を満足させる構成にすれば良い。また、通電発熱抵抗層４２と導電パターン４１ａ，４１ｂ，４１ｃはジグザグ形状の折り返し構成に限られず基板３９ａの長手方向に対し斜めに平行に並べるような構成でもよい。
【００９８】
実施例の定着装置Ｂは記録材Ｓが担持する未定着トナー画像ｔを記録材Ｓ上に加熱定着する装置としての使用に限られない。例えば未定着トナー画像を加熱して記録材上に仮定着する画像加熱装置、或いは記録材上に加熱定着されたトナー画像を加熱してトナー画像表面に光沢を付与する画像加熱装置としても使用できる。
【符号の説明】
【００９９】
１４：定着フィルム、３９：ヒータ、３９ａ：基板、４２：通電発熱抵抗層、４０５：第１のトライアック、４０６ａ，４０６ｂ：第２のトライアック、Ｂ：定着装置、Ｎ：定着ニップ部、Ｓ：記録材、ｔ：未定着トナー画像
【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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