(57)【要約】【課題】可撓性部材の導電性の基層と接触する加熱部材の導電性の基板の長手方向中央部のみに絶縁層を設けた場合でも基板の短手方向の側面やエッジ部と可撓性部材の基層との絶縁性を確保できるようにする。【解決手段】通電により発熱し温度の上昇に伴い抵抗値が下がる特性を有する細長い基板と前記基板の長手方向両端部の内側に設けられた電極部であり前記基板に給電するための電極部と前記基板の長手方向中央部に設けられた絶縁層とを有する加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記絶縁層と接触しつつ移動する可撓性部材であり前記絶縁層と接触する導電性の基層を有する可撓性部材と、を有し、記録材が担持する画像を前記可撓性部材を介して前記加熱部材の熱で加熱する像加熱装置において、前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を前記支持部材で覆うことを特徴とする。【選択図】図５
2011145455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱し温度の上昇に伴い抵抗値が下がる特性を有する細長い基板と前記基板の長手方向両端部の内側に設けられた電極部であり前記基板に給電するための電極部と前記基板の長手方向中央部に設けられた絶縁層とを有する加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記絶縁層と接触しつつ移動する可撓性部材であり前記絶縁層と接触する導電性の基層を有する可撓性部材と、を有し、記録材が担持する画像を前記可撓性部材を介して前記加熱部材の熱で加熱する像加熱装置において、
前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を前記支持部材で覆うことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記基板の長手方向と直交する短手方向の中心線に向けて張り出すオーバーラップ部を有し、前記オーバーラップ部で前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を覆うことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
通電により発熱し温度の上昇に伴い抵抗値が下がる特性を有する細長い基板と前記基板の長手方向両端部の内側に設けられた電極部であり前記基板に給電するための電極部と前記基板の長手方向中央部に設けられた絶縁層とを有する加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記絶縁層と接触しつつ移動する可撓性部材であり前記絶縁層と接触する導電性の基層を有する可撓性部材と、を有し、記録材が担持する画像を前記可撓性部材を介して前記加熱部材の熱で加熱する像加熱装置において、
前記支持部材に前記加熱部材を支持させるために前記支持部材に取り付けられる部材）を有し、前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を前記部材で覆うことを特徴とする像加熱装置。
【請求項４】
前記部材は、前記基板の長手方向と直交する短手方向の中心線に向けて張り出すオーバーラップ部と、前記オーバーラップ部間に前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面を表出させるための開口部と、を有し、前記支持部材に取り付けられた際に前記オーバーラップ部で前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を覆うことを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記基板の材料は、セラミックス抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記基板の材料は、炭化ケイ素質発熱体であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記基板の抵抗温度係数は２５℃から２５０℃の範囲において負であることを特徴とする請求項１又は請求項３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、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する定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式のプリンタや複写機に搭載する定着装置（定着器）として、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータ、このヒータに接触しつつ移動する耐熱性フィルム、耐熱性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を有するものがある。特許文献１にはこのタイプの定着装置が記載されている。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。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。またこのタイプの定着器は、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。
【０００３】
一方、画像形成装置の高速化に伴い、耐熱性フィルムなどのフィルム部材の基層にステンレスやニッケル等の金属を用いた定着装置が提案されている（特許文献２、特許文献３）。これは、画像形成装置の高速化に適応させるため、フィルム部材の基層として、従来の耐熱性樹脂の代わりにより熱伝導率の高い金属を用い、フィルム部材の熱伝導率を高くすることで、ヒータの熱をより効率的に記録材に伝えるようにしたものである。
【０００４】
ところで、フィルム部材を用いた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（非通紙部）が過度に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、ヒータを保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。そこで、可撓性部材を用いた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部の過昇温を抑えている。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、小サイズの記録材の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以上に抑えることが望まれる。
【０００５】
そこで、上述した定着装置に用いるヒータとして、温度の上昇によって抵抗値の下がる特性（ＮＴＣ＝Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を利用した構成のものが提案されている。特許文献４は、通電発熱体として炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とする半円状のロッド部材を用い、炭化ケイ素の負の抵抗温度特性（ＮＴＣ特性）を利用し、非通紙部昇温を抑制するというものである。特許文献５には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とする通電発熱体を用い、この部材の長手方向両端部に金属成形体の給電電極を取り付けるという方法が開示されている。これは、常温から約８００℃の温度領域では炭化ケイ素の負の抵抗温度特性（ＮＴＣ特性）を利用し、非通紙部昇温を抑制するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開２００３−０４５６１５号公報
【特許文献３】特開２００３−１５６９５４号公報
【特許文献４】特開平０６−０１９３４７号公報
【特許文献５】特開２００６−１３４７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のフィルム加熱方式の定着装置においては、ヒータの絶縁性の基板上に設けられる発熱抵抗体の材料として導電性の材料を用いている。このため、一般的には、導電性を有するフィルム部材と接触するヒータの表面に樹脂やガラスなどの保護層を設け、フィルム部材との絶縁性（ヒータ表面のフィルム部材が接触しつつ移動する摺動面は絶縁性と摺動性）を確保する構成としている。一方、ヒータの材料としてＮＴＣ特性を有する炭化ケイ素などを用いる場合は、ニップ幅及び所望の抵抗値を得やすくするために、絶縁性の基板上に導電性の薄膜発熱抵抗体を設ける代わりに、炭化ケイ素自体を細長い基板として用いる方が形態として好ましい。ただしこの場合、基板（ＳｉＣ）自体が導電性を有するものとなるため、絶縁性の確保に注意が必要となる。特に、フィルム部材として導電性を有する金属製のフィルムなどを用いる場合は、基板のフィルムとの摺動面だけでなく、基板の長手方向と直交する短手方向の側面や、基板の側面と摺動面とが交差するエッジ部との絶縁性の確保も考慮した構成が必要となる。フィルムとの絶縁性を確保する構成としては、コーティングなどによって基板の側面やエッジ部を含む基板全体を覆うように保護層を設ける構成が考えられるものの、製造上、エッジ部に十分な強度の保護層を得るのは困難である。またコストの観点からも、基板の側面やエッジ部へのコーティングは好ましくない。
【０００８】
本発明の目的は、可撓性部材の導電性の基層と接触する加熱部材の導電性の基板の長手方向中央部のみに絶縁層を設けた場合でも基板の短手方向の側面やエッジ部と可撓性部材の基層との絶縁性を確保できるようにした像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、通電により発熱し温度の上昇に伴い抵抗値が下がる特性を有する細長い基板と前記基板の長手方向両端部の内側に設けられた電極部であり前記基板に給電するための電極部と前記基板の長手方向中央部に設けられた絶縁層とを有する加熱部材と、前記加熱部材を支持する支持部材と、前記絶縁層と接触しつつ移動する可撓性部材であり前記絶縁層と接触する導電性の基層を有する可撓性部材と、を有し、記録材が担持する画像を前記可撓性部材を介して前記基板の熱で加熱する像加熱装置において、前記絶縁層の前記可撓性部材と接触する表面における前記基板の長手方向と直交する短手方向の両端面を前記支持部材で覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可撓性部材の導電性の基層と接触する加熱部材の導電性の基板の長手方向中央部のみに絶縁層を設けた場合でも基板の短手方向の側面やエッジ部と可撓性部材の基層との絶縁性を確保できるようにした像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成を表わす横断面模式図である。
【図２】定着装置の横断面模式図、（ｂ）は定着装置の縦断面模式図である。
【図３】（ａ）はヒータの裏面を表した図、（ｂ）はヒータの表面を表した図である。（ｃ）は（ａ）に示す矢印Ｃ−Ｃ線矢視拡大断面図である。
【図４】（ａ）はヒータの発熱領域を表す説明図、（ｂ）はヒータの発熱領域における通紙部と非通紙部の発熱量を説明するためのモデル図である。
【図５】（ａ）はフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図、（ｂ）はフィルムガイドの他の例とこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図である。
【図６】（ａ）はフィルムガイドにオーバーラップ部が形成されている場合の定着フィルムの定着ニップ部における変形形状の説明図である。（ｂ）はフィルムガイドにオーバーラップ部が形成されていない場合の定着フィルムの定着ニップ部における変形形状の説明図である。
【図７】（ａ）は比較例定着装置（１）のフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図、（ｂ）は比較例定着装置（２）のフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図である。
【図８】（ａ）はフィルムガイドとこのフィルムガイドにヒータを支持させるためにフィルムガイドに取り付けられた部材とこの部材によりフィルムガイドに支持させたヒータの横断面模式図、（ｂ）は部材の長手方向中央部を省略した外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置の構成を表わす横断面模式図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザービームプリンタである。このプリンタはＡ４縦及びＬＴＲ縦サイズ紙対応のプリンタであり、プリントスピードは５０枚／分である。このプリンタの記録材の搬送基準は、記録材の搬送方向と直交する方向（長手方向）における記録材搬送路(シートパス）の略中央とこの方向における記録材の端部間の略中央とを一致させて搬送する中央搬送基準である。
【００１３】
本実施例１に示すプリンタは、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から出力されるプリント指令に応じて制御部（制御手段）５０が所定の画像形成制御シーケンスを実行し、この画像形成制御シーケンスに従って所定の画像形成動作を行う。制御部５０はＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとからなり、メモリには画像形成制御シーケンスや画像形成に必要な各種プログラムが記憶されている。
【００１４】
本実施例１のプリンタは、記録材上に画像を形成する画像形成部と、記録材が担持する画像を記録材上に加熱定着する定着部（以下、定着装置）と、を有している。画像形成シーケンスが実行されると、画像形成部において、先ず像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１が矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転される。感光ドラム１は、アルミニウムやニッケルなどにより形成されたシリンダ（ドラム）状のドラム基体を有し、このドラム基体の外周面にＯＰＣ・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層を形成したものである。感光材料層が形成されている感光ドラム１の外周面（表面）は、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。この感光ドラム１表面の帯電面に対して露光手段としてのレーザービームスキャナ３が画像情報に応じて変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームＬを走査露光する。これによって感光ドラム１表面に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。この潜像は現像手段としての現像装置４によりトナーｔを用いて現像され可視化される。
【００１５】
一方、給送カセット９内に積載収納されている記録材Ｐが給送ローラ８の回転により一枚ずつ繰り出される。この記録材Ｐはガイド１０を有するシートパスを通ってレジストローラ１１に搬送される。レジストローラ１１は記録材Ｐを所定のタイミングで感光ドラム１表面と転写ローラ５の外周面（表面）との間の転写ニップ部ＴＮに送り出す。記録材Ｐは転写ニップ部ＴＮで感光ドラム１表面と転写ローラ５表面により挟持搬送される。そしてこの搬送過程で転写ローラ５に印加される転写バイアスにより感光ドラム１表面のトナー画像が記録材Ｐの面上に転写されていく。これによって記録材Ｐは未定着のトナー画像を担持する。トナー画像を担持した記録材Ｐは感光ドラム１表面から順次に分離して転写ニップ部ＴＮから排出され、搬送ガイド１２を通じて定着装置（定着器）６の後述する可撓性フィルム２３と加圧ローラ２４との間の定着ニップ部（ニップ部）Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで可撓性フィルム２３と加圧ローラ２４とにより挟持搬送されながら熱と圧力を受けることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。定着装置６を出た記録材Ｐは、搬送ローラ１３によりガイド１４を有するシートパスを通って排出ローラ１５に搬送される。そしてこの排出ローラ１５によって排出トレイ１６に排出される。トナー画像転写後の感光ドラム１表面は、感光ドラム１表面に残留している転写残トナーがクリーニング手段としてのクリーニング装置７により除去され、次の画像形成に供される。
【００１６】
給送カセット９は給送カセット９の内部にサイズの異なる各種記録材Ｐを積載収容するための移動可能な規制ガイド（不図示）を有している。ユーザーはこの規制ガイドを記録材Ｐのサイズに応じて変位させその記録材Ｐを給送カセット５内に積載収容する。これにより、サイズの異なる各種記録材Ｐを給送カセット９から中央搬送基準で送り出すことができる。
【００１７】
（２）定着装置
以下の説明において、定着装置及び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。長さとは長手方向の寸法をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。記録材に関し、長手方向とは記録材搬送方向と平行な方向をいう。短手方向とは記録材搬送方向と直交する方向をいう。長手幅とは短手方向の寸法をいう。
【００１８】
図２の（ａ）は定着装置の横断面模式図、（ｂ）は定着装置の縦断面模式図である。この定着装置はフィルム加熱方式の定着装置である。本実施例１に示す定着装置６は、フィルムガイド（支持部材）２１と、ヒータ（加熱部材）２２と、耐熱性フィルム（可撓性部材）２３と、加圧ローラ（バックアップ部材）２４などを有している。フィルムガイド２１と、ヒータ２２と、耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）２３と、加圧ローラ２４は、何れも長手方向に長い部材である。各部材の長さは、画像形成装置に用いられる最大サイズの記録材Ｐの長手幅よりも長い。以下に各部材の構成を説明する。
【００１９】
図３の（ａ）はヒータの裏面を表した図、（ｂ）はヒータの表面を表した図である。（ｃ）は（ａ）に示す矢印Ｃ−Ｃ線矢視拡大断面図である。ヒータ２２は、通電により発熱し温度の上昇に伴い抵抗値が下がる特性（ＮＴＣ特性）を有する横断面長方形の細長い板状のヒータ基板（以下、基板と記す）２２ａを有している。基板２２ａは、基板２２ａ自体が通電により発熱するよう抵抗調整されたセラミックス抵抗発熱体を主体とする低熱容量の発熱基板である。基板２２ａの材料としては、炭化ケイ素質（ＳｉＣ）、ランタンクロマイト質（ＬａＣｒＯ３）、炭素（Ｃ）質等の非金属発熱体の中でも常温（２５℃）から３００℃の範囲で抵抗温度係数が負特性を示すものが好ましい。その中でも酸化などの影響が少ない、或いは工業的な入手容易性より炭化ケイ素質（ＳｉＣ）が好適である。本実施例１の基板２２ａの材料は炭化ケイ素質発熱体である。一般に炭化ケイ素は通電発熱による温度上昇に伴って８００℃以下の温度域では比抵抗が急激に低下する（ＮＴＣ特性）。この理由は、炭化ケイ素は半導体であるため不純物準位から伝導体へ励起できる伝導電子の数が温度上昇に伴って増大するためであると言われている。炭化ケイ素質発熱体からなる基板２２ａの構成材料は上述のものに限られない。例えば、炭化ケイ素質発熱体として下記イ）、ロ）に示す商品名の材料を適宜必要な形状に加工した成形品などを基板２２ａとして用いても良い。
【００２０】
イ）：（株）ブリヂストン社製、商品名：ピュアベータ−Ｒ
体積抵抗率：四探針法で約１×１０−１Ω・ｃｍ（２５℃環境）
抵抗温度係数：室温（２５℃）付近〜２２５℃の範囲で約−３０００ｐｐｍ／℃
ロ）：（株）ブリヂストン社製、商品名：ピュアベータ−Ｒ改良品
体積抵抗率：四探針法で約１×１０−２Ω・ｃｍ（２５℃環境）
抵抗温度係数：室温（２５℃）付近〜２２５℃の範囲で約−３０００ｐｐｍ／℃
ここで、本実施例１の基板２２ａにおける抵抗温度係数について説明する。抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、基板２２ａの長辺方向端部間抵抗値について、２５℃環境における抵抗値Ｒ１、炉内２２５℃環境における抵抗値Ｒ２を計測し、単位温度変化当りの抵抗変化率を以下の式で算出した値である。
（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１／（２２５℃−２５℃）×１０６  ［ｐｐｍ／℃］
ＮＴＣ特性は、一般には、温度抵抗係数が負となる特性をいうが、２５℃から３００℃の温度範囲で負、より好ましくは１５０℃から２５０℃の高温域での温度抵抗係数が−２５００［ｐｐｍ／℃］以上の炭化ケイ素質発熱体を基板の材料に使用すると好適である。定着装置６に用いる基板２２ａの体積抵抗率は３×１０−１Ω・ｃｍ以下に抑えることが好ましい。この積抵抗率３×１０−１Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率であると基板２２ａを非常に幅が広い、或いは厚いものにする必要がある。または、寸法を標準的なものにするならば基板２２ａは発熱しないといった不具合が生じる。一方、体積抵抗率の下限側としては、基板２２ａのサイズによるが、体積抵抗率が低すぎて発熱しないといったことに留意する必要がある。上述したブリヂストン社製ピュアベータ−Ｒ改良品の体積抵抗率１×１０−２Ω・ｃｍ品では後述する基板サイズにおいて発熱することを確認しており何ら問題無い。
【００２１】
ヒータ２２において、基板２２ａの表面２２ａ１には、定着フィルム２３の後述する導電性の基層２３ａと接触する領域（以下、接触領域と記す）Ａｒに表面保護層２２ｈが設けられている。ここで、基板２２ａの表面とは定着フィルム２３が摺動する面（定着フィルム摺動面）をいう。表面保護層２２ｈを設ける主な目的は、基板２２ａと定着フィルム２３の基層２３ａとの電気的な絶縁性を確保するとともに基板２２ａに対する定着フィルム２３の基層２３ａの摺動性を確保することにある。表面保護層２２ｈは、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分としたガラスペーストを、基板２２ａの表面２２ａ１の接触領域Ａｒに塗膜し所定の温度で焼成することで得られる。基板２２ａの裏面２２ａ２には、基板２２ａの表面２２ａ１の接触領域Ａｒと対応する領域Ａｒ´と隣り合う長手方向一端部２２ａＲと長手方向他端部２２ａＬに、基板２２ａに給電するための電極部２２ｄ，２２ｅが形成してある。ここで、基板２２ａの裏面とは定着フィルム２３が摺動しない面（定着フィルム非摺動面））をいう。電極部２２ｄ，２２ｅの材料としては、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などを主体とする導電ペーストを用いている。電極部２２ｄ，２２ｅの材料はこれに限られず銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを主体とする導電ペーストを用いてもよい。図３の（ａ）、（ｂ）において、２５，２５は電極部２２ｄ，２２ｅと結合する給電用コネクタである。
【００２２】
ヒータ２２の発熱領域について説明する。図４の（ａ）はヒータの発熱領域を表す説明図、（ｂ）はヒータの発熱領域における通紙部と非通紙部の発熱量を説明するためのモデル図である。図４の（ａ）に示すように、電力制御回路（給電制御部）３１から給電用コネクタ２５，２５を通じてヒータ２２の電極部２２ｄ，２２ｅに電力が供給されると、基板２２ａの電極部２２ｄ，２２ｅ間に電流が流れる。これによって基板２２ａの電極部２２ｄ，２２ｅ間が迅速に昇温する。つまり、基板２２ａにおいて電極部２２ｄ，２２ｅ間の領域が発熱領域（以下、発熱部と記す）Ｈとなる。そしてこの発熱部Ｈの温度が基板２２ａの裏面において発熱部Ｈの長手方向中央に設けられているサーミスタなどの検温素子（温度検出部材）２２ｉ（図３の（ａ）参照）により検出される。この検温素子２２ｉの出力信号（温度検出信号）に基づいてヒータ２２は所定の定着温度（目標温度）を維持するように温度制御される。ここで、ヒータ２２のＮＴＣ特性の非通紙部昇温への効果について図４の（ｂ）を参照して説明する。ここでは、発熱部Ｈを長さａ（＝５５ｍｍ）に４分割してヒータ２２の非通紙部昇温の効果を考える。発熱部Ｈの長手方向中央部２箇所の抵抗をそれぞれｒ１、長手方向端部２箇所の抵抗をそれぞれｒ２とする（長手方向中央部と長手方向端部の温度が同じであればｒ１＝ｒ２）。２（ｒ１＋ｒ２）が発熱部Ｈの総抵抗である。発熱部Ｈに流れる電流をｉとすると、発熱部Ｈの長手方向中央部２箇所のうち１箇所の発熱量ｑ１はｉ２×ｒ１であり、長手方向端部２箇所のうち１箇所の発熱量ｑ２はｉ２×ｒ２である。簡単のため、長手幅２ａ（＝１１０ｍｍ）の小サイズ紙が定着ニップ部Ｎに通紙（導入）された場合を考えると、発熱部Ｈの長手方向中央部の抵抗がｒ１の部分は小サイズ紙の記録材が通過する領域（通紙部）となる。発熱部Ｈの長手方向端部の抵抗がｒ２の部分は小サイズ紙の記録材が通過しない領域（非通紙部）となる。ヒータ２２の温度制御は通紙部に設けられた検温素子２２ｉで行われるので、小サイズ紙に熱を奪われる通紙部に比べて、小サイズ紙に熱を奪われない非通紙部の温度は上昇する。炭化ケイ素質発熱体からなる基板２２ａは実使用温度域（２５０℃以下）ではＮＴＣ特性を有するため、小サイズ紙通紙時はｒ１＞ｒ２となる。電流ｉは通紙部と非通紙部で同じであるためｑ１＞ｑ２となり、非通紙部の発熱量は長手方向中央部の発熱量よりも小さくなり非通紙部昇温を抑えることが可能となる。
【００２３】
フィルムガイド２１は、横断面略半円弧状の樋型に形成してある。このフィルムガイド２１は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）やＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性樹脂の成形品である。このフィルムガイド２１は、フィルムガイド２１の長手方向一端部と長手方向他端部がそれぞれ定着装置６の装置フレーム（不図示）に支持されている。フィルムガイド２１の下面の短手方向中央には長手方向に沿って溝２１ａが形成されている。このフィルムガイド２１の溝２１ａにはヒータ２２が表面保護層２２ｈの定着フィルム２３と接触する表面２２ｈｓを表出させた状態に支持されている。図５の（ａ）にフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図を示す。フィルムガイド２１の下面には、フィルムガイド２１の短手方向において溝２１ａの左右の内側面２１ａＲ，２１ａＬの下端からヒータ２２の基板２２ａの短手方向の中心線２２ｃに向けて張り出す２つのオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬが形成してある。そしてヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓにおける基板２２ａの短手方向の両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬを対応するオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬで覆っている。フィルムガイド２１はこれに限られず図５の（ｂ）に示すように構成したものであってもよい。図５の（ｂ）にフィルムガイドの他の例とこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図を示す。図５の（ｂ）に示すフィルムガイド２１は、フィルムガイド２１の短手方向の中心線２１ｃに対して左右対称の２つの部品２１５，２１６により構成されている。そしてこの２つの部品２１５，２１６を組み立てることによって溝２１ａ及びオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬを形成するように構成してある。
【００２４】
定着フィルム２３は、ヒータ２２を支持しているフィルムガイド２１にルーズに外嵌させた筒状の部材である。この定着フィルム２３は、熱容量を小さくして装置のクイックスタート性を向上させるために、膜厚を総厚１００μｍ以下に設定した筒状のベースフィルム(基層）２３ａの表面に離型層２３ｂをコーティングした複合層フィルムである（図２参照）。ベースフィルム２３ａの総厚は好ましくは６０μｍ以下２０μｍ以上がよい。ベースフィルム２３ａの材料としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の樹脂材料や、ＳＵＳ、Ｎｉなどの金属材料が用いられる。離型層２３ｂの材料としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン）等のフッ素樹脂が用いられる。
【００２５】
加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の材料により丸軸状に作製された芯金２４ａと、その芯金２４ａの外周面上に設けられたシリコーンゴム等の弾性層２４ｂと、この弾性層２４ｂの外周面上に設けられたフッ素樹脂等の離型層２４ｃなどを有している。この加圧ローラ２４は、定着フィルム２３の下方で定着フィルム２３と平行に配置され、芯金２４ａの長手方向一端部と長手方向他端部がそれぞれ装置フレームに軸受を介して回転自在に支持されている。そしてこの軸受を加圧バネ（不図示）で加圧ローラ２４の母線方向と直交する方向へ付勢し加圧ローラ２４の外周面（表面）を定着フィルム２３の外周面（表面）に加圧した状態に接触させている。これにより加圧ローラ２４は定着フィルム２３を挟んでヒータ２２の表面保護層２２ｈに加圧され定着フィルム２３の内周面（内面）が表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓと加圧状態に接触する。これにより加圧ローラ２４の弾性層２４ｂが弾性変形し加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面との間に所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００２６】
（３）定着装置の加熱定着動作
制御部５０は、プリント指令に応じて定着モータＭ（図２（ａ）参照）を回転駆動する。定着モータＭの出力軸の回転は所定のギア列を介して加圧ローラ２４の芯金２４ａに設けられている駆動ギアＧ（図２（ｂ）参照）に伝達される。これにより加圧ローラ２４は所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転する。加圧ローラ２４の回転は定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面との摩擦力によって定着フィルム２３に伝達される。これにより定着フィルム２３は定着フィルム２３の内周面（内面）がヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓと接触しながら加圧ローラ２４の回転に追従して回転（移動）する。また制御部５０は、プリント指令に応じて電力制御回路３１を立ち上げる。これにより電力制御回路３１は給電用コネクタ２５，２５を介してヒータ２２の電極部２２ｄ，２２ｅに給電する。この電極部２２ｄ，２２ｅを通じて基板２２ａの電極部２２ｄ，２２ｅ間に通電され発熱部Ｈが発熱して定着フィルム２３を加熱する。基板２２ａの温度は検温素子２２ｉにより検出される。制御部５０は検温素子２２ｉからの出力信号を取り込み、この出力信号に基づいてヒータ２２を所定の定着温度（目標温度）に維持するように電力制御回路３１を制御する。定着モータＭを回転駆動し、かつ、ヒータ２２に給電している状態において、未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがトナー画像担持面を上向きにして定着ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面により挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程において記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは定着フィルム２３を介してヒータ２２により加熱されて溶融し定着ニップ部Ｎで加圧されることにより記録材上に加熱定着される。そしてトナー画像Ｔが加熱定着された記録材Ｐは定着ニップ部Ｎから排出され搬送ローラ１３に向けて搬送される。
【００２７】
（４）フィルムガイドのオーバーラップ部の作用効果
本実施例１の定着装置６は、フィルムガイド２１のオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬがヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓにおける両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬを覆っている。このため、フィルムガイド２１のオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬによって、定着フィルム２３の基層２３ａとヒータ２２の表面保護層２２の表面２２ｈｓにおける両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬとを接触させない状態即ち非接触状態に維持することができる。よって、定着フィルム２３の基層２３ａと接触するヒータ２２の基板２２ａの長手方向中央部のみに表面保護層２２ｈを設けた場合でも基板２３ａの短手方向の側面やエッジ部と定着フィルム２３の基層２３ａとの絶縁性を確保できる。またフィルムガイド２１がオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬを有することによって、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２３の変形形状を安定させることができる。このため、定着フィルム２３の基層２３ａとして剛性のある薄い金属フィルムを用いた場合においても、耐久を通じて定着フィルム２３の回転動作中の挙動が安定する。即ち、フラットな定着ニップ部Ｎでの定着フィルム２３の変形に対し、フィルムガイド２１の短手方向においてオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬが定着フィルム２３の定着ニップ部Ｎでの変形を誘導するガイドの役割をする。これにより定着フィルム２３を安定させて定着ニップ部Ｎに進入させることが可能となり定着フィルム２３の回転動作中の挙動も安定する。図６を参照して定着フィルム２３の定着ニップ部Ｎにおける変形形状を説明する。図６の（ａ）はフィルムガイドにオーバーラップ部が形成されている場合の定着フィルムの定着ニップ部における変形形状の説明図である。（ｂ）はフィルムガイドにオーバーラップ部が形成されていない場合の定着フィルムの定着ニップ部における変形形状の説明図である。定着フィルム２３の基層２３ａとして剛性のある薄い金属フィルムを用いた場合、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、定着フィルム２３はフィルムガイド２１の短手方向において定着ニップ部Ｎ近傍で波型に変形する。フィルムガイド２１にオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬが形成されている場合は、図６の（ａ）に示すように、定着フィルム２３の波型形状に沿うようにオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬの厚さと幅を最適化する。これによりオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬは定着フィルム２３の定着ニップ部Ｎでの変形を誘導するガイドとしての役割を担う。つまり、オーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬはフラットな定着ニップ部Ｎでの定着フィルム２３の変形に対し、フィルムガイド２１の短手方向において定着ニップ部Ｎでの変形を誘導するガイドの役割をする。これによりフィルムガイド２１の短手方向においてヒータ２２に対する定着フィルム２３の位置が規制され、定着フィルム２３の回転動作中の挙動が安定する。フィルムガイド２１にオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬが形成されていない場合には、図６の（ｂ）に示すように、定着フィルム２３の波型形状によってヒータ２２に対する定着フィルム２３の位置が規制できない。このため、定着フィルム２３は図の矢印方向へ変動しやすく、定着フィルム２３の回転動作中の挙動が安定しなくなる。
【００２８】
（５）評価
本実施例１の定着装置６の特性について更に詳細に説明する。下記の比較例１及び比較例２のように構成した定着装置を用いて、本実施例１の定着装置６の効果を確認した。本評価では、比較例１及び比較例２の定着装置について、本実施例１の定着装置６と共通する部材・部分には同じ符号を付している。以下の説明において、本実施例１の定着装置を実施例定着装置（１）と記し、比較例１の定着装置を比較例定着装置（１）と記し、比較例２の定着装置を比較例定着装置（２）と記す。
【００２９】
実施例定着装置（１）では、ヒータ２２の基板２２ａとして、上述したブリヂストン社製ピュアベータ−Ｒ改良品を用いている。そしてこの基板２２ａは幅５ｍｍ・長さ２７０ｍｍ・厚さ０．５ｍｍの細長い板状に成形されている。基板２２ａの裏面２２ａ２には、銀（Ａｇ）を用いて電極部２２ｄ，２２ｅを１０μｍの厚みで成形した。このとき電極部２２ｄ，２２ｅ間に形成される発熱部Ｈの長さは２２０ｍｍとした。そして基板２２ａの表面２２ａ１には表面絶縁層２２ｈを５０μｍの厚みで成形した。フィルムガイド２１のオーバーラップ部２２ｂＲ，２２ｂＬの形状としては、厚さ１ｍｍ、幅はヒータ２２の基板２２ａの短手方向一端部及び短手方向他端部からそれぞれ少なくとも１．５ｍｍ内側にオーバーラップさせる形状とした。図７の（ａ）は比較例定着装置（１）のフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図である。比較例定着装置（１）は、オーバーラップ部が形成されていないフィルムガイド３１を用いた点を除いて、実施例定着装置（１）と同じ構成としてある。図７の（ｂ）は比較例定着装置（２）のフィルムガイドとこのフィルムガイドに支持されているヒータの横断面模式図である。比較例定着装置（２）は、ヒータ２２に代えて下記の構成のヒータ７２２を用いた点を除いて、実施例定着装置（１）と同じ構成としてある。ヒータ７２２は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）製の基板７２２ａの表面上にＡｇ／Ｐｄペーストを帯状に塗布して通電発熱抵抗体７２２ｂを形成するとともにこの通電発熱抵抗体７２２ｂを覆うようにフッ素樹脂保護層７２２ｃを形成した構成である。また、実施例定着装置（１）と、比較例定着装置（１）と、比較例定着装置（２）をそれぞれ搭載する画像形成装置も同じ構成してある。この３つの画像形成装置において、実施例定着装置（１）、比較例定着装置（１）、比較例定着装置（２）がそれぞれ十分室温（２５℃）になじんだ状態からＢ５サイズの小サイズ紙（坪量１２８ｇ／ｍｍ２）を定着ニップ部に２００枚連続して通紙（導入）した。そしてこのときの実施例定着装置（１）、比較例定着装置（１）、比較例定着装置（２）の各ヒータの非通紙部の温度を測定した。非通紙部の温度は基板の裏面に長手方向に沿って配設した多数の検温素子によって測定した。入力電圧は１２０Ｖとし、定着温度は２００℃とした。また、実施例定着装置（１）と、比較例定着装置（１）については、１０万枚の通紙試験による耐久試験も行った。
結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2011145455.tif 000003
【００３１】
ＮＴＣ特性を有するヒータを用いた比較例定着装置（１）の場合は、非通紙部の昇温が抑制されるため、２００枚通紙後も、２１０℃であり、問題なかった。一方、比較例定着装置（２）は、小サイズ紙の連続通紙によって、通紙枚数とともに非通紙部の温度が高くなり、２００枚通紙後は加圧ローラゴム（加圧ローラ２４の弾性層２４ｂ）の耐熱温度（２３０℃）を超えて、加圧ローラ表面に一部変形が見られた。耐久寿命試験の結果は、５万枚通紙時点（１）では、実施例定着装置（１）、比較例定着装置（１）ともに、問題なく良好であった。これに対して、１０万枚通紙時点（２）では、比較例定着装置（１）は、ヒータの表面保護層が定着フィルムの摺動により基板の短手方向のエッジ部の表面保護層が摩耗した。このため、定着フィルムの基層とヒータの基板との絶縁性が保たれず、基板への電力の供給が不安定となり、発熱不良などの不具合が発生した。一方、実施例定着装置（１）では、１０万枚通紙後もヒータは安定して発熱し、１０万枚通紙後に行った耐圧試験（１ｋＶ印加）においても問題なかった。
【００３２】
[実施例２]
定着装置の他の例を説明する。本実施例２では、本実施例２の定着装置について、実施例１の定着装置と同じ部材・部分に同一の符号を付して再度の説明を省略する。図８の（ａ）は、フィルムガイドとこのフィルムガイドにヒータを支持させるためにフィルムガイドに取り付けられる部材とこの部材によりフィルムガイドに支持させたヒータの横断面模式図、（ｂ）は部材の長手方向中央部を省略した外観斜視図である。
【００３３】
本実施例２の定着装置６は、フィルムガイド２１にヒータ２２を支持させるためにフィルムガイドに取り付けられる部材２５を用いて、ヒータの表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓにおける短手方向の両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬを覆うように構成したものである。部材２５は、フィルムガイド２１の溝２１ａに嵌合可能な細長い部材である。この部材２５は、部材２５の短手方向に一対の側壁２５ａＲ，２５ａＬを有している。この一対の側壁２５ａＲ，２５ａＬは部材２５の長手方向両端部で連結されている。そしてこの一対の側壁２５ａＲ，２５ａＬの下端にはこの下端の内面側からヒータ２２の基板２２ａの短手方向の中心線２２ｃに張り出すオーバーラップ部２５Ｒ，２５Ｌが形成してある。そしてこのオーバーラップ部間にはヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓを表出させるための開口部２５ｗが形成してある。
【００３４】
部材２５を用いてフィルムガイド２１にヒータ２２を支持させる場合には、ヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓにおける両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬを部材２５のオーバーラップ部２５Ｒ，２５Ｌの裏面上に載せてヒータ２２を部材２５に保持させる。そしてこの部材２５の側壁２５ａＲ，２５ａＬをフィルムガイド２１の下面側からフィルムガイド２１の溝２１ａに嵌め込むことにより部材２５を溝２１ａ内に支持させる。これにより部材２５がヒータ２２を支持した状態にフィルムガイド２１の溝２１ａに取り付けられる。この状態において、部材２５のオーバーラップ部２５Ｒ，２５Ｌがヒータ２２の表面保護層２２ｈの表面２２ｈｓにおける両端面２２ｈｓＲ，２２ｈｓＬを覆っている。従って本実施例２の定着装置６においても、実施例１の定着装置６と同じ作用効果を得ることができる。
【００３５】
[その他の実施例]
実施例１及び実施例２の定着装置は、未定着トナー画像を記録材に加熱定着する定着装置（像加熱装置）としての使用に限られるものではない。例えば未定着のトナー画像を記録材に仮定着する像加熱装置、或いは記録材に加熱定着されているトナー画像表面の光沢を増大させる像加熱装置としても使用できる。
【符号の説明】
【００３６】
２２‥ヒータ、２２ａ‥ヒータ基板、２２ｄ，２２ｅ‥電極部、２３‥耐熱性フィルム、２４‥加圧ローラ、Ｐ‥記録材、Ｎ‥定着ニップ部、Ｔ‥トナー画像、２２ｂＲ，２２ｂＬ‥オーバーラップ部、２２ｈ‥表面保護層、２２ｈｓ‥表面、２５‥部材、２５Ｒ，２５Ｌ‥オーバーラップ部
【図１】
2011145455.tif 000004
【図２】
2011145455.tif 000005
【図３】
2011145455.tif 000006
【図４】
2011145455.tif 000007
【図５】
2011145455.tif 000008
【図６】
2011145455.tif 000009
【図７】
2011145455.tif 000010
【図８】
2011145455.tif 000011