(57)【要約】【課題】ヒートローラのウォームアップタイムを短縮でき、効率のよい加熱を行うことができる定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】ヒートローラ１２を備えた定着装置１１であって、ヒートローラは、円筒形状でなる基材２１と、該基材の表面を覆う面状発熱体２２と、給電部１１ｉとを備え、上記面状発熱体は、複数本で等間隔に平行且つ上記基材の軸方向に延びる線状導体パターン２６からなる発熱部と、該線状導体パターンの両端に構成され、線状導体パターンに導通する第１の導通部２５及び第２の導通部２７とを備え、上記導通部を介し給電部と接触した発熱部に電圧が印加されることにより、上記発熱部が発熱するよう構成されており、上記給電部はヒートローラの回転時に両導通部の夫々に相対摺接するよう設けられ、第２の導通部においては、対応する上記給電部が上記線状導体パターンの所定の本数分に亘って電気的摺接状態となるよう構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートローラを備えた定着装置であって、
上記ヒートローラは、円筒形状でなる基材と、該基材の表面を覆う面状発熱体と、給電部とを備え、上記面状発熱体は、複数本で等間隔に平行且つ上記基材の軸方向に延びる線状導体パターンからなる発熱部と、該線状導体パターンの両端に構成され、線状導体パターンに導通する第１の導通部及び第２の導通部とを備え、上記導通部を介し給電部と接触した発熱部に電圧が印加されることにより、上記発熱部が発熱するよう構成されており、
上記給電部はヒートローラの回転時に両導通部の夫々に相対摺接するよう設けられ、第２の導通部においては、対応する上記給電部が上記線状導体パターンの所定の本数分に亘って電気的摺接状態となるよう構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記第１の導通部は、全ての線状導体パターンの片端部を一括して前記基材の周方向に亘り環状に形成されたものであり、前記第２の導通部は、複数本の線状導体パターン毎にその片端部を一括する複数のブロック状となし、これを周方向に並設したものであることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、
前記給電部は、前記ヒートローラにおける記録媒体のニップ部より回転方向上流側の所定範囲に亘り各導通部に相対摺接するよう円弧状に形成されていることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートローラを備えた定着装置であって、詳しくはトナー画像を記録媒体上に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記録紙等の記録媒体に文字や図形等の画像情報を記録するための定着装置を用いた画像形成装置として、電子写真方式の複写機、ファクシミリ装置、プリンタ或いはこれらの機能を備えた所謂複合機等が知られている。このような画像形成装置には、感光体ドラムの周囲に、コロナ帯電方式の帯電器、ＬＥＤ等からなる露光器、現像器、転写ローラ（転写器）及び転写残トナーのクリーニング装置をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の定着装置とより構成されるものがある。画像情報に基づく光学画像が露光器によって感光体ドラムの表面に照射され、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成されると、この静電潜像は、バイアス印加された現像器で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラムと転写ローラとの対合部に至る。転写ローラは、回転駆動されながら感光体ドラムと共に記録紙をニップ搬送し、この間に感光体ドラムの表面のトナー画像が記録紙に転写されるようになっている。そしてその後、定着装置に搬送されてきた記録紙は、ヒートローラとプレスローラとの対合部に至り、ニップ搬送される際に記録紙が加熱・加圧されることにより、トナー画像が記録紙上に定着されるようになっている。
【０００３】
上述のような定着装置における従来のヒートローラの基材はアルミニウムやステンレス等の金属からなる薄肉円筒状のものが用いられ、中空の基材内に熱源となるハロゲンランプを挿入してヒートローラを加熱するようになっている。しかしながら、中空の基材内の空気層を介してヒートローラを内部から加熱する構造は、熱効率が悪いため、ヒートローラの表面がトナー画像の定着に必要な温度（概ね１８０℃）に達するまでの立ち上がり時間（ウォームアップタイム）が長い点や消費電力が大きい点が問題となっていた。
【０００４】
そこで、ウォームアップタイムを短縮させるため、下記特許文献１には、上述のようにヒートローラの表面を内部から加熱するのではなく、ヒートローラの表面を直接加熱するものが記載されている。ここでは、熱源として、面状発熱体が用いられ、この面状発熱体は、アルミニウム管で構成される定着ローラの表面に接着される２層構造の耐熱絶縁層の間に挟まれており、面状発熱体（ヒータ回路）から導出されたリード線を端子に接続し、端子に接点板バネを圧接することにより、面状発熱体に給電を行って発熱するよう構成されている。
【特許文献１】特開平７−１４０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のもののように定着ローラと一体的に回転する面状発熱体に対して、安定して給電を行うことは難しいとされており、改良が望まれていた。
また定着装置において、トナー画像を永久定着させるには、記録媒体をニップするニップ部が所定の温度に達していればよいが、上記特許文献１に記載の面状発熱体の回路パターン（特許文献１・図３、図５）では、接点が導通すると面状発熱体全体が発熱する構成となっているため、効率のよい加熱ができているとはいえないものであった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、ヒートローラのウォームアップタイムを短縮でき、効率のよい加熱を行って省電力化を図ることができる定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の定着装置における上記ヒートローラは、円筒形状でなる基材と、該基材の表面を覆う面状発熱体と、給電部とを備え、上記面状発熱体は、複数本で等間隔に平行且つ上記基材の軸方向に延びる線状導体パターンからなる発熱部と、該線状導体パターンの両端に構成され、線状導体パターンに導通する第１の導通部及び第２の導通部とを備え、上記導通部を介し給電部と接触した発熱部に電圧が印加されることにより、上記発熱部が発熱するよう構成されており、上記給電部はヒートローラの回転時に両導通部の夫々に相対摺接するよう設けられ、第２の導通部においては、対応する上記給電部が上記線状導体パターンの所定の本数分に亘って電気的摺接状態となるよう構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記第１の導通部は、全ての線状導体パターンの片端部を一括して前記基材の周方向に亘り環状に形成されたものであり、前記第２の導通部は、複数本の線状導体パターン毎にその片端部を一括する複数のブロック状となし、これを周方向に並設したものであることが望ましい。また前記給電部は、前記ヒートローラにおける記録媒体のニップ部より回転方向上流側の所定範囲に亘り各導通部に相対摺接するよう円弧状に形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の定着装置におけるヒートローラによれば、円筒形状でなる基材と、該基材の表面を覆う面状発熱体と、給電部とを備え、導通部を介し給電部と接触した発熱部に電圧が印加されることにより、発熱部が発熱するよう構成されているので、従来のように中空円筒状の基材に挿入されたハロゲンランプによるウォームアップタイムに比べて、基材の表面を覆ってヒートローラの表面を直接加熱する面状発熱体によって、ヒートローラの表面の温度を急速に上昇させることができ、ウォームアップタイムを顕著に短縮することができる。
【００１０】
またヒートローラの面状発熱体は、複数本で等間隔に平行且つ基材の軸方向に延びる線状導体パターンからなる発熱部と、該線状導体パターンの両端に構成され、線状導体パターンに導通する第１の導通部及び第２の導通部とからなり、給電部はヒートローラの回転時に両導通部の夫々に相対摺接するよう設けられ、第２の導通部においては、対応する上記給電部が上記線状導体パターンの所定の本数分に亘って電気的摺接状態となるよう構成されているので、熱源となる面状発熱体がヒートローラと一体的に回転する構成であっても、電気的摺接状態となった線状導体パターンに対してのみ安定した給電を行うことができ、全ての発熱部に給電するものに比べて省電力化が達成できる。
【００１１】
更に第１の導通部は、全ての線状導体パターンの片端部を一括して前記基材の周方向に亘り環状に形成されたものであり、前記第２の導通部は、複数本の線状導体パターン毎にその片端部を一括する複数のブロック状となし、これを周方向に並設したものであるので、ブロック状に構成された導通部に対応する導体パターン毎に両導通部を通じて給電を行うことができる。よって、面状発熱体の必要な部位だけ発熱することができ、少ない電力で効率よくヒートローラの加熱をすることができる。
【００１２】
そして、給電部は、ヒートローラにおける記録媒体のニップ部より回転方向上流側の所定範囲に亘り各導通部に相対摺接するよう円弧状に形成されているので、記録媒体のニップ部より回転方向上流側の所定範囲の導体パターンに給電され、そこが発熱してヒートローラが加熱される。従って、この加熱された部分はヒートローラの回転により、直ぐにプレスローラのニップ部に至るから、熱のロスを少なくして記録媒体上のトナー画像の定着に供せられる。即ち、必要な範囲にだけ給電を行うことができ、無駄な加熱がなされることなく、省電力化を図ることができる。更に回転するヒートローラとプレスローラとによってニップされる記録媒体をニップ部で十分な温度で確実に加熱・加圧でき、記録媒体上のトナー画像を永久定着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略的縦断面図、図２は同定着装置の要部の拡大図、図３は同定着装置の要部の全体斜視図、図４は同定着装置におけるヒートローラの端部の組付構造を示す断面図、図５は、図４のＹ−Ｙ線矢視断面図、図６は同定着装置のヒートローラに用いられる面状発熱体を示す展開平面図、図７は図６の面状発熱体の構成を電気回路図で示した図である。
【００１４】
図１の画像形成装置Ｘは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良く、また、白黒の電子写真方式の記録部に限られず、各種カラー記録方式の記録部などを備えた各種装置にも本実施形態に係る定着装置の適用が可能である。
図において、画像形成装置Ｘの装置本体１は、記録紙（記録媒体）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。
【００１５】
記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの給紙方向前端部に設置された分離給紙ローラ２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。
尚、給紙カセット２ａの下に、更に同様のカセットを段積みして多段カセットとし、或いは、オプションカセット（不図示）を設置し得るよう構成することも可能である。また、上記分離パッド２ｃに代えリタードローラとすることも可能である。
【００１６】
画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、コロナ帯電方式の帯電器（コロナ放電器）６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像器８、転写ローラ（転写器）９及び転写残トナーのクリーニング装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の後記する定着装置１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及びクリーニング装置１０を一括したドラムユニット５０と、現像器ハウジング８１、攪拌搬送スクリュー８２、８３、供給パドル８４及び現像ローラ８５等を一括した現像器ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされる。
【００１７】
図例の現像器ユニット８０は、２成分現像剤を用いる方式の現像器であって、樹脂成型された現像剤容器を兼ねる現像器ハウジング８１内にトナーとキャリアを収容し、２本の平行な攪拌・搬送スクリュー８２、８３で攪拌・搬送しながら、供給パドル８４によりバイアス印加された現像ローラ８５に現像剤を供給するよう構成されている。現像器ハウジング８１の外面には磁気センサー８６が付設され、現像器ハウジング８１内のトナー濃度（トナーとキャリアの混合比）が検出される。この現像器ユニット８０から離間した位置には、トナータンク１４及びトナーホッパー１５が設置され、磁気センサ８６により現像器ハウジング８１内のトナー濃度が低下したことが検出されると、トナーホッパー１５よりスクリューコンベア（パイプスクリュー）１６を介してトナーが現像器ハウジング８１内に補給される。トナーホッパー１５へのトナーの供給は、トナータンク１４によりなされる。
尚、本実施形態では、前記のように２成分現像剤を用いる方式の現像器を例示しているが、これに限られず、１成分方式にも適用可能である。
【００１８】
ドラムユニット５０及び現像器ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より、個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。更に、後記する廃トナータンク１７とトナータンク１４とが一体とされて構成されたトナーカートリッジ１８も装置本体１に対して、その前面側より着脱可能に装着される。これらプロセスユニット５０、８０及びトナーカートリッジ１８は、消耗品として適宜新品に交換される。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における紙面手前側を言い、給紙カセット２ａも装置本体１に対して前面側より抜差し可能とされている。
【００１９】
定着装置１１の下流側には、切替ゲート４ｂ、排出ローラ対４ｃ及び排出トレイ４ｄが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対４ａが配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対４ａによりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図１の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様にマイナス帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。
【００２０】
そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像器８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成される。上記レジストローラ対４ａは、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。
【００２１】
転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナー等（紙粉を含むことがある）は、クリーニング装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着装置１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ｂを押し上げ、排出ローラ対４ｃを経て排出トレイ４ｄ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｃでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。
前記クリーニング装置１０で除去回収された廃トナーは、スクリューコンベア１９を介して、トナーカートリッジ１８を構成する廃トナータンク１７に収容される。
【００２２】
図例の画像形成装置Ｘは、両面記録機能を更に備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ｂの取付け位置から、前記レジストローラ対４ａの上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１に沿って、記録紙が搬送されてなされる。
尚、図において、符号１ａは、記録紙の手差機能を構成する手差給紙トレイであり、符号１ｂは、前記主給送パスＰ及び反転給送パスＰ１などで紙ジャムが発生した場合などに開閉されるジャムアクセスカバーである。
【００２３】
本実施形態に係る定着装置について図２及び図３に基づいて詳説する。
定着装置１１は、ドラムユニット５０（図１参照）の下流側に配設され、樹脂成型された定着装置ハウジング１１ａ内に、互いに圧接されたヒートローラ１２とプレスローラ１３とを備えている。
定着装置ハウジング１１ａの記録紙搬送方向上流側（紙面下方、以下、上流側とする場合がある）には、主給送パスＰに沿って搬送される記録紙を受入れる上流側開口１１ｂが開設され、記録紙搬送方向下流側（紙面上方、以下、下流側とする場合がある）には、トナー画像が定着された記録紙を排出部４に向けて排出する下流側開口１１ｃが開設されている。
装置本体１に装着された状態で定着装置１１は、図１に示すように、ヒートローラ１２とプレスローラ１３とのニップ部ｎが主給送パスＰに沿うように配置される。
【００２４】
また、定着装置ハウジング１１ａには、搬送される記録紙をヒートローラ１２から剥離するための剥離爪１１ｄと記録紙の搬送をガイドするガイドリブ１１ｅがローラ軸方向に沿って複数箇所に配設されている。
剥離爪１１ｄは、その基端部が軸支されて揺動自在に構成され、トーションバネなどにより常にヒートローラ１２の外表面に、その先端が当接するように付勢されている。
さらに、定着装置ハウジング１１ａには、後記するヒートローラ１２の面状発熱体２２への給電を行うために直流電源ＤＣに接続されている電極板１１ｋ、給電部付勢手段１１ｊ、給電部１１ｉが設けられており、給電部付勢手段１１ｊはコイルバネや板バネ等からなり、給電部１１ｉは所定の弾性力で付勢されている。尚、図３では給電部１１ｉが直接、直流電源ＤＣに接続されているように示されているが、実際は、直流電源ＤＣは電極板１１ｋと接続されており、給電部付勢手段１１ｊを通じて給電部１１ｉが、軸方向両端部に露出した導通部２５、２７と接触することにより、電圧が印加されるようになっている。
【００２５】
ヒートローラ１２は、後記する両端に取着されたローラ軸部材２４（図４参照）を介して軸受（不図示）等で定着装置ハウジング１１ａ内に回転自在に支持されており、モータ等の駆動手段（不図示）により駆動されて、回転駆動がなされる。
このヒートローラ１２が図３の矢印方向へ回転駆動することにより、プレスローラ１３が図３の矢印方向へ従動回転し、ニップ部ｎに導入された記録紙がニップ搬送され、ニップ部ｎを記録紙が通過する間に、転写されたトナー画像が熱圧着により記録紙に定着される。そしてその後、図３の白抜矢示方向の排出部４側へとニップ搬送される。
尚、ヒートローラ１２についての詳細は、後述するが、基材２１、面状発熱体２２、離型層２３からなるローラ体２０と、給電部１１ｉと、ローラ軸部材２４とから構成されている。その外表面には、表面温度を計測する温度センサ１１ｆが当接（摺接）あるいは近接して配置されており、温度センサ１１ｆから出力された計測温度に基づいて、外表面が所定の定着温度に維持されるように面状発熱体２２への通電（ＯＮ／ＯＦＦ）の制御がなされる。
【００２６】
プレスローラ１３は、鉄鋼材等の金属材料で形成されたプレスローラ軸１３ａと、該プレスローラ軸１３ａに外装された円筒状弾性部材１３ｂとからなる。円筒状弾性部材１３ｂは、シリコーン、ウレタン等のゴム体或いはスポンジ体からなり、プレスローラ軸１３ａに接着剤等を介して固着されている。
円筒状弾性部材１３ｂには、記録紙やトナーの剥離性を高めるための離型層として、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂チューブ１３ｃが外装されている。
尚、プレスローラ軸１３ａに適用される金属材料としては、ＳＵＭ２４ＬやＳ２０Ｃ等の鉄鋼材に、ニッケル鍍金を施したものとしてもよい。またフッ素系樹脂チューブ１３ｃの厚みは、３０μｍ〜５０μｍ程度のものが望ましい。
【００２７】
プレスローラ軸１３ａは、その両端が軸受体１１ｇにより回転自在に支持されている。該軸受体１１ｇは、定着装置ハウジング１１ａに対してスライド自在に設けられており、定着装置ハウジング１１ａに固定されたコイルバネ等からなるローラ付勢手段１１ｈにより付勢されている。
このローラ付勢手段１１ｈにより、プレスローラ１３は、ヒートローラ１２に向けて圧接され、ニップ部ｎが形成されている。
【００２８】
尚、ローラ付勢手段１１ｈは、定着装置ハウジング１１ａ内に固定された金属シャーシ（不図示）に固定支持されている。
また、ローラ付勢手段１１ｈとしては、コイルバネに限らず、プレスローラ１３をヒートローラ１２に対して付勢可能な付勢手段であればどのようなものでもよい。
さらに、図示していないが、定着装置１１では、ヒートローラ１２とプレスローラ１３とのニップを解除するニップ解除機構、ヒートローラ１２の表面に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラあるいはクリーニングブレードなどを備えている。
【００２９】
次に、本実施形態に係るヒートローラについて詳説する。
ヒートローラ１２は、中空円筒からなる基材２１、基材２１の外周面に形成された面状発熱体２２及び面状発熱体２２の外周面に形成された離型層２３とからなるローラ体２０と、給電部１１ｉと、基材２１の両端の開口部１２ａに取着されるローラ軸部材２４とから構成されている。
基材２１は、電気絶縁性を有する樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと略す）樹脂を中空円筒状に成型して構成されている。
ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、強度、寸法安定性等に優れ、ヒートローラ１２の基材２１として好適であるが、その他、少なくとも外周面を電気絶縁性とした、耐熱性の他の樹脂材、金属材から構成されたものとしてもよい。
【００３０】
ローラ軸部材２４は、基材２１の円心と同心とされた円柱状の軸部２４ａと、円板状フランジ部２４ｂと、該フランジ部２４ｂの一方面から突設されたリング状の挿入部２４ｃとを備えており、これらが金属材により一体形成されている。
ローラ軸部材２４は、基材２１の軸方向両端の開口部１２ａに矢印方向に嵌着され、この際にフランジ部２４ｂと嵌合するように基材２１の開口部１２ａには段部１２ｂが形成されている。このとき挿入部２４ｃの外径は、基材２１の内径と嵌合するよう形成される。
【００３１】
面状発熱体２２は、図５に示すように基材２１側から、耐熱絶縁層２２ａ、ヒータ層２２ｂ、耐熱絶縁弾性体層２２ｃ、伝熱層２２ｄの順に積層された積層構造とされている。
耐熱絶縁層２２ａは、例えば１μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上７０μｍ以下とすることが望ましい。耐熱絶縁層２２ａの材料としては、例えばポリイミド、シリコーン等が好ましいが、これに限定されるものではない。
ヒータ層２２ｂは、絶縁シートの表面に導電性材料で後記の導体パターンを形成してなり、耐熱絶縁弾性体層２２ｃの材料は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱接着剤等が好ましいがこれに限定されるものではない。
伝熱層２２ｄは、例えば１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下とすることが望ましい。伝熱層２２ｄの熱伝導率は例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが望ましく、その材料としては、例えば銅、アルミニウム等の金属、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックス等が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３２】
面状発熱体２２は、例えばポリイミドフィルムからなる耐熱絶縁層２２ａの一方面に、ステンレスやニッケルクロムからなる箔状の材料をポリイミド、シリコーン等の耐熱接着剤で加熱圧着させ、ウェットエッチング等の公知の方法により、導体パターンを加工してヒータ層２２ｂを形成し、その上面に耐熱絶縁弾性体層２２ｃとしてのポリイミド、シリコーン等の耐熱接着剤を介して、銅箔からなる伝熱層２２ｄを貼着して形成される。
【００３３】
ヒートローラ１２の最外周となる離型層２３は、トナーや紙粉の付着を低減するためのもので、例えば３０μｍ程度とすることが望ましい。離型層２３の材料としては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂からなり、面状発熱体２２の両端部外周面の後記の第１の導通部２５、第２の導通部２７を残して、面状発熱体２２の外周面に接着剤等を介して固着される。
尚、離型層２３のローラ軸方向に沿った長さは、少なくとも圧接状態とされたヒートローラ１２とプレスローラ１３とのニップ部ｎを搬送される最大サイズ（幅）、例えばＪＩＳ  Ａ列４番、Ａ列３番などの記録紙幅以上の長さとされている。
【００３４】
そして、面状発熱体２２と基材２１との間には、耐熱断熱層２１ａが介在され、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。耐熱断熱層２１ａの材料は、低い熱伝導率を有するものが望ましく、例えばセラミックファイバーを主成分とするマット、ガラスファイバー、発泡樹脂、多孔質セラミックス等が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３５】
このような構成により、面状発熱体２２は可撓性を有したシート状のヒータとなり、ローラ体２０は、基材２１の外周面に耐熱断熱層２１ａ、４層構造でなる面状発熱体２２、離型層２３が半径方向外方にこの順に積層されて構成されている。
【００３６】
給電部１１ｉは、面状発熱体２２への給電を行うための電極部材であり、面状発熱体２２の両端部に摺接するよう配備される。
給電部１１ｉは、銅、黒鉛合金等からなり、直流電源ＤＣと電気的に接続されることにより（図３、図６参照）、後記する線状導体パターン２６に導通部２５、２７を介して電圧を印加し、給電を行うよう構成される。図２の例ではヒートローラ１２における記録紙のニップ部ｎより回転方向上流側の所定範囲に亘って円弧状に形成されており、ヒータ層２２ｂの各導通部２５、２７に相対摺接するようヒートローラ１２の両端部に２個設けられている。
【００３７】
次に上述の面状発熱体２２のヒータ層２２ｂについて詳述する。
図６に示すように面状発熱体２２のヒータ層２２ｂは、複数の線を平行で等間隔に並べた線状導体パターン２６からなる発熱部と、該線状導体パターン２６の両端に構成され、線状導体パターン２６に導通する第１の導通部２５及び第２の導通部２７を備えている。
【００３８】
給電部１１ｉはヒートローラ１２の回転時に両導通部２５、２７の夫々に相対摺接するよう設けられ、第２の導通部２７においては、対応する給電部１１ｉが線状導体パターン２６の所定の本数分に亘って電気的摺接状態となるよう構成されている。
例えば図６に示す例では、第１の導通部２５は、全ての線状導体パターン２６の片端部を一括して基材２１の周方向に亘り環状に形成され、第２の導通部２７は、５本の線状導体パターン２６毎にその片端部を一括するブロック状Ｂとなし、これを複数、基材２１の周方向に亘り並設するよう形成されている。よって、長方形のシート状でなる面状発熱体２２は、長手方向に、線状導体パターン２６の線が平行に配されるよう構成すれば、面状発熱体２２を基材２１の軸方向に平行となるようその周方向に巻きつけることにより、上述のように発熱部を構成することができる（図３参照、尚、図３のヒートローラ１２は説明のため、耐熱絶縁弾性体層２２ｃ、伝熱層２２ｄ、離型層２３、が貼着されていない状態を示している。）。
【００３９】
この図６に示す面状発熱体２２のヒータ層２２ｂの構成を電気回路図として示したのが図７である。
図中、ＤＣは給電部１１ｉに電圧を供給する直流電源、Ｒは抵抗を示している。この抵抗Ｒは、図６の５本一括にブロックとして構成された線状導体パターン２６に電流が流れた場合の電気的抵抗をＲとして表したものである。
この例によれば、図７に示すように、第１の導通部２５では、全ての線状導体パターン２６が、給電部１１ｉを介して直流電源ＤＣのマイナス側と電気的導通状態とされるが、第２の導通部２７ではその３つのブロックＢが給電部１１ｉを介して直流電源ＤＣのプラス側と電気的導通状態とされる。従って、給電部１１ｉと接触した３つのブロックＢ（第２導通部２７）と導通する線状導体パターン２６にのみ電圧が印加され、給電が行われるよう構成されているから、ヒートローラ１２の回転に伴って、給電部１１ｉは、ヒートローラ１２における記録紙のニップ部ｎ（図２参照）より回転方向上流側の所定範囲（この場合は３つのブロックＢ）に亘って電気的摺接状態となる。そして電気的摺接状態となり、給電された線状導体パターン２６のみが発熱することにより、ヒートローラ１２の所定部位が加熱される。
【００４０】
以上、これによれば、導通部２５、２７を介して給電部１１ｉと接触した線状導体パターン２６に電圧が印加されることにより、発熱するよう構成されているので、従来のように中空円筒状の基材に挿入されたハロゲンランプによるウォームアップタイムに比べて、基材２１の表面を覆ってヒートローラ１２の表面を直接加熱する面状発熱体２２によって、ヒートローラ１２の表面の温度を急速に上昇させることができ、ウォームアップタイムを顕著に短縮することができる。
【００４１】
またこれによれば、熱源となる面状発熱体２２がヒートローラ１２と一体的に回転する構成であっても、線状導体パターン２６に対して安定した給電を行うことができ、必要な部位だけ加熱することができ、少ない電力で効率よくヒートローラ１２の加熱をすることができる。
【００４２】
更に給電部１１ｉは、ヒートローラ１２における記録紙のニップ部ｎより回転方向上流側の所定範囲に亘り各導通部２５、２７に相対摺接するよう円弧状に形成されているので、記録紙のニップ部ｎより回転方向上流側の所定範囲の導体パターンにのみ給電され、そこが発熱してヒートローラ１２が加熱される。従って、この加熱された部分はヒートローラ１２の回転により、直ぐにプレスローラ１３とのニップ部ｎに至るから、熱のロスを少なくして記録紙上のトナー画像の定着に供せられる。
即ち、この面状発熱体２２の構成によれば、３０℃／ｓｅｃの速さでヒートローラ１２の表面温度を上昇させることができるので、従来のようにヒートローラ１２の全面を加熱する必要がなく、ニップ部ｎに至る前の必要な範囲にだけ給電を行えば、ヒートローラ１２がニップ部ｎに至ったときには、その表面温度は記録紙上のトナー画像を定着するのに、十分な温度に加熱されたものとできる。よってヒートローラとプレスローラとによってニップされる記録紙をニップ部で十分な温度で確実に加熱・加圧でき、こうしてヒートローラ１２に無駄な加熱がなされることなく、省電力化を図ることができる。
【００４３】
尚、面状発熱体２２の構成は上述の層構造に限定されず、ヒータ層２２ｂの導体パターンや給電部１１ｉの構成も上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略的縦断面図である。
【図２】同定着装置の要部の拡大図である。
【図３】同定着装置の要部の全体斜視図である。
【図４】同定着装置におけるヒートローラの端部の組付構造を示す断面図である。
【図５】図４のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図６】同定着装置のヒートローラに用いられる面状発熱体を示す展開平面図である。
【図７】図６の面状発熱体の構成を電気回路図で示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｘ              画像形成装置
１１            定着装置
１２            ヒートローラ
２１          基材
２２          面状発熱体
１１ｉ          給電部
２５          第１の導通部
２６          線状導体パターン
２７          第２の導通部
【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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