(57)【要約】【課題】フィルム加熱方式の像加熱装置においてニップ内に板状発熱体の基材の稜線が存在する場合においても、加熱フィルムに磨耗を生じさせないように工夫した板状発熱体を提供する。また、輸送時や検査時、組み立て時において破損し難い板状発熱体を提供するまた、該板状発熱体を用いた、耐久性のあるフィルム加熱方式の像加熱装置を提供する。【解決手段】基材２３ａと、基材の上に設けられている抵抗発熱体２３ｂ並びに表面保護層２３ｆと、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる板状発熱体であって、前記基材２３ａの表面保護層２３ｆ側の長手方向の稜線Ａ・Ｂの少なくとも１方を保護層２３ｆ´で被覆したことを特徴とする板状発熱体。【選択図】図３
2006092785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の上に設けられている抵抗発熱体並びに表面保護層と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる板状発熱体であって、前記基材の表面保護層側の長手方向の稜線の少なくとも１方を保護層で被覆したことを特徴とする板状発熱体。
【請求項２】
基材と、前記基材の上に設けられている抵抗発熱体並びに表面保護層と、前記基材の前記抵抗発熱体並びに前記表面保護層を設けた側とは反対の面に設けた摺動層とを有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる板状発熱体であって、前記基材の摺動層側の長手方向の稜線の少なくとも１方を保護層で被覆したことを特徴とする板状発熱体。
【請求項３】
前記基材がセラミックであることを特徴とする請求項１または２に記載の板状発熱体。
【請求項４】
前記稜線の被覆保護層が樹脂ないしガラスであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の板状発熱体。
【請求項５】
板状発熱体と、前記板状発熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記板状発熱体および前記可撓性部材を保持する支持ホルダーと、前記可撓性部材を介して前記板状発熱体とニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部の前記可撓性部材と前記弾性ローラとの間で像を担持した被記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記板状発熱体が請求項１から４の何れかに記載の板状発熱体であり、該板状発熱体の少なくとも長手方向の１つの稜線が前記ニップ部のニップ内に存在することを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
前記弾性ローラの回転軸線に対して鉛直な断面において、前記弾性ローラの軸の法線に対して前記板状発熱体が傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記弾性ローラの回転軸線に対して鉛直な断面において、前記被記録材の搬送方向入口から出口方向にかけて前記板状発熱体の摺動面が前記弾性ローラの表面から内部への侵入量が増加する方向に傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記弾性ローラの回転軸線に対して鉛直な断面において、前記被記録材の搬送方向入口から出口方向にかけて前記板状発熱体の摺動面が前記弾性ローラの表面から内部への侵入量が増加する方向に傾斜していること、ならびに、板状発熱体の上下流２つの稜線が前記ニップ部のニップ内に存在し、かつ板状発熱体の下流側に前記弾性ローラに向かって突起を有することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と、前記基材の上に設けられている抵抗発熱体並びに表面保護層と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる板状発熱体に関する。また、上記の板状発熱体を熱源として用いた像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真プロセス・静電記録プロセス等を用いた、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写方式あるいは直接方式で被記録材（転写紙、印字用紙、感光紙、静電記録紙など）に形成担持させた未定着のトナー像を永久固着像として加熱定着させる定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式など各種の方式・構成の像加熱装置が知られている。
【０００３】
これらのうち、フィルム加熱方式の像加熱装置は、ウォームアップタイムが短く、安価な定着装置として用いて好適なものである。特にカラー画像形成装置に使用される、低コストで立ち上がり時間の短い、耐久性に優れたオンデマンド定着装置として用いて好適なものである。
【０００４】
フィルム加熱方式の像加熱装置は、固定支持された、セラミックスヒーターを一般的とする板状発熱体（加熱体）と、この板状発熱体と接触しつつ移動する、耐熱樹脂製フィルムや金属製フィルム等の可撓性部材（以下、加熱フィルムと記す）と、加熱フィルムを介して板状発熱体とニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、ニップ部の加熱フィルムと弾性ローラとの間で像を担持した被記録材を挟持搬送して加熱するものである。このような構成の像加熱装置では、加熱フィルムの熱容量が非常に小さくなっているので、板状発熱体に電力を投入した後、短時間でニップ部を所定の像加熱可能温度まで昇温させることが可能である。
【０００５】
一方、フィルム加熱方式の像加熱装置はウォームアップタイムの短縮という観点においては有利であるが、近年のカラー画像形成装置に対する更なる高速化・高画質化の要求に対して充分な定着性や光沢感を得ることが難しくなってきている。
【０００６】
定着性や光沢感を増すための条件を満たすためにニップに対して、板状発熱体の位置は自由に設定することができると好ましいのであるが、板状発熱体の基材の稜線部に生じるバリのせいで加熱フィルム側の内面を削り、摺動抵抗をましてしまうといった問題を生じてしまう。
【０００７】
特許文献１では、フィルム加熱方式の像加熱装置において、定着ニップの下流部分で加圧力を急激に変化させている。この手法によれば加圧ローラ汚れを防止できるばかりでなく高速化・高画質化（高光沢化）に対しての効果が認められる。
【特許文献１】特開２００３−３３７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ともするとニップの下流側において板状発熱体の基材の稜線を強く加熱フィルムに押し付けることになるか、逆に上流側において基材の稜線へのしごきが強くなることで、スリップや磨耗といった問題になっていた。
【０００９】
また、この種のフィルム加熱方式の像加熱装置に用いられる板状発熱体は、１００ミクロン以下の厚みのため、輸送時や検査時、組み立て時において破損し易い欠点があり、取り扱いに注意が必要であった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、ニップ内に板状発熱体の基材の稜線が存在する場合においても、加熱フィルムに磨耗を生じさせないように工夫した板状発熱体を提供することである。
【００１１】
また本発明の目的は、輸送時や検査時、組み立て時において破損し難い板状発熱体を提供することである。
【００１２】
また本発明の目的は、該板状発熱体を用いた、耐久性のあるフィルム加熱方式の像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係る板状発熱体の代表的な構成は、基材と、前記基材の上に設けられている抵抗発熱体並びに表面保護層と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる板状発熱体であって、前記基材の表面保護層側の長手方向の稜線の少なくとも１方を保護層で被覆したことを特徴とする板状発熱体、である。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、板状発熱体と、前記板状発熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記板状発熱体および前記可撓性部材を保持する支持ホルダーと、前記可撓性部材を介して前記板状発熱体とニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部の前記可撓性部材と前記弾性ローラとの間で像を担持した被記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、前記板状発熱体が上記の板状発熱体であり、該板状発熱体の少なくとも長手方向の１つの稜線が前記ニップ部のニップ内に存在することを特徴とする像加熱装置、である。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成の板状発熱体によれば、基材の長手方向の稜線を保護層で被覆したことにより基材の稜線そのものが可撓性部材に接触しない。従って可撓性部材に対しての摺動性が改善され、摺動トルクの上がらない構成を実現することができ、耐久性と高速性とを両立するために必要な板状発熱体の配置を自由に設定することが可能となった。
【００１６】
また、上記構成の板状発熱体を用い、該板状発熱体の少なくとも長手方向の１つの稜線がニップ部のニップ内に存在するようにした像加熱装置は、被記録材の像がニップ部内で可撓性部材から熱供給を受けて溶融されるとともに、板状発熱体の稜線において、被記録材の凹凸に対して像をしごいて均す効果により、高速条件下においても充分な像加熱性と光沢を確保することが可能となる。
【００１７】
また、特に、板状発熱体を弾性ローラの軸の法線に対して傾けて配置する構成をとることで、ニップ内の圧力分布に傾斜を持たせて、加熱ピークとずらすことによる画質の向上を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下に、第１の実施例を説明する。
【００２０】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写方式電子写真プロセスを用いた、インライン方式（タンデム型）の４色フルカラーレーザビームプリンタである。
【００２１】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋはそれぞれイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像を形成する第１〜第４の４つのプロセスステーション（以下、作像部と記す）であり、プリンタ内に下から上に順に並列配置されている。
【００２２】
各作像部は、それぞれ、時計方向に所定のプロセススピードで回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１、１次帯電器２、レーザスキャナユニット３、現像装置４、クリーニング装置５等を有している。
【００２３】
７は被記録材の静電吸着搬送部材としてのエンドレスベルト（以下、搬送ベルトと記す）である。この搬送ベルト７は上側の駆動ローラ８、下側の吸着対向ローラ９、２本のテンションローラ１０・１１との間に懸回張設してある。駆動ローラ８と吸着対向ローラ９との間の搬送ベルト部分を各作像部に亘らせて縦方向に配設してある。６は転写ローラであり、上記の搬送ベルト７を介して各作像部の感光ドラム１に圧接させている。
【００２４】
そして、各作像部において、感光ドラム１が回転駆動され、１次帯電器２により所定の極性及び電位に一様に１次帯電処理される。その帯電処理面に対してレーザスキャナユニット３により光像露光がなされ、各感光ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によってトナー像として現像される。
【００２５】
このようなプロセスにより、各作像部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの感光ドラム１の面に、それぞれ、フルカラー画像の色分解成分像である、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。
【００２６】
一方、プリンタ内下部に配設した給紙カセット１２内の被記録材（以下、転写材と記す）Ｐが所定の制御タイミングにて給紙ローラ１３により１枚ずつ分離給送される。転写材Ｐは搬送ローラ１４・１５で上方に搬送され、レジストローラ１６により所定の制御タイミングにて搬送ベルト７の下端部と吸着ローラ１７との間の吸着部に導入される。吸着ローラ１７は搬送ベルト７を介して吸着対向ローラ９に圧接させてある。吸着ローラ１７には吸着バイアス電源１７ａより電圧が印加されることにより吸着部に導入された転写材Ｐに電荷が付与される。その転写材Ｐは搬送ベルトを分極することによってベルト面に静電吸着状態になる。
【００２７】
その転写材Ｐは搬送ベルト７の回動で上方に搬送されていき、搬送過程で第１〜第４の各作像部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの転写部を通過して、各作像部の感光ドラム面にそれぞれ形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー像の重畳転写を順次に受ける。これにより転写材Ｐの面に未定着のフルカラートナー像が合成形成される。感光ドラム１から転写材Ｐへのトナー像の転写は転写ローラ６に転写バイアス電源６ａから転写バイアスが印加されて、静電的になされる。
【００２８】
また、各作像部において、転写材Ｐへのトナー像転写後の感光ドラム１はクリーニング装置５によって転写残トナー等の残存付着物が除去され、繰り返して作像に供される。
【００２９】
４つのトナー像の重畳転写を受けて搬送ベルト７の上端に搬送された転写材Ｐは搬送ベルト７面から分離されて、像加熱装置である定着装置１８に送り込まれ、トナー像の加熱定着を受けた後、フルカラープリントとして排出搬送される。
【００３０】
（２）定着装置１８
図２は定着装置１８の要部の拡大横断面模型図である。この定着装置１８は、可撓性部材として円筒状（スリーブ状）の薄肉フィルム（定着フィルム）を用いた、フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
【００３１】
２０は加熱ユニット（加熱回転体ユニット）、３０は弾性を有する加圧ローラ（弾性ローラ）である。この両者２０・３０の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３２】
加熱ユニット２０は、図面に垂直方向（被記録材の搬送路面において被記録材搬送方向に交差する方向）を長手とし、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により形成した支持ホルダー２２と、この支持ホルダー２２の外面側中央部に支持ホルダー長手に沿って設けた凹溝部に嵌め込んで固定して配設した板状発熱体（加熱体）２３と、支持ホルダー２２の内面側に配設されて支持ホルダーを保持する、横断面Ｕ字型の金属製の定着ステー（剛性加圧ステー）２４と、上記の支持ホルダー２２・板状発熱体２３・定着ステー２４の組み立て体にルーズに外嵌させた、可撓性部材としての円筒状の加熱フィルム２１等からなる。
【００３３】
加圧ローラ３０はアルミあるいは鉄製の芯金３１、その外側に弾性層３２、弾性層３２の表面を被覆する離型性層３３から形成されている。弾性層３２はシリコンゴム等で形成されたソリッドゴム層、あるいは断熱効果を持たせるためシリコンゴムを発泡させ形成されたスポンジゴム層、あるいはシリコンゴム層内に中空のフィラーを分散させ、硬化物内に気泡部分を持たせ、断熱作用を高めた気泡ゴム層などがある。離型性層３３は、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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂、あるいはＧＬＳラテックスコーティングを施したものであってもよく、また離型性層４３はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであってもよい。
【００３４】
加圧ローラ３０は芯金２１の両端部を不図示の装置側板間に回転自由に軸受保持させて固定配設してある。この加圧ローラ３０に対して加熱ユニット２０を板状発熱体２３側を加圧ローラ３０に向けて加圧ローラ３０に並行に配列し、定着ステー２４の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ方向に所定の加圧力Ｆで加圧ローラ３０の弾性層３２の弾性に抗して押圧状態にすることで、加圧ローラ３０に加熱フィルム２１を介して板状発熱体２３を加圧ローラ３０の弾性層３２に所定に侵入させて定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３５】
加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に回転駆動される（加圧ローラ駆動式）。この加圧ローラ３０の回転駆動による加圧ローラ３０と加熱フィルム２１との定着ニップ部Ｎにおける接触摩擦力で加熱フィルム２１に移動力が作用して、円筒状の加熱フィルム２１がその内面側が定着ニップ部Ｎにおいて板状発熱体２３の面に密着して摺動しながら支持ホルダー２２・板状発熱体２３・定着ステー２４の組み立て体の外周りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３６】
加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴って円筒状の加熱フィルム２１が従動回転状態になり、また板状発熱体２３に通電がなされ、この板状発熱体２３が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの加熱フィルム２１と加圧ローラ３０との間に未定着トナー像Ｔを担持した被記録材である転写材Ｐが導入される。転写材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてトナー像担持面側が加熱フィルム２１の外面に密着して加熱フィルム２１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、板状発熱体２３の熱が加熱フィルム２１を介して転写材Ｐに付与され、転写材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが転写材Ｐ上に加熱加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した転写材Ｐは加熱フィルム２１から曲率分離される。
【００３７】
加熱回転体を構成する円筒状の加熱フィルム２１は、具体的には、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂製フィルムあるいはニッケル、鉄、ステンレス等の金属性フィルムを基層２１ａとし、これに、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質からなる弾性層２１ｂ、および、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料からなる離型性層２１ｃを順次形成したものである。
【００３８】
弾性層２１ｂの厚さは１０〜５００μｍであることが好ましく、画像品質と高速ウォームアップ特性の両立の観点から、より好ましくは５０〜３００μｍが良い。また弾性層２１ｂの硬度としては６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。そして弾性層２１ｂの熱伝導率λは、２．５×１０−１〜８．４×１０−１Ｗ／ｍ・℃であることが好ましい。熱伝導率λが上記範囲よりも小さい場合には、熱抵抗が大きすぎて、加熱フィルム２１の表層である離型性層２１ｃにおける温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが上記範囲よりも大きい場合には、弾性層２１ｂの硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが発生しやすくなる。より好ましくは３．３×１０−１〜６．３×１０−１Ｗ／ｍ・℃が良い。
【００３９】
また、離型性層２１ｃの厚さは離型性能や製造の安定性の観点および熱伝導特性の観点から、１〜１００μｍが好ましい
本実施例に使用する加熱フィルム２１は、基層２１ａとしての厚み５０μｍの円筒状に形成したポリイミド製のエンドレスベルト上に、弾性層２１ｂとしてシリコーンゴム層をリングコート法により厚さ２５０μｍに形成した。シリコーンゴム層には、熱伝導率が約８．０×１０−１Ｗ／ｍ・Ｋと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。さらに、離型性層２１ｃとして厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴム層上に被覆して加熱フィルム（樹脂スリーブ）２１を形成した。
【００４０】
（３）板状発熱体２３
図３は板状発熱体２３の一例の構成説明図である。この板状発熱体２３は、基本的には、アルミナや窒化アルミ等のセラミックスの平板状のヒーター基材と、該基材面に、スクリーン印刷等の手段により、線状もしくは細帯状に塗工し焼成されて形成された、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の抵抗発熱体パターンと、該抵抗発熱体パターンを形成した基材面を被覆させたガラス等の表面保護層と、前記抵抗発熱体パターンと電気的に導通されて基材面に形成されており、給電コネクタを介して給電回路から電圧が印加される電極パターンと、を有している全体に低熱容量の表面加熱タイプのセラミックスヒーターである。より具体的には
ａ：定着ニップ部Ｎにおける被記録材搬送方向ＰＦ方向に交差（直交）する方向を長手とする、例えばＡｌ２Ｏ３やＡｌＮ等の細長・薄肉の平板状の基材２３ａ、
ｂ：この基材２３ａの表面側に基材長手に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等によりパターン塗工し焼成して形成具備させた、並行２条の抵抗発熱体パターン２３ｂ、
ｃ：上記の並行２条の抵抗発熱体パターン２３ｂの一端部側の基材面にそれぞれ抵抗発熱体パターン２３ｂに電気的に導通させて形成具備させた第１と第２の給電用電極パターン２３ｃ・２３ｄ、
ｄ：上記の並行２条の抵抗発熱体パターン２３ｂの他端部側を電気的に直列に導通させて基材面に形成具備させた導通用電極パターン２３ｅ、
ｅ：抵抗発熱体パターン２３ｂ、第１と第２の給電用電極パターン２３ｃ・２３ｄの一部、導通用電極パターンパターン２３ｅの上に絶縁性と摺動性を付与するためにそれらを覆わせて設けた、厚さ１０μｍ程度のガラス等の表面保護層２３ｆ、
ｆ：基材２３ａの裏面側の基材長手方向のほぼ中央部に密着させて配設した、サーミスタ等の温度検知素子２３ｇ、
等からなる。
【００４１】
そして、図４のようにこの板状発熱体２３を表面保護層２３ｆを設けた側である表面側を加熱フィルム密着摺動面にして、支持ホルダー２２の外面側中央部に支持ホルダー長手に沿って形成具備させた板状発熱体嵌め込み溝内に板状発熱体表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。
【００４２】
５０は給電用コネクタであり、支持ホルダー２２に固定保持させた板状発熱体２３の第１と第２の電極パターン２３ｂ・２３ｃ側に嵌着され、該電極パターン２３ｂ・３３ｃにそれぞれ給電用コネクタ５０側の電気接点が接触状態になる。
【００４３】
５１はＡＣ電源、５２は制御回路部（ＣＰＵ）、５３はトライアックである。板状発熱体２３は、ＡＣ電源５１から、トライアック５３、給電用コネクタ５０、第１と第２の電極パターン２３ｃ・２３ｄを介して抵抗発熱体パターン２３ｂに給電されてこの抵抗発熱体パターン２３ｂが全長にわたって発熱することで迅速急峻に昇温する。
【００４４】
その板状発熱体２３の昇温が温度検知素子２３ｇにより検知され、その検知温度の電気的情報が制御回路部５２に入力する。制御回路部５２はその入力する検知温度情報に基づいてトライアック５３をコントロールしてＡＣ電源５１から抵抗発熱体パターン２３ｂに通電する電力を位相、波数制御等により制御して、板状発熱体２３の温度を所定の定着温度に温調制御する。
【００４５】
板状発熱体２３の温調構成は上記に限られず、加圧ローラ３０の表面温度もしくは、定着ニップ部Ｎの加熱フィルム２１の内面などの任意の位置に配された不図示のサーミスタ等の温度検知手段により検知される温度情報を元に、定着ニップ部Ｎにおいて被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる加熱フィルム２１の表面温度を目標設定温度とし、それが維持されるよう板状発熱体２３の抵抗発熱体パターン２３ｂへの通電量を制御することもできる。
【００４６】
ここで、以下において、上流と下流とは、定着ニップ部分において被記録材搬送方向または加熱フィルムの移動方向において上流と下流を意味するものとする。
【００４７】
上述したように図３の表面加熱タイプの板状発熱体２３は、基材２３ａの表面に形成した抵抗発熱体パターン２３ｂと電極パターン２３ｃ・２３ｄ・２３ｅの上に絶縁性と摺動性を付与するためにそれらを覆わせて設けた表面保護層としてのガラス層２３ｆ側を図４のように加熱フィルム摺動面として用いるもので、この板状発熱体２３の加熱フィルム摺動面側において板状発熱体長手方向の基材稜線部分Ａ・Ｂをガラス層２３ｆを延長した保護層２３ｆ´にて被覆している。Ａは板状発熱体２３に対する加熱フィルム２１の摺動移動方向において上流側の基材稜線部分、Ｂは下流側の基材稜線部分である。
【００４８】
これら抵抗発熱体パターン２３ｂ、電極パターン２３ｃ・２３ｄ・２３ｅ、ガラス層２３ｆは基材２３ｂ上にスクリーン印刷で形成されており、図３・図４のように基材稜線部分Ａ・Ｂをガラス層２３ｆを延長した保護層２３ｆ´にて被覆した形態の板状発熱体２３とするためには、複数個取りの大版基材に抵抗発熱体パターン、電極パターンを印刷したのちに、一旦基板を分割して最終寸法にしたものに、間隔をあけてガラス層を印刷することでチクソトロピー性を用いて製造することができる。あるいは、ガラス層を複数回の印刷を行うことで形成する場合には、ガラスの印刷の途中で分割して、その後稜線まで掛かる印刷を行っても良い。あるいは、分割前の基板全面にガラス層を印刷をして、それを分割したのち、再度ガラスの融点まで加熱することで、稜線Ａ・Ｂをガラス層２３ｆを延長した保護層２３ｆ´にて被覆した形態にさせることが可能となる。
【００４９】
図５は基材２３ｂの抵抗発熱体パターン２３ｂを形成した面側とは反対面側を加熱フィルム摺動面とした裏面（背面）加熱タイプの板状発熱体２３である。この裏面加熱タイプの板状発熱体２３は加熱フィルム２１として金属スリーブを用いた像加熱装置の熱源として用いられる。板状発熱体２３の摺動層としてガラスを用いた場合には、金属スリーブとの摩擦においてスリーブの磨耗が激しく、スリップ等が発生してしまうため、摺動面側にはポリイミドやポリアミドといった耐熱性の樹脂を被覆することで摺動層２３ｈを形成する。この板状発熱体２３の加熱フィルム摺動面側において板状発熱体長手方向の基材稜線部分Ａ・Ｂを上記の摺動層２３ｈを延長した保護層２３ｈ´にて被覆している。Ａは板状発熱体２３に対する加熱フィルム２１の摺動移動方向において上流側の基材稜線部分、Ｂは下流側の基材稜線部分である。
【００５０】
そして、図６のようにこの板状発熱体２３を摺動層２３ｈを設けた側である裏面側を加熱フィルム密着摺動面にして、支持ホルダー２２の外面側中央部に支持ホルダー長手に沿って形成具備させた板状発熱体嵌め込み溝内に板状発熱体裏面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。
【００５１】
上記のように基材稜線部分Ａ・Ｂを摺動層２３ｈを延長した保護層２３ｈ´にて被覆した形態の板状発熱体２３とするためには、前述実施例１と同じで、摺動層２３ｈが熱硬化タイプの樹脂である場合においては、基材を分割した後に間隔をあけて、樹脂を印刷することでチクソトロピー性を用いて製造することができる。
【００５２】
この様子を図７に示す。（ａ）は複数個取りの大版基材に摺動層２３ｈを印刷し、分割のための切れ目をいれたもので、スクライブ線を点線でしめしている。（ｂ）はこれをスクライブ線で分割したものであり、この状態では稜線部Ａ・Ｂには被覆はされていない。この状態から再度加熱し、摺動層２３ｈの樹脂の溶融温度以上にすることで端部への回りこみにより、（ｃ）に示しめしたように基材稜線部分Ａ・Ｂを摺動層２３ｈを延長した保護層２３ｈ´にて被覆した形態を完成することができる。
【００５３】
摺動層２３ｈが熱可塑の樹脂の場合には、複数個取りの大版基材に摺動層を設けたあとに分割して、そののちに再度加熱して樹脂層を溶融させることで稜線部分の樹脂を溶融させて基材稜線部分Ａ・Ｂを摺動層２３ｈを延長した保護層２３ｈ´にて被覆した形態を完成することができる。
【００５４】
このように基材の長手稜線Ａ・Ｂを保護層２３ｆ´や２３ｈ´で被覆した板状発熱体は基材の長手稜線Ａ・Ｂそのものが加熱フィルム２１の内面に接触しない。したがって稜線Ａ・Ｂに生じるバリのせいで加熱フィルム２１の内面を削り摺動抵抗をましたり、加熱フィルム２１の寿命を短縮させるといった問題が解消される。これにより、定着ニップ部に対して板状発熱体２３の位置を自由に設定することが可能になる。
【００５５】
また、このように基材の長手稜線を保護層２３ｆ´や２３ｈ´で被覆した板状発熱体はクラックが発生しにくく、割れに対しても強くなる。通常は、この種の板状発熱体はレーザースクライブやダイヤモンドカッターによる切れ目を使って分割を行うが、その際にシェル状のクラックが発生する。このクラックを起点にして、セラミック基材の中へクラックが進行していき最終的には破断につながるという問題がある。しかしながら、上記のように基材２３ａの長手稜線をガラスや樹脂の保護層２３ｆ´や２３ｈ´で被覆することにより、格段に強度を上げることができる。
【００５６】
また、この種の板状発熱体２３は前記のように加熱ユニット２０として組み立てられて使用されるのが通常であるが、その際にハンドリングでの衝撃によって割れることも有りうる。しかしながら、本実施例のように基材２３ａの長手稜線を保護層２３ｆ´や２３ｈ´で被覆しておけば、この問題も減少する。
【００５７】
図２のフィルム加熱方式の定着装置１８は板状発熱体２３として、基材２３ａの長手稜線をガラスや樹脂の保護層２３ｆ´や２３ｈ´した表面加熱タイプあるいは裏面加熱タイプの板状発熱体２３を用いており、被記録材Ｐの搬送方向ＰＦの少なくとも下流側において、定着ニップ部Ｎ内に板状発熱体２３のその稜線が入るようになっている。このように該稜線以前の部分で被記録材Ｐ上のトナー像Ｔが十分に加熱されて軟化した後に、板状発熱体２３の下流側稜線でしごくことでトナー像の表面を平滑化する効果が増すことになり、定着性の向上と光沢度の向上が達成される。一般にトナー像の表面が平滑になることで、外力が加わった際に摺擦性があがるために剥がれにくくなるのと、被記録材（紙）の繊維の中に押し込む効果が扱くことによって得られため、定着性が向上すると見られる。
【００５８】
本実施例では、板状発熱体２３の加熱フィルム移動方向下流側稜線が定着ニップ部Ｎ内に有る構成を説明したが、逆に上流側で稜線が定着ニップ部Ｎ内に有る構成でも良い。その場合には、未定着状態のルーズな状態のトナー内にたまった水蒸気が加熱されてトナーを吹き飛ばしてしまうような問題の解決策としての効果が得られる。すなわち、急激に蒸気圧が上がる前にトナー内の空気を追い出してしまいトナーに拘束力を与えてから加熱することを本実施例の別の構成もあり得るということである。
【００５９】
板状発熱体２３の加熱フィルム移動方向下流側稜線と上流側稜線が定着ニップ部Ｎ内に有る構成にすることもできることは勿論である。
【実施例２】
【００６０】
以下に、第２の実施例を説明する。本実施例の定着装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図１で説明したものと同じであるため再度の説明は省略する。また定着装置について第１の実施例の定着装置と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００６１】
本実施例の定着装置においては、可撓性部材としての加熱フィルム２１はステンレスをベースにした加熱フィルム（金属スリーブ）を用いている。板状発熱体２３は図５に示した裏面加熱タイプのものであり、上記のステンレスをベースにした加熱フィルム２１を介して加圧ローラ３０に圧接されている。
【００６２】
図８に示されるように、加圧ローラ３０の回転軸線に対して鉛直な断面において、板状発熱体２３は加圧ローラ３０の回転中心に向かって加圧方向Ｆで加圧されており、定着ニップ部Ｎにおける加熱フィルム２１の内面との板状発熱体２３ならびに支持ホルダー２２の摺動面の法線方向Ｕが加圧ローラ３０への加圧方向Ｆに対して平行ではなく、定着ニップ部Ｎにおいて被記録材Ｐの搬送方向ＰＦの入口から出口方向にかけて、板状発熱体２３ならびに支持ホルダー２２の摺動面が加圧ローラ３０の表面から内部へ侵入量が増加する方向に傾斜している。
【００６３】
本実施例ではステンレスをベースとした加熱フィルム２１を用いているため、ポリイミドをベースとした加熱フィルム２１よりも剛性が高くなっている。このため図９に示すように、定着ニップ部上流側における加熱フィルム２１の形状は加熱フィルム２１が加圧ローラ３０側に湾曲する形状となる。そして加熱フィルム２１の内面と板状発熱体２３とは加熱フィルム２１と加圧ローラ３０の接触により形成される定着ニップＮとは別の、より狭い範囲のフィルム内面ニップ部Ｎ’を形成することとなる。
【００６４】
そこで、本実施例においては、板状発熱体２３の上流側端部Ｊが定着ニップ部Ｎの被記録材入口より内側、かつフィルム内面ニップ部Ｎ’の外側となるように板状発熱体２３を配置した。また、板状発熱体２３の被記録材搬送方向ＰＦにおける中心線Ｃ１が、定着ニップ部Ｎの被記録材搬送方向の中心線Ｃ２に対して被記録材Ｐの搬送方向ＰＦの入口に近い上流側にあり、板状発熱体２３の下流側端部Ｋはフィルム内面ニップ部Ｎ’の下流端部に位置する構成とした。
【００６５】
上記のように、板状発熱体２３ならびに支持ホルダー２２からなる加熱フィルム２１内の摺動面法線方向Ｕが加圧ローラ３０への加圧方向Ｆに対し平行ではなく、摺動面が傾斜しかつその端部の一方Ｋが定着ニップ部Ｎ内にあることにより、第１の実施例での効果と同様に、定着ニップ部Ｎ内では板状発熱体２３による加熱と同時に、図１０に示されるように定着ニップ部Ｎの出口側（摺動面端部Ｋ）位置において定着圧分布がピーク値をもつことになる。
【００６６】
これによりトナーが定着ニップ部Ｎ内で加熱フィルム２１から熱供給を受け、その温度が最も高くなる下流部分、すなわち充分に軟化もしくは溶融した状態においてより高い定着圧にさらされる。このため、第１の実施例と比較しても、加圧力Ｆを増加させることなく更なる高速条件下においても充分な定着性と画質を確保することが可能である。
【実施例３】
【００６７】
以下に、第３の実施例を説明する。本実施例の定着装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図１で説明したものと同じであるため再度の説明は省略する。また定着装置について第１の実施例の定着装置と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００６８】
第３の実施の様態を図１１に示す。この場合の定着ニップ部Ｎ内の拡大図を図１２に示す。この例に用いられる板状加熱体２３は第１の実施例ので述べた、表面加熱タイプまたは裏面加熱タイプのものである。図１１の左側がニップ下流であり、支持ホルダー２２のニップ内でのこの部分にアーチ状の突起２２ａが設けられていて、加圧力を増すようにしてある。
【００６９】
この突起２２ａはおよそ１００ミクロンから２００ミクロンの高さがあれば十分である。
【００７０】
図１１・図１２では板状加熱体２３を加圧力の方向Ｆと法線が一致するようにしてあるが、第２の実施例の図８〜１０と同じように板状加熱体２３を傾けて配設してもよい。
【００７１】
さらには、表面加熱タイプまたは裏面加熱タイプの板状加熱体自体の保護層２３ｈ´あるいは摺動層２３ｈの下流部分の厚みをまして突起を具備させた形態にすることもできる。
【００７２】
図１３に裏面加熱タイプの板状加熱体の摺動層２３ｈの下流部分の厚みをまして突起ａを具備させた形態のものをに示す。突起ａを具備させるために加熱下流部の摺動層厚を増す手法としては、スクリーン印刷のメッシュを広くするかあるいは、この部分の印刷を複数回行なうことで達成できる。あるいは、板状発熱体２３にあとからＬＣＰやＰＰＳといった耐熱樹脂を熱溶着しても良い。図１４はこの板状加熱体を用いた加熱定着装置である。
【００７３】
支持ホルダー２２に突起２２ａを設ける場合には、板状発熱体２３の厚みのばらつきにより突起の高さの効果にばらつきが生じる。これが機械ごとの定着性の差や光沢の差となって現れる。しかし、板状加熱体自体に突起ａを設けるならば、支持ホルダ−２２との嵌合段差による加圧ばらつきの影響をなくすことができる。
【００７４】
（その他）
１）図３・図４の表面加熱タイプの板状発熱体２３において、基材２３ａの表面保護層２３ｆ側の長手方向の稜線の保護層による被覆２３ｆ´は加熱フィルム移動方向の上流側または下流側のどちらか１方だけにした形態にすることもできる。
【００７５】
また、図５・図６の裏面加熱タイプの板状発熱体２３についても、基材２３ａの摺動層２３H側の長手方向の稜線の保護層による被覆２３ｈ´は加熱フィルム移動方向の上流側または下流側のどちらか１方だけにした形態にすることもできる。
【００７６】
２）本発明の像加熱装置は、未定着画像を被記録材に仮に定着せしめる仮定着装置や、定着画像を担持した被記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置を包含する。
【００７７】
３）板状発熱体２３は抵抗発熱体や電極のパターン形態等がパ実施例とは異なる構造のセラミックスヒーターであっても勿論よい。抵抗発熱体としてニクロム線等を用いた板状発熱体等でもよい。
【００７８】
４）実施例では可撓性部材は円筒状部材（可撓性スリーブ）にして、これを加圧ローラ駆動による従動回転としているが、エンドレスフィルムの内部に駆動ローラを設け駆動ローラを回転駆動することによりフィルムを回転させるなど、任意の回転手段にすることが出来る。また可撓性部材はロール巻きにした長尺の有端ウエブ状部材にしてこれを板状発熱体を経由させて繰り出し走行移動させる像加熱装置構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の実施例における画像形成装置例の概略図。
【図２】定着装置（像加熱装置）の横断面模型図。
【図３】表面加熱タイプの板状発熱体の一例の構成説明図。
【図４】図３の表面加熱タイプの板状発熱体を用いた定着装置の定着ニップ部分の拡大横断面模型図。
【図５】裏面加熱タイプの板状発熱体の一例の構成説明図。
【図６】図５の裏面加熱タイプの板状発熱体を用いた定着装置の定着ニップ部分の拡大横断面模型図。
【図７】図５の裏面加熱タイプの板状発熱体の製造要領説明図。
【図８】第２の実施例の定着装置の定着ニップ部分の拡大横断面模型図。
【図９】定着ニップ部上流側部分の拡大模型図
【図１０】定着ニップ内の圧力分布の説明図
【図１１】第３の実施例の定着装置の横断面模型図。
【図１２】定着ニップ部分の拡大横断面模型図。
【図１３】第３の実施例における板状発熱体の拡大横断面模型図。
【図１４】図１３の板状発熱体を用いた定着装置の定着ニップ部分の拡大横断面模型図。
【符号の説明】
【００８０】
１８・・定着装置（像加熱装置）、２０・・加熱ユニット（加熱回転体ユニット）、３０・・加圧ローラ（弾性ローラ）、２１・・加熱フィルム（可撓性部材）、２２・・支持ホルダー、２３・・板状発熱体（加熱体）、２３ａ・・ヒーター基材、２３ｂ・・抵抗発熱体、２３ｆ・・表面保護層、２３ｆ´・・基材稜線被覆保護層、２３ｈ・・摺動層、２３ｈ´・・基材稜線被覆保護層、Ｐ・・被記録材、Ｔ・・トナー画像、ＰＦ・・被記録材搬送方向、Ｎ・・定着ニップ部、Ｃ１・・板状発熱体２３の幅方向中心線、Ｃ２・・定着ニップ部Ｎの幅方向中心線、Ｕ・・摺動面法線方向
【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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【図１３】
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【図１４】
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