(57)【要約】【課題】  基板と、基板上に設けられた長手方向の長さが異なる２本の導体パターンと、基板上の２本の導体パターンの間に設けられた発熱抵抗体と、で構成された発熱部を有するヒータは、２本の導体パターンの長さに起因して左右温度むらが発生する場合がある。【解決手段】  基板の長手方向に沿って、基板上に長さの異なる２本の導体パターンで挟まれた発熱抵抗体で構成された２つの発熱部である第１の発熱部と第２の発熱部とが基板の短手方向に並んで設けられ、第１の発熱部の長さが長い方の導体パターンの長手方向の端部と、第２の発熱部の長さが短い方の導体パターンの端部であって第１の導体パターンの前記端部に近い方の端部と、が電気的に接続され、第１の発熱部と第２の発熱部とが電気的に直列に接続されているヒータ。【選択図】  図３
2015230349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い基板と、
前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ前記基板の長手方向に沿って長い第１の導体パターン及び第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間に設けられ前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第１の発熱抵抗体と、を有する第１の発熱部と、
前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ前記基板の長手方向に沿って長い第３の導体パターン及び第４の導体パターンと、前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとの間に設けられ前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第２の発熱抵抗体と、を有し、前記第１の発熱部と前記短手方向に並んで設けられている第２の発熱部と、
を備え、記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記第１の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第２の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第１の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第１の導体パターンよりも長く、前記第２の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第３の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第４の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第４の導体パターンよりも長く、
前記基板の前記長手方向の一端に近い側の前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記第１の発熱部と前記第２の発熱部とが電気的に直列に接続されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
細長い基板と、
前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ、前記基板の長手方向に沿って長い第１の導体パターン及び第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間に設けられ前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第１の発熱抵抗体と、を有する第１の発熱部と、
前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ、前記基板の長手方向に沿って長い第３の導体パターン及び第４の導体パターンと、前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとの間に設けられ前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第２の発熱抵抗体と、を有し、前記第１の発熱部と前記短手方向に並んで設けられている第２の発熱部と、
を備え、記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記第１の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第２の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第１の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第１の導体パターンよりも長く、
前記第２の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第３の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第４の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第４の導体パターンよりも長く、
前記基板の前記長手方向の一端に近い側の前記第１の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第３の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記基板の前記長手方向の他端に近い側の前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記第１の発熱部と前記第２の発熱部とが電気的に並列に接続されていることを特徴とするヒータ。
【請求項３】
前記第１の発熱抵抗体の前記短手方向の幅は、前記長手方向において端部の方が中央部よりも大きい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】
前記第２の発熱抵抗体の前記短手方向の幅は、前記長手方向において中央部の方が端部よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のヒータ。
【請求項５】
前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体とは前記長手方向の長さが等しく、前記第１の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、
前記第１の導体パターンは、前記第４の導体パターンと単位長さ当たりの電気抵抗値及び前記長手方向の長さが等しく、
前記第２の導体パターンは、前記第３の導体パターンと単位長さ当たりの電気抵抗値及び前記長手方向の長さが等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項６】
前記基板の上のうち前記短手方向において前記第１の発熱部と前記第２の発熱部との間に並んで設けられ、前記基板の前記長手方向に沿って長い第５の導体パターン及び第６の導体パターンと、前記第５の導体パターンと前記第６の導体パターンとの間に設けられ前記第５の導体パターンと前記第６の導体パターンと前記長手方向に亘って電気的に接続された第３の発熱抵抗体と、を有する第３の発熱部を備え、
前記第３の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第５の導体パターンは、前記第６の導体パターンと単位長さ当たりの電気抵抗値及び前記長手方向の長さが等しく、
前記第６の導体パターンの前記長手方向の端部は、前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部及び前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部と電気的に接続され、前記第５の導体パターンの端部は、前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部及び前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部と電気的に接続されていないことを特徴とする請求項２に記載のヒータ。
【請求項７】
前記第３の発熱抵抗体の前記短手方向の幅は、前記長手方向において中央部の方が端部よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のヒータ。
【請求項８】
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面するヒータと、前記フィルムとの間にニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を搬送しながら記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが請求項１〜７のいずれか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９】
前記ヒータは前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項８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、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられる像加熱装置が備えるヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられる像加熱装置としてフィルムを用いた定着装置が実用化されている。この定着装置は、筒状のフィルムと、フィルム内面に接触するヒータと、ヒータと共にフィルムを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものが一般的である。ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する。この定着装置は、低熱容量のフィルムを使用するため、クイックスタート性に優れている。
【０００３】
しかしながら、この定着装置は、フィルムが低熱容量であるがゆえに小サイズの記録材を定着処理する際に記録材が通過しない領域が過昇温する非通紙部昇温という課題が発生しやすいことが知られている。そこで、非通紙部昇温を改善するためのヒータとして次のようなヒータが特許文献１に開示されている。それは、基板の長手方向に沿って設けられた２本の導体パターンに正の温度係数（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する発熱抵抗体が挟まれるように構成され、記録材の搬送方向に通電されるヒータである。このヒータは、温度が高くなるにつれて電気抵抗値が高くなるため、非通紙部昇温により高温になった部位における電気抵抗値は通紙部に比べて高くなる。その結果、非通紙部への電流量が通紙部よりも少なくなり、非通紙部における発熱量が少なくなるので非通紙部昇温を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０３８８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、引用文献１には、発熱抵抗体の短手方向の幅を長手方向で変えることにより長手方向の発熱分布を変えるヒータＨ３（図１５）が開示されている。このヒータのように２本の導体パターンの幅及び長さが等しいものであれば、電気接点部Ｄ３とＤ５との間に電圧を印加した時の２本の導体パターンの長手方向の電圧降下量はほぼ等しく、ヒータの左右の発熱量のむらは問題とはならない。
【０００６】
しかしながら、発熱抵抗体を挟む２本の導体パターンの幅や長さが異なるものとした場合に、２本の導体パターンの長手方向の電圧降下量に差が生じると、ヒータの左右の発熱量のむらによって画像不良になる場合があることがわかった。
【０００７】
そこで、本願発明は、基板上の長手方向に沿って設けられた長手方向の長さが異なる２本の導体パターンに挟まれた発熱抵抗体を有するヒータにおいて、左右の発熱量のむらを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の好適な実施形態の一つ目は、細長い基板と、前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ前記基板の長手方向に沿って長い第１の導体パターン及び第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間に設けられ前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第１の発熱抵抗体と、を有する第１の発熱部と、前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ前記基板の長手方向に沿って長い第３の導体パターン及び第４の導体パターンと、前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとの間に設けられ前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第２の発熱抵抗体と、を有し、前記第１の発熱部と前記短手方向に並んで設けられている第２の発熱部と、を備え、記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記第１の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第２の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第１の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第１の導体パターンよりも長く、前記第２の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第３の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第４の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第４の導体パターンよりも長く、前記基板の前記長手方向の一端に近い側の前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記第１の発熱体部と前記第２の発熱体部とが電気的に直列に接続されていることを特徴とするヒータである。
【０００９】
本願発明の好適な実施形態の２つ目は、細長い基板と、前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ、前記基板の長手方向に沿って長い第１の導体パターン及び第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの間に設けられ前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第１の発熱抵抗体と、を有する第１の発熱部と、前記基板の上に前記基板の短手方向に並んで設けられ、前記基板の長手方向に沿って長い第３の導体パターン及び第４の導体パターンと、前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとの間に設けられ前記第３の導体パターンと前記第４の導体パターンとに前記長手方向に亘って電気的に接続された第２の発熱抵抗体と、を有し、前記第１の発熱部と前記短手方向に並んで設けられている第２の発熱部と、を備え、記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記第１の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第２の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第１の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第１の導体パターンよりも長く、前記第２の発熱抵抗体の前記長手方向の一端から他端までの範囲において、前記第３の導体パターンは、単位長さ当たりの電気抵抗値が前記第４の導体パターンと等しく且つ前記長手方向の長さが前記第４の導体パターンよりも長く、前記基板の前記長手方向の一端に近い側の前記第１の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第３の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記基板の前記長手方向の他端に近い側の前記第２の導体パターンの前記長手方向の端部と前記第４の導体パターンの前記長手方向の端部とが電気的に接続され、前記第１の発熱体部と前記第２の発熱体部とが電気的に並列に接続されていることを特徴とするヒータである。
【発明の効果】
【００１０】
基板上の長手方向に沿って設けられた長手方向の長さが異なる２本の導体パターンに挟まれた発熱抵抗体を有するヒータにおいて、左右の発熱量のむらを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における画像形成装置１０の概略断面図
【図２】実施例１における定着装置１２の概略断面図
【図３】実施例１における定着ヒータ１６の概略平面図
【図４】実施例１における各導体の長手電位分布、及び発熱抵抗体の長手発熱分布
【図５】実施例２における定着ヒータ５６の概略平面図
【図６】実施例２における各導体の長手電位分布、及び発熱抵抗体の長手発熱分布
【図７】実施例３における定着ヒータ６７の概略平面図
【図８】実施例３におけるヒータ駆動回路２１の概略構成図
【図９】実施例３における発熱抵抗体６２、６３、６４の長手発熱分布
【図１０】実施例３の変形例
【図１１】本発明におけるその他構成例としての定着ヒータ７７、８７、９７の概略平面図
【図１２】本発明におけるその他構成例としての定着ヒータ１００、１１０の概略平面図
【図１３】比較例におけるヒータＨ１の概略平面図
【図１４】比較例における各導体の長手電位分布、及び発熱抵抗体の長手発熱分布
【図１５】従来のヒータの概略平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１３】
但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対的な位置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
（１）画像形成装置の全体構成
図１を用いて本実施形に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は画像形成装置の一例であるフルカラーレーザービームプリンタ１０の全体構成を示す概略断面図である。プリンタ１０の下部には、カセット１１が挿抜可能に設けられている。カセット１１に記録材Ｐを積載して収容し、記録材Ｐはピックアップローラ１３により給紙カセット１１から給送され、フィード・リタードローラ対１４により１枚毎に分離され、レジストローラ１５に給送される。プリンタ１０はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する画像形成部７を備える。画像形成部７の下部には、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するために、画像情報に基づいてレーザービームを照射するスキャナユニット３ＹＭおよび３ＣＫが配置されている。各色の画像形成部７は各々感光ドラム１と、感光ドラム１の表面を帯電する帯電部２と、感光ドラム１上の静電画像を現像する現像ローラ５を有する現像部４と、一次転写部材８と、を有する。一次転写部材８は、転写ベルト２９を介して感光ドラム１と共に一次転写部を形成し、感光ドラム１上に現像されたトナー像を転写ベルト２９に転写する。一次転写部で転写ベルト２９に転写されたトナー像は転写ベルト２９の移動に伴い移動し、二次転写部材３１と転写ベルト２９とで形成される二次転写部において記録材Ｐに転写される。その後、トナー像が転写された記録材は定着装置１２を通過することによって加熱及び加圧されトナー像は記録材Ｐ上に定着される。その後、記録材は、排出ローラ対３２に搬送されて記録材積載部３３に排出される。
【００１５】
尚、本実施例におけるプリンタ１０における記録材Ｐの通紙可能幅は、搬送方向に直交する方向（以下、長手方向と記す）７６ｍｍ〜２１６ｍｍであり、プリンタ１０の通紙基準は、長手方向に対して略中央（以下、中央基準と記す）である。
【００１６】
尚、本実施例は、感光体ドラムを複数備えたカラーレーザービームプリンタを取り上げたものの、感光体ドラムを一つ備えたモノクロの複写機、プリンタにも適用することができる。
【００１７】
（２）定着装置
本実施例における定着装置１２について、図２を用いて説明する。本実施例の定着装置１２は、低熱容量のフィルム２０を用いた定着装置である。定着装置１２は、筒状のフィルム２０と、フィルム２０の内面に接触する板状のヒータ１６と、ヒータ１６と共にフィルム２０を介してニップ部を形成する加圧ローラ２２と、を有する。
【００１８】
定着装置１２が有する各部材について説明する。フィルム２０は、内径が２４ｍｍ、厚み３０μｍの円筒状に形成されたＳＵＳ等の基層上に、厚み約３００μｍのゴム層が形成されたものである。ゴム層の外側に表層として厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆している。基層の材料として、ポリイミド等の耐熱樹脂を用いてもよい。
【００１９】
また、ゴム層は必ずしも必要ではない。表層としてＰＴＦＥ等のフッ素樹脂をコーティングしたものを用いてもよい。ヒータ１６は、セラミック等で形成された細長い基板に発熱抵抗体パターンを形成した部材である。ヒータ１６の詳細な構成については後述する。バックアップ部材としての加圧ローラ２２は、金属製の芯金に、約３ｍｍのゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。本実施例における加圧ローラ２２の外径は、２５ｍｍである。この加圧ローラ２２は、芯金の両側の端部は、軸受を介して装置フレーム２４の不図示の奥側と手前側の側板間に支持されている。支持部材１７は、液晶ポリマー樹脂で形成され、ヒータ１６のフィルム２０の内面と接触する側の面と反対側の面を支持する。サーミスタ１８は、フィルム２０の内面に接触するように配設しており、フィルム２０の温度情報をヒータ駆動回路２１へ伝達する。サーミスタ１９は、ヒータ１６のフィルム２０の内面と接触する側の面と反対側の面の長手方向の中央部に配設されており、ヒータ１６の温度情報をヒータ駆動回路２１へ伝達する。フィルム２０と、ヒータ１６と、支持部材１７と、でフィルムユニットを構成している。このフィルムユニットをヒータ１６が加圧ローラ２２に対向する向きで加圧ローラ２２に押圧することで、ヒータ１６がフィルム２０を介して加圧ローラ２２と共にニップ部Ｎを形成する。フィルムユニットを加圧ローラ２２に押圧する力は、本実施例の構成においては最大で片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）である。また、入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた記録材Ｐを、定着装置１２のニップ部Ｎに誘導するための部材である。入り口ガイド２３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。定着排紙ローラ２６は、定着済みの記録材を排紙ローラ対３２まで搬送するための部材である。
【００２０】
定着装置１２の駆動構成について説明する。加圧ローラ２２は不図示の駆動部材によって矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。フィルム２０は、加圧ローラ２２の回転駆動によってニップ部Ｎで摩擦力を受けて従動回転する。
【００２１】
次に、ヒータ１６の制御について説明する。ヒータ１６への電力供給は、サーミスタ１８もしくは１９からの温度情報に基づいて制御される。具体的には、サーミスタ１８若しくは１９の温度が定着可能な目標温度になるようにヒータ１６への電力供給が制御される。
【００２２】
フィルム２０が駆動され、ヒータ１６の制御によってヒータ１６もしくはフィルム２０が定着可能な目標温度に達すると、ニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド２３に沿って案内される。ニップ部Ｎで記録材Ｐは搬送されながら加熱され未定着トナー像Ｔは記録材Ｐ上に定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはフィルム２０から分離し、定着排紙ローラ２６を通過して排出される。
【００２３】
図３に示すヒータ１６の概略平面図を用いて、ヒータ１６の構成について詳細に説明する。基板４１は、記録材の搬送方向と直交する方向に長い平板であって、アルミナや窒化アルミ等のセラミックで形成されている。本実施例の基板４１は、長手方向２７０ｍｍ、短手方向１５ｍｍ、厚み方向１ｍｍのサイズであって、アルミナで形成されたものを用いた。尚、基板はセラミックに限らず、ＳＵＳ等の金属やポリイミド等の耐熱樹脂で形成しても良い。
【００２４】
基板４１の一面に、発熱抵抗体パターン４２（第１の発熱抵抗体）および４３（第２の発熱抵抗体）が長手方向に沿ってスクリーン印刷等によって形成される。発熱抵抗体パターンは、酸化ルテニウムや銀パラジウム等の材料で形成されている。この発熱抵抗体パターンとして、正の抵抗温度係数（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｒｅｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、以下ＰＴＣ特性と記す）を有する導電ペースト（ＴＣＲ＝１５００ｐｐｍ／℃）が用いられる。本実施例の発熱抵抗体パターン４２及び４３は、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度、長手方向長さ２２０ｍｍで基板上に形成されている。本実施例の発熱抵抗体パターン４２及び４３の短手方向の電気抵抗値はいずれも５Ωであり、直列接続した場合の総電気抵抗値は１０Ωになるように設定されている。
【００２５】
導体パターン４２ａ（第１の導体パターン）と４２ｂ（第２の導体パターン）は、発熱抵抗体パターン４２を挟んで基板４１の長手方向に亘って発熱抵抗体パターン４２に電気的に接続され、発熱抵抗体パターン４２と共に第１の発熱部を形成している。導体パターン４３ｂ（第３の導体パターン）と４３ａ（第４の導体パターン）は、発熱抵抗体パターン４３を挟んで基板４１の長手方向に亘って発熱抵抗体パターン４３に電気的に接続され、発熱抵抗体パターン４３と共に第２の発熱部を形成している。これらの導体パターンは、銀や銀パラジウム等の電気抵抗値が低い材料で形成され、基板４１の一面に、長手方向に沿ってスクリーン印刷等によって形成されている。いずれの導体パターンについても、基板４１の短手方向の幅が０．５ｍｍであり、厚みが１０μｍであるので、単位長さ当たりの電気抵抗値は等しい。
【００２６】
本実施例では、導体パターンの材料として、ＴＣＲ＝１０００ｐｐｍ／℃、単位面積当り抵抗値＝９×１０−３Ω／ｍｍ２の銀パラジウムを用いている。導体パターン４２ｂの長手方向の端部と導体パターン４３ａの長手方向の端部は電気的に接続され、第１の発熱部と第２の発熱部とは直列接続されている。
【００２７】
導体パターン４２ａの長手方向の端部及び導体パターン４３ｂの長手方向の端部に、それぞれ、電極パターン４４ａ（第１の電気接点部）及び電極パターン４４ｂ（第２の電気接点部）が電気的に接続されている。また、発熱抵抗体パターン４２および４３の保護と絶縁性を確保するために厚み３０〜１００μｍ程度の薄肉のガラスコート４５が形成されている。発熱抵抗体パターン４２及び４３は短手方向の幅が長手方向において端部から中央部に向かって徐々に細くなるように形成されている。導体パターン４２ａの発熱抵抗体との接続長さＬ４２ａと、導体パターン４２ｂの発熱抵抗体との接続長さＬ４２ｂと、はＬ４２ａ＜Ｌ４２ｂという関係を有する。本実施例ではＬ４２ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ４２ｂ＝２２２ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン４２に対する給電の出入口Ａ１、Ｂ１は、発熱抵抗体パターン４２の形成領域の対角をなすように配置されている。発熱抵抗体パターン４３は、上記発熱抵抗体パターン４２における導体と電極の接続関係を長手方向において逆の関係になるように導体パターン４３ａ、４３ｂ、電極パターン４４ｂを配置している。導体パターン４３ｂの発熱抵抗体４３との接続長さＬ４３ｂと、導体パターン４３ａの発熱抵抗体４３との接続長さＬ４３ａと、はＬ４３ａ＜Ｌ４３ｂという関係を有する。本実施例ではＬ４３ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ４２ｂ＝２２２ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン４３に対する給電の出入口Ａ２、Ｂ２は、発熱抵抗体パターン４３の形成領域の対角をなすように配置されている。図３における定着ヒータ１６の電極パターン４４ａ、４４ｂには不図示の給電用コネクタが装着される。ヒータ駆動回路２１から上記の給電用コネクタを介して電極部４４ａ、４４ｂに給電されることにより、発熱抵抗体パターン４２および４３に対して搬送方向（ヒータ１６の短手方向）に電流が流れて発熱して定着ヒータ１６が昇温する。
【００２８】
次に、図１３に比較例のヒータＨ１の構成を示し、比較例と対比しながら図３に示す本実施例のヒータ１６の効果について説明する。
【００２９】
比較例のヒータＨ１は、基板の長手方向に沿って設けられ短手方向に並んで設けられた２本の導体パターン１ａ及び１ｂと、導体パターン１ａと１ｂとの間に設けられ導体パターン１ａ及び１ｂと電気的に接続された発熱抵抗体パターンＲ１と、を有する。導体パターン１ａの長手方向の端部は電極Ｄ１に電気的に接続され、導体パターン１ｂの長手方向の端部は電極Ｅ１に電気的に接続されている。導体パターン１ａの発熱抵抗体パターンＲ１との接続長さＬ１ａと、導体パターン１ｂの発熱抵抗体パターンＲ１との接続長さＬ１ｂと、はＬ１ａ＜Ｌ１ｂという関係を有する。図１４（ａ）は、図１３のヒータに通電した場合における導体パターン１ａと導体パターン１ｂの長手方向の電位分布を示した図である。図１４（ａ）によると、導体パターン１ａにおける電極Ｄ１から右端にかけての電圧降下量ΔＶ１ａと、導体パターン１ｂにおける図の左端から電極Ｅ１にかけての電圧降下量ΔＶ１ｂとは、ΔＶ１ａ＜ΔＶ１ｂという関係になっている。したがって、導体パターン１ａと導体パターン１ｂの長手方向における両端部の電位差ΔＶＬとΔＶＲとは、ΔＶＬ＜ΔＶＲという関係になっている。図１４（ｂ）は図１３のヒータに通電した場合の発熱分布である。電位差ΔＶＬとΔＶＲに差がある場合、発熱抵抗体パターンＲ１に通電したときの発熱量にも差ができる。したがって、原理的にヒータの発熱量に左右差が発生し、図１３のヒータの左端側の発熱量ＷＬと右端側の発熱量ＷＲについて、ＷＬ＜ＷＲという関係になる。
【００３０】
一方、本実施例における導体パターン４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂの、長手方向の電位分布を図４（ａ）に示す。図４（ａ）によると、導体パターン４２ａと４２ｂの電位分布から得られる発熱抵抗体パターン４２の電圧降下量の左右差を、導体パターン４３ａと４３ｂの電位分布から得られる発熱抵抗体パターン４３の電圧降下量の左右差で打ち消していることがわかる。図４（ｂ）に、本実施例におけるヒータ１６の長手方向の発熱分布と、発熱抵抗体パターン４２、４３の発熱分布への寄与イメージを示す。
【００３１】
ここで示すヒータ１６の長手方向の発熱分布は、ヒータ１６に対して８００Ｗの電力を投入し、ヒータ表面温度の最大値が２００℃に到達した時のものである。図４（ｂ）によると、発熱抵抗体パターン４２と発熱抵抗体パターン４３の発熱量の左右差が相殺され、ヒータ全体として発熱量の左右差が抑制されていることがわかる。
【００３２】
つまり、本実施例によると、比較例のヒータＨ１の構成で発生した左右の発熱量の左右差を、短手方向に並んだ２つの発熱部で相殺するように構成することでヒータ全体として左右の発熱量のむらを抑制することができる。
【００３３】
尚、本実施例においては、各導体パターンの材料や短手方向の幅が全て同じで長さのみ異なる場合について説明した。しかしながら、本発明の構成は本実施例の構成に限定されない。導体パターンの材料や幅が異なる場合にも適用することができる。例えば、基板の長手方向において長さが等しく且つ一端から他端までの電気抵抗値が異なる２本の導電パターンと、この２本の導電パターンに挟まれ接続された発熱抵抗体パターンを有する発熱部を短手方向に並んで２つ有するヒータにも適用できる。発熱抵抗体パターンを挟む２本の導体パターンの材料や幅が異なる構成のように、導体パターンの長手方向の電気抵抗値に差が生じやすい構成は、１本の発熱抵抗体で発生する発熱量の左右差が大きくなる。よって、本実施例の技術思想を適用することが効果的である。また、本実施例においては、定着装置に用いるヒータについて説明したが、画像の光沢を増すために画像を加熱する像加熱装置に用いるヒータであっても良い。
【００３４】
（実施例２）
本実施例におけるヒータは、２本の発熱抵抗体パターン５２、５３を並列接続したものであり、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
【００３５】
図５に本実施例におけるヒータ５６の平面図を示す。本実施例におけるヒータ５６の発熱抵抗体パターン、導体パターン、及び電極パターンは、実施例１と同様の材料で形成されている。基板５１の長手方向に形成された２本の発熱抵抗体パターン５２（第１の発熱抵抗体）、５３（第２の発熱抵抗体）は短手方向の幅が長手両端から中央にかけて徐々に細くなっている。発熱抵抗体パターン５２は、導体パターン５２ａ（第１の導体パターン）と、導体パターン５２ｂ（第２の導体パターン）と、の間でそれらと電気的に接続され、第１の発熱部を形成する。発熱抵抗体パターン５３は、導体パターン５３ｂ（第３の導体パターン）と、導体パターン５３ａ（第４の導体パターン）と、の間でそれらに電気的に接続され、第２の発熱部を形成する。
【００３６】
基板５１の一端側に形成された電極パターン５４ａには、発熱抵抗体パターン５２に接続された導体パターン５２ａの長手方向の端部と、発熱抵抗体パターン５３に接続された導体パターン５３ｂの端部と、が電気的に接続されている。そして、基板５１の他端側に形成された電極パターン５４ｂには、発熱抵抗体パターン５２に接続された導体パターン５２ｂと、発熱抵抗体パターン５３に接続された導体パターン５３ａと、が電気的に接続されている。すなわち、第１の発熱部と、第２の発熱部と、が並列接続されている。発熱抵抗体パターン５２と、発熱抵抗体パターン５３と、の合成電気抵抗値は１０Ωに設定されている。発熱抵抗体パターン５２、５３は、電極パターン５４ａと電極パターン５４ｂとの間に電圧を印加すると長手方向の端部よりも中央部の発熱量が大きい発熱分布を形成する。
【００３７】
ここで、導体パターン５２ａの発熱抵抗体パターン５２との接続長さＬ５２ａと、導体パターン５２ｂの発熱抵抗体パターン５２との接続長さＬ５２ｂと、はＬ５２ａ＜Ｌ５２ｂの関係を有する。本実施例ではＬ５２ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ５２ｂ＝２２２ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン５２に対する給電の出入口Ａ３、Ｂ３は、発熱抵抗体パターン５２の形成領域の対角をなすように配置されている。また、導体パターン５３ａの発熱抵抗体パターン５３との接続長さＬ５３ａと、導体パターン５３ｂの発熱抵抗体パターン５３との接続長さＬ５３ｂと、はＬ５３ａ＜Ｌ５３ｂの関係を有する。本実施例ではＬ５３ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ５３ｂ＝２２２ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン５３に対する給電の出入口Ａ４、Ｂ４は、発熱抵抗体パターン５３の形成領域の対角をなすように配置されている。
【００３８】
図６（ａ）は本実施例における導体パターン５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂの長手方向の電位分布を示した図である。図６（ａ）によると、導体パターン５２ａと５２ｂの電位分布から得られる発熱抵抗体パターン５２の電圧降下量の左右差を、導体パターン５３ａと５３ｂの電位分布から得られる発熱抵抗体パターン５３の電圧降下量の左右差で相殺していることがわかる。図６（ｂ）は、本実施例におけるヒータ５６の長手方向の発熱分布と、発熱抵抗体パターン５２及び５３の各々の発熱分布への寄与イメージと、を示す。図６（ｂ）によると、発熱抵抗体パターン５２と発熱抵抗体パターン５３の発熱量の左右差が相殺され、ヒータ全体として発熱量の左右差が抑制されていることがわかる。
【００３９】
以上述べたように、本実施例によると、搬送方向に通電する複数の発熱部を並列接続する構成のヒータにおいても、ヒータの左右の発熱量のむらを抑制することができる。
【００４０】
（実施例３）
本実施例のヒータは、複数の発熱抵抗体パターンを独立制御することが可能である構成のヒータである。尚、実施例２と同様の構成については説明を省略する。
【００４１】
図７に本実施例におけるヒータ６７の平面図を示す。本実施例におけるヒータ６７における発熱抵抗体パターン、導体パターン、及び電極パターンは、いずれも実施例１と同様の材料で形成されている。ヒータ６７は、長手方向の端部から中央部にかけて短手方向の幅が徐々に小さくすることで中央部の発熱量を端部よりも大きくなるようにした２本の発熱抵抗体パターン６２（第１の発熱抵抗パターン）、６３（第２の発熱抵抗パターン）を有する。ヒータ６７は、更に、長手方向の端部から中央部にかけて短手方向の幅を徐々に大きくすることで端部の発熱量を中央部よりも大きくなるようにした発熱抵抗体パターン６４（第３の発熱抵抗体）を有する。発熱抵抗体パターン６２は、導体パターン６２ａ（第１の導体パターン）と、導体パターン６２ｂ（第２の導体パターン）と、の間でそれらと電気的に接続され、第１の発熱部を形成する。発熱抵抗体パターン６３は、導体パターン６３ｂ（第３の導体パターン）と、導体パターン６３ａ（第４の導体パターン）と、の間でそれらと電気的に接続され、第２の発熱部を形成する。更に、基板６１の短手方向における第１の発熱部と第２の発熱部の間に、導体パターン６４ａ（第５の導体パターン）と、導体パターン６４ｂ（第６の導体パターン）と、に挟まれ、それらに電気的に接続された発熱抵抗体パターン６４が設けられている。基板６１の一端側に形成された電極パターン６６ａには、導体パターン６２ａの長手方向の端部と、導体パターン６３ｂの長手方向の端部とが接続されている。また、基板６１の電極パターン６６ａと同じ側の端部に形成された電極パターン６６ｂには、発熱抵抗体パターン６４に接続された導体パターン６４ａが接続されている。そして、基板６１の他端側に形成された電極パターン６６ｃには、基板６１の他端側の導体パターン６２ｂの端部と、導体パターン６３ａの端部と、導体パターン６４ｂの端部と、が電気的に接続されている。すなわち、発熱抵抗体パターン６２と発熱抵抗体パターン６３は電極パターン６６ａと６６ｃとの間で並列接続されており、発熱抵抗体パターン６４は電極パターン６６ｂと６６ｃとの間で接続されている。各発熱抵抗体パターンにおける短手方向の電気抵抗値は３０Ωに設定されており、発熱抵抗体パターン６２と６３の短手方向の電気抵抗値の合成抵抗値は１５Ωに設定され、発熱抵抗体パターン６４の短手方向の電気抵抗値は１５Ωに設定されている。
【００４２】
ここで、導体パターン６２ａの発熱抵抗体パターン６２との接続長さＬ６２ａと、導体パターン６２ｂの発熱抵抗体パターン６２との接続長さＬ６２ｂと、はＬ６２ａ＜Ｌ６２ｂという関係を有する。本実施例ではＬ６２ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ６２ｂ＝２２３ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン６２に対する給電の出入口Ａ５、Ｂ５は、発熱抵抗体パターン６２の形成領域の対角をなすように配置されている。
【００４３】
また、導体パターン６３ａの発熱抵抗体パターン６３との接続長さＬ６３ａと、導体パターン６３ｂの発熱抵抗体パターン６３との接続長さＬ６３ｂと、はＬ６３ａ＜Ｌ６３ｂという関係を有する。本実施例ではＬ６３ａ＝２２０ｍｍ、Ｌ６３ｂ＝２２３ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン６３に対する給電の出入口Ａ６、Ｂ６は、発熱抵抗体パターン６３の形成領域の対角をなすように配置されている。
【００４４】
更に、導体パターン６４ａと発熱抵抗体パターン６４との接続長さＬ６４ａと、導体パターン６４ｂと発熱抵抗体パターン６４との接続長さＬ６４ｂとは、Ｌ６４ａ＝Ｌ６４ｂという関係になっている。本実施例ではＬ６４ａ＝Ｌ６４ｂ＝２２１ｍｍに設定している。そして、発熱抵抗体パターン６４に対する給電の出入口Ａ７、Ｂ７は、発熱抵抗体パターン６４の形成領域の対角をなすように配置されている。
【００４５】
本実施例におけるヒータ６７の駆動制御について、図８をもって説明する。図８の駆動回路２１は、ヒータ６７の電力制御をつかさどる駆動回路の概略一例である。サーミスタ１８の温度情報がＣＰＵ２１１に入力されると、ＣＰＵ２１１はサーミスタ１８の検知結果に基づいて所望の電力制御をするべくトライアック２１２ａ、２１２ｂの点灯タイミングを制御する。ここでトライアック２１２ａは電極パターン６６ａを介して発熱抵抗体パターン６２と６３に接続され、トライアック２１２ｂは電極パターン６６ｂを介して発熱抵抗体パターン６４に接続される。発熱抵抗体パターン６２、６３、６４は電極パターン６６ｃに接続されて回路を形成している。
【００４６】
ＣＰＵ２１１は、トライアック２１２ａの点灯デューティ、及びトライアック２１２ｂの点灯デューティをそれぞれ独立に制御可能であり、ヒータの長手方向で所望の発熱分布を形成できる。例えば、ＣＰＵ２１１でトライアック２１２ａ、２１２ｂの点灯デューティ比率（以下、点灯比率と記す）Ｐａ：Ｐｂを決定して駆動制御させることにより、ヒータ６７の長手方向の発熱分布に任意の勾配を持たせることが可能となる。本実施例の場合、例えば点灯比率Ｐａ：Ｐｂ＝１０：１０のときの長手方向の発熱分布は略フラット、Ｐａ：Ｐｂ＝１０：７など、Ｐｂ／Ｐａ＜１のときの発熱分布は中央部高、Ｐａ：Ｐｂ＝７：１０など、Ｐｂ／Ｐａ＞１のときの発熱分布は端部高となる。
【００４７】
図９に本実施例におけるヒータ６７の長手方向の発熱分布及び発熱抵抗体パターン６２、６３、６４の各々の発熱分布への寄与イメージも示す。発熱抵抗体パターン６２、６３は、実施例２と同様に、ヒータ６７の発熱量の左右差を互いに相殺できるように構成されている。発熱抵抗体パターン６４は導体パターン６４ａと６４ｂとの接続長さを同じにして、発熱量の左右差が発生しにくいように構成されている。このような構成をとることにより、ヒータ全体として左右の発熱量のむらを抑制することが可能になる。
【００４８】
以上述べたように、本実施例によれば、独立して駆動制御可能な複数の発熱抵抗体を有するヒータ構成においても、ヒータの長手方向における発熱量の左右差を抑制することができる。
【００４９】
また、図１０に本実施例の変形例のヒータ１２０の概略平面図を示す。ヒータ１２０は、発熱抵抗体パターン１２２（第１の発熱抵抗体）と、発熱抵抗体パターン１２３（第２の発熱抵抗体）と、を独立して駆動制御することが可能なヒータである。発熱抵抗体パターン１２２は、短手方向の幅が長手方向の端部から中央部にかけて徐々に小さくなる発熱抵抗体であって、発熱抵抗体パターン１２３は短手方向の幅が長手方向の端部から中央部にかけて徐々に大きくなる発熱抵抗体である。発熱抵抗体パターン１２２と、発熱抵抗体パターン１２３と、は基板１２１を短手方向で２分割する中央ラインに対して非対称な形状である。
【００５０】
発熱抵抗体パターン１２２は、導体パターン１２２ａ（第１の導体パターン）と、導体パターン１２２ｂ（第２の導体パターン）と、の間に設けられ、それらと電気的に接続されて第１の発熱部を形成する。発熱抵抗体パターン１２２についても、導体パターン１２３ｂ（第３の導体パターン）と、導体パターン１２３ａ（第４の導体パターン）と、の間に設けられ、それらと電気的に接続されて第２の発熱部を形成する。導体パターン１２２ｂの発熱抵抗体パターン１２２との接続長さは、導体パターン１２２ａの発熱抵抗体パターン１２２との接続長さよりも長い。また、導体パターン１２３ｂの発熱抵抗体パターン１２２との接続長さは、導体パターン１２３ａの発熱抵抗体パターン１２２との接続長さよりも長い。基板１２１の長手方向の一端に設けられた電極パターン１２４ａには、導電パターン１２２ａの長手方向の端部が接続されている。基板１２１の電極パターン１２４ａが設けられた側の端部には導電パターン１２３ｂの長手方向の端部が電気的に接続された電極パターン１２４ｂが設けられている。また、基板１２１の長手方向の他端に設けられた電極パターン１２４ｃには、導電パターン１２２ｂの長手方向の端部と、導電パターン１２３ａの長手方向の端部と、が電気的に接続されている。
【００５１】
発熱抵抗体パターン１２２及び発熱抵抗体パターン１２３への通電比率を変更することで、ヒータ１２０の長手方向の発熱分布を可変にすることができる。
【００５２】
独立して駆動制御可能であって、短手方向で形状が非対称である２本の発熱抵抗体パターンを有するヒータにおいても、以上説明したような構成にすることで、ヒータ全体として左右の発熱量のむらを相殺することができる。
【００５３】
尚、本実施例においては、導体パターン１２２ａと導体パターン１２３ａとを同じ長さにして、導体パターン１２２ｂと１２３ｂとを同じ長さにすることで、発熱量の左右差を更に抑制している。
【００５４】
本実施例におけるその他のヒータの構成例として、３本より多くの発熱抵抗体パターンを有するヒータに対しても本願発明を適用できる。例えば、発熱抵抗体パターンの幅を長手方向の端部から中央部にかけて徐々に大きくしたヒータ７７（図１１（ａ））、長手方向で局所的に幅を変化させた発熱抵抗体パターンを有するヒータ８７（図１１（ｂ））でも良い。更には基板の短手方向に延びた多数の発熱抵抗体パターンを導体パターンで挟んではしご状に形成したタイプのヒータ９７（図１１（ｃ））でもよい。また、基板の一面側と反対面側とで左右差を相殺するように発熱抵抗体パターンと導体パターンを接続したヒータ１００（図１２（ａ））でも本発明を実施できる。更に、基板の一面側と反対面側それぞれにおいて左右差を相殺するように発熱抵抗体パターンと導体パターンを接続したヒータ１１０（図１２（ｂ））でも本発明を実施できる。更に、基板の短手方向に対称となる配置に限らず、非対称となる配置でもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１２  定着装置
１６  ヒータ
２０  フィルム
２２  加圧ローラ
４１  基板
４２  発熱抵抗体パターン
４２ａ、４２ｂ  導体パターン
４３  発熱抵抗体パターン
４３ａ、４３ｂ  導体パターン
６１  基板
６２  発熱抵抗体パターン
６２ａ、６２ｂ  導体パターン
６３  発熱抵抗体パターン
６３ａ、６３ｂ  導体パターン
６４  発熱抵抗体パターン
６４ａ、６４ｂ  導体パターン
１２２  発熱抵抗体パターン
１２２ａ、１２２ｂ  導体パターン
１２３  発熱抵抗体パターン
１２３ａ、１２３ｂ  導体パターン
【図１】
2015230349.tif 000003
【図２】
2015230349.tif 000004
【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】
2015230349.tif 000011
【図１０】
2015230349.tif 000012
【図１１】
2015230349.tif 000013
【図１２】
2015230349.tif 000014
【図１３】
2015230349.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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