(57)【要約】      （修正有）【課題】抵抗発熱体が配置される領域の広狭にかかわらず適切な抵抗特性を有するヒータ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ヒータ１Ａは、基板２、導体、抵抗発熱体５を具備する。導体は、基板上に配置される。抵抗発熱体は、負の抵抗温度係数を有し、基板の長手方向に離間するように基板上に配置され、導体と電気的に接続される。抵抗発熱体は、長手方向に延びる第１抵抗発熱体５１と、基板の短手方向に延びるとともに両端部分が長手方向に屈曲された第２抵抗発熱体５２とを含む。導体は、短手方向に第１抵抗発熱体を挟む第１導体部３１および第２導体部３２と、長手方向に第２抵抗発熱体を挟む第３導体部３３および第４導体部３４とを含む。第２抵抗発熱体の長さは、オーバーラップ領域の長さと同じである。対向する第３導体部および第４導体部の間の距離は一定である。導体は、複数の抵抗発熱体を直列で接続する。【選択図】図１
2018137064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に配置された導体と；
負の抵抗温度係数を有し、前記基板の長手方向に離間するように前記基板上に配置され、前記導体と電気的に接続された抵抗発熱体と；
を具備し、
前記抵抗発熱体は、前記基板の長手方向に延びる第１抵抗発熱体と、前記基板の短手方向に延びるとともに両端部分が前記基板の長手方向に屈曲された第２抵抗発熱体と、を含み、
前記導体は、前記基板の短手方向に前記第１抵抗発熱体を挟む第１導体部および第２導体部と、前記基板の長手方向に前記第２抵抗発熱体を挟む第３導体部および第４導体部と、を含み、
前記第２抵抗発熱体の長さは、前記第１導体部および前記第２導体部の両方に接する前記第１抵抗発熱体のオーバーラップ領域の長さと同じであり、
対向する前記第３導体部および前記第４導体部の間の距離は一定であり、
前記導体は、複数の前記抵抗発熱体を直列で接続する、ヒータ。
【請求項２】
前記第２抵抗発熱体は、略Ｕ字状である、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記抵抗発熱体は、鉄を除く第８族元素および第９族元素の酸化物を１質量％以上４０質量％以下、ガラスを１０質量％以上９５質量％以下、チタン、マンガンおよび鉄の酸化物を５質量％未満の割合で含有する、請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項４】
通過する媒体を加熱する請求項１〜３のいずれか１つに記載のヒータと；
前記媒体を加熱時に加圧し、前記媒体に付着したトナー像を定着する加圧ローラと；
を具備する、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒータ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＡ機器、家電用電気製品、精密製造設備などの電子機器類にヒータが装着されている。ヒータは、例えば、複写機やファクシミリなどの画像形成装置において用紙にトナーを定着する定着装置に用いられる。また、リライタブルカードリーダであれば印字消去などに用いられる。ヒータは、給電用電極、導体、抵抗発熱体が基板上に形成されることで構成され、給電用電極から供給された電力により、抵抗発熱体が発熱する。
【０００３】
ヒータは、定着装置で加熱できる媒体の最大のサイズ（ヒータの長手方向に沿う媒体の長さ）に合わせた有効長、即ち最大のサイズと同じ、または長く設定される。従って、最大のサイズの媒体よりも小さい媒体を通過させて加熱する場合、ヒータのうち、媒体が通過しない領域の温度が上昇する。このため、媒体が通過しない領域の温度上昇を抑制することを目的として、抵抗温度係数［ｐｐｍ／℃］がマイナスとなるＮＴＣ（Negative  Temperature  Coefficient）特性の抵抗発熱体を使用する対策が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、導体と抵抗発熱体との接触長さが小さくなると、各抵抗発熱体は高抵抗化する。このため、媒体が通過する領域に対して配置される抵抗発熱体を、単に媒体が通過しない領域の幅に応じた長さに変更して配置させるだけでは、適切な昇温抑制効果を得られないことがある。
【０００６】
一方で、配置される領域の幅に応じて抵抗発熱体の材料を変更すると、加工工程が煩雑になる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、抵抗発熱体が配置される領域の広狭にかかわらず適切な抵抗特性を有するヒータ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係るヒータは、基板、導体、抵抗発熱体を具備する。導体は、基板上に配置される。抵抗発熱体は、負の抵抗温度係数を有し、基板の長手方向に離間するように基板上に配置され、導体と電気的に接続される。抵抗発熱体は、基板の長手方向に延びる第１抵抗発熱体と、基板の短手方向に延びるとともに両端部分が基板の長手方向に屈曲された第２抵抗発熱体とを含む。導体は、基板の短手方向に第１抵抗発熱体を挟む第１導体部および第２導体部と、基板の長手方向に第２抵抗発熱体を挟む第３導体部および第４導体部と、を含む。第２抵抗発熱体の長さは、第１導体部および第２導体部の両方に接する第１抵抗発熱体のオーバーラップ領域の長さと同じである。対向する第３導体部および第４導体部の間の距離は一定である。導体は、複数の抵抗発熱体を直列で接続する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、抵抗発熱体が配置される領域の広狭にかかわらず適切な抵抗特性を有するヒータ及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係るヒータの平面図である。
【図２】実施形態１に係るヒータが備える導体および抵抗発熱体の配置状態についての説明図である。
【図３】実施形態１に係るヒータが備える第２抵抗発熱体の配置状態を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係るヒータが備える第２抵抗発熱体の変形例１を示す説明図である。
【図５】実施形態１に係るヒータが備える第２抵抗発熱体の変形例２を示す説明図である。
【図６】実施形態２に係るヒータの平面図である。
【図７】ヒータの使用例である定着装置を示す説明図である。
【図８】ヒータの使用例である画像形成装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に説明する実施形態に係るヒータ１、１Ａ、１Ｂは、基板２、導体３（３１〜４４）、抵抗発熱体５（５１〜５４）を具備する。導体３（３１〜４４）は、基板２上に配置される。抵抗発熱体５（５１〜５４）は、負の抵抗温度係数を有し、基板２の長手方向に離間するように基板２上に配置され、導体３（３１〜４４）と電気的に接続される。抵抗発熱体５（５１〜５４）は、基板２の長手方向に延びる第１抵抗発熱体５１、５３と、基板２の短手方向に延びるとともに両端部分が基板２の長手方向に屈曲された第２抵抗発熱体５２、５４とを含む。導体３は、基板２の短手方向に第１抵抗発熱体５１、５３を挟む第１導体部３１、３５および第２導体部３２、３６と、基板２の長手方向に第２抵抗発熱体５２、５４を挟む第３導体部３３、３７および第４導体部３４、３８と、を含む。第２抵抗発熱体５２、５４の長さは、第１導体部３１、３５および第２導体部３２、３６の両方に接する第１抵抗発熱体５１、５３のオーバーラップ領域の長さと同じである。対向する第３導体部３３、３７および第４導体部３４、３８の間の距離は一定である。導体３（３１〜４４）は、複数の抵抗発熱体５（５１〜５４）を直列で接続する。
【００１２】
また、以下に説明する実施形態に係る第２抵抗発熱体５２、５４は、略Ｕ字状である。
【００１３】
また、以下に説明する実施形態に係る抵抗発熱体５（５１〜５４）は、鉄を除く第８族元素および第９族元素の酸化物を１質量％以上４０質量％以下、ガラスを１０質量％以上９５質量％以下、チタン、マンガンおよび鉄の酸化物を５質量％未満の割合で含有する。
【００１４】
また、以下に説明する実施形態に係る画像形成装置としての複写機１００は、通過する媒体を加熱するヒータ１と、媒体を加熱時に加圧し、媒体に付着したトナー像を定着する加圧ローラ２０３とを具備する。
【００１５】
［実施形態１］
実施形態に係るヒータを図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るヒータの平面図である。本実施形態に係るヒータ１Ａは、電子機器類に搭載され、主に通過する紙などの媒体を加熱するものである。ヒータ１Ａは、図１に示すように、基板２と、導体３と、抵抗発熱体５と、給電用電極６、７、８と、オーバーコート層９とを含んで構成されている。
【００１６】
基板２は、耐熱性及び絶縁性を有し、本実施形態では、矩形状に形成されている。基板２は、例えば、アルミナ等のセラミック、ガラスセラミックまたは耐熱複合材料などからなる平板である。基板２は、ヒータ１Ａを装着できるスペースに応じた厚さを有しており、例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。なお、基板２の形状は、短手方向、及び短手方向と交差する長手方向を有していればこれに限定されるものではなく、外周において凹部、凸部、欠けなどが形成されていてもよい。
【００１７】
導体３は、抵抗発熱体５に電力を供給するものであり、基板２上に形成されている。本実施形態で、導体３は、銀（Ａｇ）を主成分とし、パラジウム（Ｐｄ）、若しくは白金（Ｐｔ）を０．５〜５質量％程度添加している。ここで、「主成分」とは、導体３を構成する物質のうち、支配的な割合を占める物質をいう。従って、導体３は、銀と添加物との合計がほぼ１００質量％となる。導体３は、添加物が含有されることで、抵抗発熱体５に対する銀の拡散を抑制することができる。導体３は、上記物質を含有する抵抗発熱体５に比べて抵抗値が十分低い導体ペーストであり、基板２上に塗布し、焼成することで形成されている。ここで、「塗布」とは、導体ペーストを基板２上に塗りつけることができれば、どのような手段でもよく、スクリーン印刷を含むものである。
【００１８】
抵抗発熱体５は、導体３と電気的に接続されており、電気を流すことで発熱するものであり、基板２上に形成されている。抵抗発熱体５は、複数に分割されて基板２の長手方向（以下、単に「長手方向」と称する）に離間して並べられており、本実施形態に係るヒータ１Ａでは、抵抗発熱体５は、長手方向に６つに分割されている。
【００１９】
また、抵抗発熱体５は、例えばルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉄（Ｆｅ）などといった第８族元素および第９族元素の酸化物や、ホウケイ酸系などのガラス、チタン（Ｔｉ）やマンガン（Ｍｎ）の酸化物、さらにはグラファイト、銀・パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金を含む材料等から構成される抵抗発熱体ペーストを基板２上にスクリーン印刷等により塗布して焼成させることで形成されている。本実施形態における抵抗発熱体５は、鉄を除く第８族元素および第９族元素の酸化物を１質量％以上４０質量％以下、ガラスを１０質量％以上９５質量％以下、チタン、マンガンおよび鉄の酸化物を５質量％未満の割合で含有する。また、抵抗発熱体５は、負の抵抗温度係数を有し、例えばヒータ１Ａの抵抗温度係数（ＴＣＲ）は−４００ｐｐｍ／℃〜−１５００ｐｐｍ／℃とする。
【００２０】
給電用電極６、７、８は、外部からの電力を導体３に供給するものであり、基板２上に形成されている。給電用電極６は、抵抗発熱体５に対して、長手方向の一端部２ａ側に配置され、給電用電極７、８は、長手方向の他端部２ｂ側に配置されている。
【００２１】
オーバーコート層９は、保護層であり、基板２上に形成された導体３および抵抗発熱体５を覆っているものであり、本実施形態では帯状に形成されている。オーバーコート層９は、導体３及び抵抗発熱体５を覆うことで、導体３および抵抗発熱体５が直接大気に露出することを防止し、外部からの干渉（例えば、機械的、化学的、電気的な干渉）によって導体３および抵抗発熱体５が損傷・破損することを抑制するものである。オーバーコート層９は、例えば、熱伝導率が２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上となるアルミナ等の熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーを３〜２５質量％加えたガラス層である。なお、オーバーコート層９が覆う領域は、導体３および抵抗発熱体５の損傷・破損を抑制させるために、適宜設計変更可能であり、オーバーコート層９自体を省略してもよい。
【００２２】
ここで、導体３および抵抗発熱体５の構成について、図１、図２を参照して更に詳しく説明する。図２は、実施形態１に係るヒータ１Ａが備える導体３および抵抗発熱体５の配置状態についての説明図である。
【００２３】
抵抗発熱体５は、長手方向に並べられた複数の抵抗発熱体５が、基板２の短手方向（以下、単に「短手方向」と称する）に離間して、複数の列になっており、本実施形態に係るヒータ１Ａでは、抵抗発熱体５は、短手方向に２列になっている。つまり、抵抗発熱体５は、６つが離間して長手方向に並べられた抵抗発熱体５２ａ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ｂと、６つが離間して長手方向に並べられた抵抗発熱体５４ａ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５４ｂとが、短手方向に離間して、２列の抵抗発熱体５を構成している。２列の抵抗発熱体５はそれぞれ、導体３により電気的に直列に接続されている。
【００２４】
これらのように形成される複数の抵抗発熱体５は、第１抵抗発熱体５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）、５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）と、第２抵抗発熱体５２（５２ａ、５２ｂ）、５４（５４ａ、５４ｂ）とを含む。本実施形態に係るヒータ１Ａでは、第２抵抗発熱体５２、５４は、長手方向の両端に配置され、第１抵抗発熱体５１、５３は、第２抵抗発熱体５２、５４の間にそれぞれ配置されている。
【００２５】
第１抵抗発熱体５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）、５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）は、短手方向に沿った幅が一定となるように、長手方向に沿った帯状にそれぞれ形成されている。また、第１抵抗発熱体５１ａおよび５３ｄ、第１抵抗発熱体５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５３ａ、５３ｂおよび５３ｃは、長手方向に沿った長さがそれぞれ同じとなるようにそれぞれ配置されている。また、同一の列の第１抵抗発熱体５１、５３同士は、短手方向における位置が同じとなるようにそれぞれ配置されている。
【００２６】
また、第２抵抗発熱体５２（５２ａ、５２ｂ）、５４（５４ａ、５４ｂ）は、短手方向に延びるとともに両端部分が長手方向に屈曲している。具体的には、第２抵抗発熱体５２ａ、５２ｂは、中央部分が短手方向に延び、両端が長手方向の一端部２ａを向くように両端部分が長手方向に屈曲され、全体として略Ｕ字状を有している。また、第２抵抗発熱体５４ａ、５４ｂは、中央部分が短手方向に延び、両端が長手方向の他端部２ｂを向くように両端部分が長手方向に屈曲され、全体として略Ｕ字状を有している。
【００２７】
導体３は、第１導体部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）、３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）、第２導体部３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）、３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ）、第３導体部３３（３３ａ、３３ｂ）、３７（３７ａ、３７ｂ）、第４導体部３４（３４ａ、３４ｂ）、３８（３８ａ、３８ｂ）、接続導体部３９〜４４をそれぞれ備える。
【００２８】
第１導体部３１、３５および第２導体部３２、３６は、短手方向に第１抵抗発熱体５１、５３を挟むように配置され、第１抵抗発熱体５１、５３とそれぞれ電気的に接続される。
【００２９】
第１導体部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）、第２導体部３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ）は、第１抵抗発熱体５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）、５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）と長手方向における位置および長手方向の長さが同じとなるようにそれぞれ形成されている。
【００３０】
第２導体部３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）、第１導体部３５（３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）は、長手方向に隣り合う２つの第１抵抗発熱体５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）、５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）と短手方向で接触し、第１抵抗発熱体５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）、５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）とそれぞれ電気的に接続される。
【００３１】
第１抵抗発熱体５１（５３）は、第１導体部３１（３５）および第２導体部３２（３６）の両方に接するオーバーラップ領域５６を有し、オーバーラップ領域５６における長手方向の幅、すなわちオーバーラップ領域５６の長さが、すべて同じ長さＬ１を有するように配置される。
【００３２】
また、第３導体部３３、３７および第４導体部３４、３８は、長手方向において、第２抵抗発熱体５２、５４を挟むように配置され、第２抵抗発熱体５２、５４とそれぞれ電気的に接続される。ここで、第３導体部３３、３７および第４導体部３４、３８と第２抵抗発熱体５２、５４との配置状態について図３を参照して説明する。
【００３３】
図３は、実施形態１に係るヒータが備える第２抵抗発熱体の配置状態を示す説明図である。図３は、図２に示す領域Ｒの拡大図である。図３に示すように、第２抵抗発熱体５４ｂは、長手方向に延びる両端部分５４１と、短手方向に延びる中央部分５４２と、両端部分５４１および中央部分５４２を接続する屈曲部分５４３とを有する。第２抵抗発熱体５４ｂは、長手方向の他端部２ｂ側に開口した略Ｕ字状を有している。
【００３４】
第２抵抗発熱体５４ｂは、両端部分５４１を挟んで対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂの間の距離ｄ１、中央部分５４２を挟んで対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂの間の距離ｄ２、および屈曲部分５４３を挟んで対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂの間の距離ｄ３はすべて一定となっている。
【００３５】
また、第２抵抗発熱体５４ｂは、長さＬ３を有している。第２抵抗発熱体５４ｂの長さＬ３は、第１抵抗発熱体５１、５３のオーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じである。ここで、第２抵抗発熱体５４ｂの長さＬ３とは、対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂの中間点をつなげた線分の長さをいう。
【００３６】
なお、図３では、第２抵抗発熱体５２、５４を代表して第２抵抗発熱体５４ｂの配置状態について説明したが、他の第２抵抗発熱体５２、５４ａについても同様である。すなわち、第２抵抗発熱体５２、５４ａの長さは、オーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じであり、第２抵抗発熱体５２、５４ａを挟む第３導体部３３、３７ａおよび第４導体部３４、３８ａの間の距離は、それぞれ一定である。なお、第３導体部３３、３７ａおよび第４導体部３４、３８ａの間の距離は、第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂの間の距離ｄ１（＝ｄ２＝ｄ３）と異なっていても同じであってもよい。
【００３７】
図１、図２に戻り、接続導体部３９〜４４について説明する。接続導体部３９、４２は、一方の端部が給電用電極６、８と電気的に接続され、他方の端部が第３導体部５２ａ、３７ｂと電気的に接続されている。接続導体部４０、４１は、一方の端部が給電用電極６、７と電気的に接続され、他方の端部が第４導体部３８ａ、３４ｂと電気的に接続されている。接続導体部４３、４４は、一方の端部が第３導体部３７ａ、３３ｂと電気的に接続され、他方の端部が第１導体部３５ａ、第２導体部３２ｄと電気的に接続されている。接続導体部３９〜４４は、互いに電気的に接続される導体３と一体的に形成されてもよく、個別に形成されてもよい。
【００３８】
また、第４導体部３４ａおよび第１導体部３１ａ、第４導体部３８ｂおよび第２導体部３６ｄはそれぞれ電気的に接続されている。第４導体部３４ａおよび第１導体部３１ａ、第４導体部３８ｂおよび第２導体部３６ｄはそれぞれ一体的に形成されてもよく、個別に形成されてもよい。
【００３９】
実施形態１に係るヒータ１Ａは、以上のような構成からなり、以下、その作用について説明する。給電用電極６と給電用電極７とは、接続導体部３９、第３導体部３３ａ、第２抵抗発熱体５２ａ、第４導体部３４ａ、第１導体部３１ａ、第１抵抗発熱体５１ａ、第２導体部３２ａ、第１抵抗発熱体５１ｂ、第１導体部３１ｂ、第１抵抗発熱体５１ｂ、第２導体部３２ｂ、第１抵抗発熱体５１ｃ、第１導体部３１ｃ、第１抵抗発熱体５１ｃ、第２導体部３２ｃ、第１抵抗発熱体５１ｄ、第１導体部３１ｄ、第１抵抗発熱体５１ｄ、第２導体部３２ｄ、接続導体部４４、第３導体部３３ｂ、第２抵抗発熱体５２ｂ、第４導体部３４ｂおよび接続導体部４１を介して、電気的に接続されている。また、給電用電極６と給電用電極８とは、接続導体部４０、第４導体部３８ａ、第２抵抗発熱体５４ａ、第３導体部３７ａ、接続導体部４３、第１導体部３５ａ、第１抵抗発熱体５３ａ、第２導体部３６ａ、第１抵抗発熱体５３ａ、第１導体部３５ｂ、第１抵抗発熱体５３ｂ、第２導体部３６ｂ、第１抵抗発熱体５３ｂ、第１導体部３５ｃ、第１抵抗発熱体５３ｃ、第２導体部３６ｃ、第１抵抗発熱体５３ｃ、第１導体部３５ｄ、第１抵抗発熱体５３ｄ、第２導体部３６ｄ、第４導体部３８ｂ、第２抵抗発熱体５４ｂ、第３導体部３７ｂおよび接続導体部４２を介して、電気的に接続されている。このため、抵抗発熱体５１、５２と抵抗発熱体５３、５４とには、個別に電流を流すことができる。
【００４０】
なお、抵抗発熱体５を挟んで対向する導体３は、一体に形成されてもよく、離れて個別に形成されてもよい。すなわち短手方向に第１抵抗発熱体５１、５３を挟む第１導体部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）、３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）および第２導体部３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）、３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ）は、それぞれ一体になっていても離れていてもよい。また、長手方向に第２抵抗発熱体５２、５４を挟む第３導体部３３（３３ａ、３３ｂ）、３７（３７ａ、３７ｂ）および第４導体部３４（３４ａ、３４ｂ）、３８（３８ａ、３８ｂ）は、それぞれ一体になっていても離れていてもよい。
【００４１】
以上の実施形態１に係るヒータ１Ａは、屈曲された形状を有する第２抵抗発熱体５２、５４の長さが、短手方向で第１導体部３１、３５および第２導体部３２、３６の両方に接する第１抵抗発熱体５１、５３のオーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じである。また、対向する第３導体部３３、３７および第４導体部３４、３８の間の距離、すなわち第２抵抗発熱体５２、５４の通電距離は、一定である。そして、導体３は、抵抗発熱体５１、５２と抵抗発熱体５３、５４をそれぞれ直列で接続する。これにより、抵抗発熱体５１、５２は、配置される領域の広狭にかかわらず適切な抵抗特性を有することとなる。このため、ヒータ１Ａの発熱幅よりも僅かに狭い印刷媒体（例えば、レターサイズ用紙の代わりにＡ４サイズ用紙）を通紙する場合、ヒータ端部の狭小部に生じた非通紙部の発熱が抑制され、過昇温により通紙を一時的に停止させる制御を行う頻度を抑制することができる。
【００４２】
また、抵抗発熱体５は、鉄を除く第８族元素および第９族元素の酸化物を１質量％以上４０質量％以下、ガラスを１０質量％以上９５質量％以下、チタン、マンガンおよび鉄の酸化物を５質量％未満の割合で含有するため、負の抵抗温度特性をより得易くなる。これにより、非通紙部の発熱が抑制され、過昇温により通紙を一時的に停止させる制御を行う頻度を抑制することができる。
【００４３】
なお、以上の実施形態１に係るヒータ１Ａは、屈曲された形状を有する第２抵抗発熱体５２、５４をヒータ端部に設けたが、例えば、図２における抵抗発熱体５１ｃ、５３ｂの端部、すなわち、ヒータ中央部に設けてもよい。かかる場合であっても、見かけ上の抵抗値を低減することができるため、シート抵抗が高い、負の抵抗温度係数を有する第２抵抗発熱体５２、５４の見掛け上のシート抵抗を低減することが可能になる。
【００４４】
また、上記実施形態１では、第２抵抗発熱体５２、５４は、短手方向に延びる中央部分と、長手方向に延びる両端部分と、中央部分と両端部分とを接続する屈曲部分とを有し、全体として略Ｕ字状を有するものを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、円弧状、鋸歯状、矩形状、雷紋状など、必要とされる第２抵抗発熱体５２、５４の延伸長および配置される領域の大きさに応じて様々な形状を選定することが出来る。
【００４５】
図４は、実施形態１のヒータが有する第２抵抗発熱体の変形例１を示す模式図である。図４に示す第２抵抗発熱体５４ｂＡは、同心円弧の端部を、長手方向の他端部２ｂ側に開口されるように短手方向に延びる線分でそれぞれつないだ形状を有している。また、対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂは、一定の距離ｄ４を有している。また、第２抵抗発熱体５４ｂＡの長さＬ４は、オーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じである。このような第２抵抗発熱体５４ｂＡおよび同様の構成を有する第２抵抗発熱体を、実施形態１のヒータ１Ａが有する第２抵抗発熱体５４ｂおよび第２抵抗発熱体５２、５４ｂと置き換えることによっても、非通紙部の発熱が抑制され、過昇温により通紙を一時的に停止させる制御を行う頻度を抑制することができる。
【００４６】
また、図５は、実施形態１のヒータが有する第２抵抗発熱体の変形例２を示す模式図である。図５に示す第２抵抗発熱体５４ｂＢは、不規則に山と谷を繰り返し、全体として長手方向の他端部２ｂ側に開口された不定形状を有している。ただし、対向する第３導体部３７ｂおよび第４導体部３８ｂが一定の距離ｄ５を有しており、第２抵抗発熱体５４ｂＢの長さＬ５が、オーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じである点は、図３、４に示す第２抵抗発熱体５４ｂ、５４ｂＡと同様である。このような第２抵抗発熱体５４ｂＢおよび同様の構成を有する第２抵抗発熱体を、実施形態１のヒータ１Ａが有する第２抵抗発熱体５４ｂおよび第２抵抗発熱体５２、５４ｂと置き換えることによっても、非通紙部の放熱が抑制され、過昇温により通紙を一時的に停止させる制御を行う頻度を抑制することができる。
【００４７】
［実施形態２］
図６は、実施形態２に係るヒータの平面図である。本実施形態に係るヒータ１Ｂは、基板２と、導体３と、抵抗発熱体５と、給電用電極６、７、８と、オーバーコート層（図示省略）とを含んで構成されている。なお、図６において、実施形態１に係るヒータ１Ａと同一部分には、同一符号を付する。
【００４８】
実施形態２に係るヒータ１Ｂは、実施形態１に係るヒータ１Ａと比較して、長手方向に並べられた抵抗発熱体５が１列のみになっている点が異なる。つまり、抵抗発熱体５は、６つが離間して長手方向に並べられた抵抗発熱体５２ａ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ｂにより、１列の抵抗発熱体５を構成している。また、ヒータ１Ｂは、ヒータ１Ａが備える抵抗発熱体５３、５４およびこれらの抵抗発熱体５３、５４を電気的に接続する導体３に代えて、接続導体部１０を備える。
【００４９】
接続導体部１０は、長手方向に沿って形成されており、一方の端部が給電用電極６と、他方の端部が給電用電極８と電気的に接続されている。
【００５０】
実施形態２によれば、屈曲された形状を有する第２抵抗発熱体５２ａ、５２ｂの長さが、短手方向で第１導体部３１ａ〜３１ｄおよび第２導体部３２ａ〜３２ｄの両方に接する第１抵抗発熱体５１ａ〜５１ｄのオーバーラップ領域５６の長さＬ１と同じである。また、対向する第３導体部３３ａ、３３ｂおよび第４導体部３４ａ、３４ｂの間の距離、すなわち第２抵抗発熱体５２ａ、５２ｂの通電距離は、一定である。そして、導体３は、第１抵抗発熱体５１ａ〜５１ｄと第２抵抗発熱体５２ａ、５２ｂを直列で接続する。これにより、ヒータ端部の狭小部に生じる非通紙部の発熱が抑制され、過昇温となる不具合を抑制することができる。
【００５１】
次に、ヒータを備えた定着装置の一実施形態について説明する。図７は、ヒータの使用例である定着装置を示す説明図である。図７に示すように、定着装置２００は、上述した実施形態のヒータ１Ａ、１Ｂ（以下、単に「ヒータ１」と称する）のいずれも使用することができる。定着装置２００では、支持体２０２の周りに円筒状に巻き回された定着フィルムベルト２０１の底部にヒータ１が設置されている。定着フィルムベルト２０１は、例えばポリイミド等の耐熱性の樹脂材料から形成されている。ヒータ１および定着フィルムベルト２０１に対向する位置には、加圧ローラ２０３が配設されている。加圧ローラ２０３は、表面に耐熱性の弾性材料、例えばシリコーン樹脂層２０４を有し、定着フィルムベルト２０１を圧接した状態で、回転軸２０５周り（同図に示す矢印Ｘ方向）に回転することができる。
【００５２】
トナー定着工程では、定着フィルムベルト２０１とシリコーン樹脂層２０４との接触面において、媒体である記録用紙（複写用紙）Ｍ上に付着したトナー像Ｕ１が定着フィルムベルト２０１を介してヒータ１により加熱溶融される。その結果、少なくともトナー像Ｕ１の表面部分は融点を超え、軟化して溶融する。その後、加圧ローラ２０３の用紙排出側では記録用紙Ｍがヒータ１から離間するとともに、定着フィルムベルト２０１から離間し、トナー像Ｕ２が自然に放熱して再び固化することで、トナー像Ｕ２が記録用紙Ｍに定着する。
【００５３】
次に、ヒータ１を備えた画像形成装置の一実施形態について説明する。図８は、ヒータ１の使用例である画像形成装置を示す説明図である。なお、本実施形態で、画像形成装置は、複写機１００である。図８に示すように、複写機１００には、上述した定着装置２００を含む各構成要素が筐体１０１内に設けられている。筐体１０１の上部には、ガラス等の透明材料からなる原稿載置台が備え付けられており、画像情報を読み取る対象となる原稿Ｍ１を原稿載置台上で往復動させて（図８に示す矢印Ｙ）スキャンするように構成されている。
【００５４】
筐体１０１内の上部には、光照射用ランプと反射鏡とを有する照明装置１０２が設けられている。照明装置１０２から照射された光は、原稿載置台上の原稿Ｍ１の表面で反射し、短焦点小径結像素子アレイ１０３によって感光ドラム１０４上にスリット露光される。なお、感光ドラム１０４は回転可能（図８に示す矢印Ｚ方向）に設置されている。
【００５５】
また、筐体１０１内に設置された感光ドラム１０４の近傍には、帯電器１０５が設けられており、感光ドラム１０４が帯電器１０５により一様に帯電される。感光ドラム１０４は、例えば酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層で被覆されている。帯電した感光ドラム１０４には、短焦点小径結像素子アレイ１０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器１０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化され、トナー像となる。
【００５６】
カセット１０７内に収容されている記録用紙Ｍは、給送ローラ１０８と感光ドラム１０４上のトナー像と同期して上下方向に圧接して回転される一対の搬送ローラ１０９によって、感光ドラム１０４上に送り込まれる。そして、転写放電器１１０によって感光ドラム１０４上のトナー像が記録用紙Ｍ上に転写される。
【００５７】
その後、感光ドラム１０４上から下流側に送られた記録用紙Ｍは、搬送ガイド１１１によって定着装置２００に導かれて加熱定着処理（上記トナー定着工程）された後、トレイ１１２に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム１０４上の残留トナーはクリーナ１１３により除去される。
【００５８】
定着装置２００は、記録用紙Ｍの移動方向と直交する方向に、抵抗発熱体５を備えたヒータ１が、加圧ローラ２０３の外周に取り付けられたシリコーン樹脂層２０４に加圧された状態で設けられている。ここで、ヒータ１の長手方向の長さは、複写機１００が複写できる最大のサイズ（媒体のヒータ１の長手方向と平行の長さ）に合わせた有効長、すなわち最大のサイズと同じ、あるいは長く設定される。そして、ヒータ１と加圧ローラ２０３との間を送られる記録用紙Ｍ上の未定着トナー像は、抵抗発熱体５の発熱を利用して溶融され、記録用紙Ｍ上に文字、記号、画像等の複写像を現出させる。
【００５９】
また、ヒータ１を用いる複写機１００等の画像形成装置において、媒体のサイズが最大のサイズよりもわずかに小さいサイズである場合、媒体を通紙すると、ヒータ１のうち、非通紙の領域では発熱して過昇温となることがある。これに対し、非通紙の領域に対応する第２抵抗発熱体５２、５４の長さを、通紙領域に対応する第１抵抗発熱体５１、５３のオーバーラップ領域の長さと同じとし、かつ負の抵抗温度係数を有する抵抗発熱体５を使用したヒータ１を用いると、非通紙の領域の温度上昇を抑制することができる。これにより、ヒータ１の温度が停止温度以上となることを抑制することができ、画像形成装置の動作停止頻度を低減することができる。
【００６０】
なお、ヒータ１を複写機１００等の画像形成装置の定着用に使用した例について説明したが、これに限らず、家庭用電気製品、業務用や実験用の精密機械や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用することができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１、１Ａ、１Ｂ  ヒータ
２  基板
３  導体
５  抵抗発熱体
６、７、８  給電用電極
９  オーバーコート層
３１、３５  第１導体部
３２、３６  第２導体部
３３、３７  第３導体部
３４、３８  第４導体部
５１、５３  第１抵抗発熱体
５２、５４  第２抵抗発熱体
５６  オーバーラップ領域
１００  複写機
【図１】
2018137064.tif 000003
【図２】
2018137064.tif 000004
【図３】
2018137064.tif 000005
【図４】
2018137064.tif 000006
【図５】
2018137064.tif 000007
【図６】
2018137064.tif 000008
【図７】
2018137064.tif 000009
【図８】
2018137064.tif 000010