(57)【要約】【課題】  低コストかつ簡単な構成で、加熱装置の熱的な左右非対称を解消し、均一かつ良好な定着性を有するとともに非通紙部昇温を防止できる加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  基板と、基板上に形成された抵抗発熱体と、抵抗発熱体に給電する電極とからなる加熱体によって被加熱材を加熱する加熱装置において、抵抗発熱体の単位面積あたりの発熱量を長手方向の両端部において変える。単位面積あたりの発熱量を左右で変える手段は、抵抗発熱体幅を変える・抵抗発熱体の体積抵抗値を変える・抵抗発熱体の長さ（加熱装置で搬送可能な最大幅の被加熱材の端から抵抗発熱体端までの距離）を変える、のいずれかとする。抵抗発熱体の長さを変える場合は、一方は、抵抗発熱体端を最大幅の被加熱材端よりも外側に設け、もう一方は、抵抗発熱体端を最大幅の被加熱材端よりも内側に設ける。【選択図】  図１
2008076857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板と、抵抗発熱体と、抵抗発熱体に給電する電極とからなる加熱体によって被加熱材を加熱する加熱装置において、抵抗発熱体の単位面積あたりの発熱量が長手方向の両端部において異なることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の加熱装置において、抵抗発熱体の長手方向端部の抵抗発熱体幅が左右で異なることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項１記載の加熱装置において、抵抗発熱体の長手方向端部の体積抵抗値が左右で異なることを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項１記載の加熱装置において、加熱装置で搬送可能な最大幅の被加熱材の両端と抵抗発熱体の長手方向両端の位置関係において、一方では、抵抗発熱体端が被加熱材端よりも外側に位置し、もう一方では、抵抗発熱体端が被加熱材端よりも内側に位置することを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
少なくとも加熱体と、一面を加熱体と接触摺動し他面を被加熱材と接触する可撓性部材と、可撓性部材を介して被加熱材を加熱体に密着させる加圧体とを有し、加熱体と加圧体により形成されるニップ部で可撓性部材と被加熱材を一緒に挟持搬送して被加熱材を加熱する加熱装置において、該加熱装置が請求項１から４の何れか１項に記載の構成であることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項５記載の加熱装置で、抵抗発熱体の給電用電極と電気的に接触するコンタクト端子を有するコネクタと、ローラ形状である加圧体を回転させる駆動ギアと有し、コネクタと駆動ギアが加熱装置の長手方向において同じ側に設けられている加熱装置において、コネクタと駆動ギアが設けられていない側の抵抗発熱体端部の単位面積あたりの発熱量が、コネクタと駆動ギアが設けられている側の抵抗発熱体端部の単位面積あたりの発熱量よりも小さいことを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
記録材上に画像を形成する像形成手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、像加熱手段として請求項１から６の何れか１項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の加熱装置及び該加熱装置を具備した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば画像の加熱定着等のための記録材の加熱装置には、所定の温度に維持された加熱体としての熱ローラと、前記熱ローラに圧接する加圧体としての加圧ローラとによって形成されるニップ部に被加熱材としての記録材を導入して挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が多用されている。
【０００３】
また、このほかにもフラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式等種々の方式、構成のものが知られており、実用されている。
【０００４】
最近では、このような方式に代わって、熱源（以下、加熱体と記す）と、加熱体の支持体（ステー）と加熱体に対向圧接しつつ搬送される可撓性部材としての耐熱性フィルム（以下、フィルムと記す）と、フィルムを介して被加熱材としての記録材を加熱体に密着させる加圧体としての加圧ローラを有し、加熱体の熱をフィルムを介して記録材へ付与することで記録材面に形成担持されている未定着画像を記録材面に加熱定着させる方式・構成の画像加熱定着方式の加熱装置（フィルム加熱方式の加熱装置）が考案されている（例えば、特許文献１〜９、特許文献１０〜１４参照）。
【０００５】
このフィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体としては、いわゆるセラミックヒータが一般的に用いられている。セラミックヒータは、基本的には、セラミックス基板上に抵抗発熱体を形成し、給電により抵抗発熱体を発熱させるものである。加熱体は、加熱体に当接あるいは接着されたサーミスタ等の検温素子で温度検知され、その検知温度を基に所定の温度になるように温度制御している。
【０００６】
このようなフィルム加熱方式の加熱装置ないしは画像加熱定着装置においては、加熱体として低熱容量のものを用いることができる。このため、従来の接触加熱方式である熱ローラ方式、ベルト加熱方式等の装置に比べ省電力及びウェイトタイムの短縮化（クイックスタート）が可能になる。
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平４−４４０７６号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７７号公報
【特許文献４】特開平４−４４０７８号公報
【特許文献５】特開平４−４４０７９号公報
【特許文献６】特開平４−４４０８０号公報
【特許文献７】特開平４−４４０８１号公報
【特許文献８】特開平４−４４０８２号公報
【特許文献９】特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１０】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１１】特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１２】特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１３】特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１４】特開平４−２０４９８４号公報
【特許文献１５】特開平２-１２３３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のフィルム加熱方式の加熱装置においては、記録材端部の定着性を確保するために、抵抗発熱体は加熱装置に通紙可能な最大サイズの記録材の幅（以下、最大紙幅と記す）よりも外側の領域まで存在するのが一般的である（抵抗発熱体長＞最大紙幅）。また、最大紙幅より抵抗発熱体長をどの程度長くするかに関しては、左右で同じ長さである場合が多い。例えば、加熱装置に通紙可能な最大サイズがA4サイズである場合、最大紙幅は210mmであり、抵抗発熱体は両側で2mmずつ紙端よりも広く取り、抵抗発熱体長を214mmとするような構成である場合が多い。この構成では、抵抗発熱体の発熱量は長手で均一であり、加熱装置の構成が全く左右対称である場合には、記録材の幅方向における定着性の均一化という観点において、自然かつ理想的な構成である。
【０００８】
しかし、実際には、加圧ローラを回転駆動するために加圧ローラの芯金を片方だけ長くして駆動ギアを取り付けたり、抵抗発熱体に給電するためのコンタクト端子を有するコネクタが片方だけに設けられたりして、加熱装置の構成は左右対称にはできない場合が多い。加圧ローラの芯金が片方だけ長く（以下、長い方の芯金を長軸・短い方の芯金を短軸と記す）、その先に駆動ギアが取り付けられている構成では、短軸側よりも長軸側に加熱装置の熱が逃げやすく、短軸側に比べて長軸側の定着性が悪化する場合がある。また、コネクタが片方だけに設けられている構成においても、コンタクト端子を経由して熱がコネクタ側へ逃げやすく、コネクタが設けられていない側よりも定着性が悪化する場合がある。
【０００９】
個人ユーザーや小規模なオフィス向けの画像形成装置は、装置の小型化の要求があり、そのためには加熱装置の長手方向距離は小さくする必要がある。そのような装置では、駆動ギア（長軸側）とコネクタを同じ側にしている場合が多く、より定着性に左右差が生じる傾向にある。
【００１０】
このように熱的に左右非対称な構成の加熱装置において、抵抗発熱体を最大紙幅よりも長くかつ左右対称にすると、定着性に左右差が生じる。この場合、定着性が悪い側でも良好な定着性を確保する必要があるので、定着性が良い側では必要以上に温度が上がり過ぎてしまう。必要以上に温度が上がり過ぎると、定着過多になって高温オフセットが発生したり、幅の狭い記録材を通紙した場合の非通紙部の温度が高くなり過ぎて加熱体・フィルム・ステー・加圧ローラ等の劣化・破損が生じたりする可能性がある。
【００１１】
本出願に係る発明の目的は、熱的に左右非対称な構成の加熱装置において、低コストかつ簡単な構成で抵抗発熱体の左右の単位面積あたりの発熱量を変えることにより、熱的なアンバランスを解消し、均一かつ良好な定着性を有するとともに非通紙部昇温を防止できる加熱装置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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、少なくとも基板と、抵抗発熱体と、抵抗発熱体に給電する電極とからなる加熱体によって被加熱材を加熱する加熱装置において、抵抗発熱体の単位面積あたりの発熱量が長手方向の両端部において異なることを特徴とする。
【００１３】
本出願に係る第２の発明は、上述の加熱装置において、抵抗発熱体の長手方向端部の抵抗発熱体幅が左右で異なることを特徴とする。
【００１４】
本出願に係る第３の発明は、上述の加熱装置において、抵抗発熱体の長手方向端部の体積抵抗値が左右で異なることを特徴とする。
【００１５】
本出願に係る第４の発明は、上述の加熱装置において、加熱装置で搬送可能な最大幅の被加熱材の両端と抵抗発熱体の長手方向両端の位置関係において、一方では、抵抗発熱体端が被加熱材端よりも外側に位置し、もう一方では、抵抗発熱体端が被加熱材端よりも内側に位置することを特徴とする。
【００１６】
本出願に係る第５の発明は、少なくとも加熱体と、一面を加熱体と接触摺動し他面を被加熱材と接触する可撓性部材と、可撓性部材を介して被加熱材を加熱体に密着させる加圧体とを有し、加熱体と加圧体により形成されるニップ部で可撓性部材と被加熱材を一緒に挟持搬送して被加熱材を加熱する加熱装置において、該加熱装置が上述の構成であることを特徴とする。
【００１７】
本出願に係る第６の発明は、上述の加熱装置において、抵抗発熱体の給電用電極と電気的に接触するコンタクト端子を有するコネクタと、ローラ形状である加圧体を回転させる駆動ギアと有し、コネクタと駆動ギアが加熱装置の長手方向において同じ側に設けられている加熱装置において、コネクタと駆動ギアが設けられていない側の抵抗発熱体端部の単位面積あたりの発熱量が、コネクタと駆動ギアが設けられている側の抵抗発熱体端部の単位面積あたりの発熱量よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
本出願に係る第７の発明は、記録材上に画像を形成する像形成手段と、該記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、像加熱手段として上述の加熱装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成からなる加熱装置及び画像形成装置を用いることによって、低コストかつ簡単な構成で、加熱装置の熱的な左右非対称を解消し、均一かつ良好な定着性を有するとともに非通紙部昇温を防止できる加熱装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
以下、図面を参照し本発明の第１の実施例を説明する。
【００２１】
（１）画像形成装置例
図５は本実施例に従う画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。本実施例の画像形成装置は最大紙幅をA4サイズ（紙幅：210mm）とする。
【００２２】
１０１は像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、矢示の反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００２３】
１０２は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム１０１の面が所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）される。
【００２４】
１０３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナであり、不図示のイメージスキャナ・コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光を出力して、感光体ドラム１０１の帯電処理面を走査露光（照射）する。この走査露光により感光体ドラム１０１面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム１０１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２５】
１０４は現像装置であり、現像スリーブから感光体ドラム１０１面に現像剤（トナー）が供給されて感光体ドラム１０１面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。レーザービームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。
【００２６】
１０９は給紙カセットであり、記録材Pを積載収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１０８が駆動されて給紙カセット１０９内の記録材Pが一枚ずつ分離給紙され、搬送ローラ１１０、レジストローラ１１１等を含むシートパス１１２を通って、感光体ドラム１０１と接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ１０６との当接ニップ部である転写部位に所定のタイミングで導入される。すなわち、感光体ドラム１０１上のトナー像の先端部が転写部位に到達したとき、記録材Pの先端部もちょうど転写部位に到達するタイミングとなるようにレジストローラ１１１で記録材Pの搬送が制御される。
【００２７】
転写部位に導入された記録材Pはこの転写部位を挟持搬送され、その間、転写ローラ１０６には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。この転写部材としての転写ローラ１０６及び転写電圧制御については後述する。転写ローラ１０６にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写部位において感光体ドラム１０１面側のトナー像が記録材Pの表面に静電的に転写される。
【００２８】
転写部位においてトナー像の転写を受けた記録材Pは感光体ドラム１０１面から分離されてシートパス１１３を通って加熱装置１０７へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。
【００２９】
一方、記録材分離後（記録材Pに対するトナー像転写後）の感光体ドラム１０１面はクリーニング装置１０５で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００３０】
加熱装置１０７を通った記録材Pは、シートパス１１４を通って排紙口から排紙トレイ１１５上に排出される。
【００３１】
接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ１０６は、一般にSUS、Fe等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等で1×106 〜1×1010Ω程度の抵抗に調整された半導電性のスポンジ弾性層を形成した弾性スポンジローラが用いられる。本実施例では、芯金の外回りに同心一体に、NBRゴムと界面活性剤等を反応させ、導電性を有する弾性層をローラ状に成形具備させてなるイオン導電系の転写ローラを用いた。抵抗値は1×108 〜5×108 Ωの範囲のものを用いた。
【００３２】
転写ローラの抵抗は雰囲気環境の温湿度に応じて変動しやすいことが知られており、この転写ローラの抵抗変動は転写不良や紙跡などの発生を招来する。そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を防止するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その抵抗値測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を適正に制御する「印加転写電圧制御」が採択される。
【００３３】
そのような印加転写電圧制御例として特開平2-123385号公報に開示されるATVC制御（Active Transfer Voltage Control）がある。ATVC制御は、転写時、転写ローラに印加する転写バイアスを最適化する手段であり、転写不良、紙跡の発生を防止したものである。上記転写バイアスは、画像形成装置の前回転行程中に転写ローラから感光体ドラムに所望の定電流バイアスを印加し、その時のバイアス値から転写ローラの抵抗を検知し、印字行程の転写時に、その抵抗値に応じた転写バイアスを転写ローラに印加する。本実施例においても、上記のATVC制御を用いた。
【００３４】
（２）加熱装置１０７
次に、本実施例における加熱装置１０７について説明する。図４は本実施例のフィルム加熱方式の加熱装置の概略構成図である。この装置は特開平4-44075〜44083号公報、同4-204980〜204984号公報等に開示のテンションレスタイプの装置である。
【００３５】
このテンションレスタイプのフィルム加熱方式の加熱装置は、耐熱性フィルムとしてエンドレスベルト状もしくは円筒状のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。
【００３６】
１はステーであり、加熱体保持部材兼フィルムガイド部材としての耐熱性・剛性部材である。３は加熱体としてのセラミックヒータであり、上記のステー１の下面にステー長手に沿って配設して保持させてある。２はエンドレス（円筒状）の耐熱性フィルムであり、加熱体３を含むフィルムガイド部材であるステー１に外嵌させてある。このエンドレスの耐熱性フィルム２の内周長と加熱体３を含むステー１の外周長はフィルム２の方を例えば3mm程度大きくしてあり、従ってフィルム２は周長に余裕を持って外嵌している。
【００３７】
ステー１はポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PPS、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本実施例では液晶ポリマーを用いた。
【００３８】
フィルム２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は100μm以下、好ましくは50μm以下20μm以上の耐熱性のあるPTFE、PFA、FEP等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施例では膜厚約50μmのポリイミドフィルムの外周表面にPTFEをコーティングしたものを用いた。フィルム２の外径は18mmとした。
【００３９】
４は加熱体３との間にフィルム２を挟んで圧接ニップ部(定着ニップ部)Nを形成し、かつフィルム２を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段としての加圧ローラである。この加圧ローラ４は芯金４aと弾性体層４bと最外層の離形層４cからなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム２を挟ませて加熱体３の表面に圧接させて配設してある。本実施例では、芯金４aはアルミ芯金を、弾性体層４bはシリコーンゴムを、離形層４cは厚さ約30μmのPFAのチューブを用いた。加圧ローラ４の外径は20mm、弾性体層４bの厚さは3mmとした。
【００４０】
この加圧ローラ４は駆動系Mにより矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ４の回転駆動により、圧接ニップ部Nにおける該加圧ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム２に回転力が作用して、フィルム２はその内面側が定着ニップ部Nにおいて加熱体３の表面に密着して摺動しながらステー１の外回りを矢印の反時計方向に加圧ローラ４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。
【００４１】
（３）加熱体３
次に、本実施例における加熱体３について説明する。図２は本実施例における加熱体３の正面図及び通電制御を行う回路を表す図である。また、図３は本実施例における加熱体３の断面図である。
【００４２】
加熱体３は被加熱材としての記録材Pの搬送方向aに対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板７、該基板の表面（フィルム摺動面）側に形成具備させた抵抗発熱体６、この抵抗発熱体を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層８、抵抗発熱体６の長手端部の給電用電極９・１０等からなる全体に低熱容量の加熱体である。
【００４３】
本実施例の抵抗発熱体６は、銀パラジウム（Ag/Pd）・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板７上に形成して得たものである。７は耐熱性・絶縁性を有する加熱体基板であり、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。本実施例では幅7mm・長さ270mm・厚さ1mmのアルミナ基板を使用している。
【００４４】
８は、抵抗発熱体６のオーバーコート層であり、抵抗発熱体６と加熱体３表面との電気的な絶縁性とフィルム２の摺動性とを確保することが主な目的である。本実施例では、オーバーコート層８として厚さ約50μmの耐熱性ガラス層を用いた。
【００４５】
給電用電極９・１０と導電パターン１４は銀のスクリーン印刷パターンを用いた。給電用電極９・１０と導電パターン１４は抵抗発熱体６に給電する目的で設けられているので、抵抗は抵抗発熱体６に対して十分低くしている。
【００４６】
図２には加熱体３の裏面（非フィルム摺動面）も示している。５は加熱体の温度を検知するために設けられた検温素子である。本実施例では、検温素子として加熱体３から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。この外部当接型サーミスタ５は、例えば支持体上に断熱層を設けその上にチップサーミスタの素子を固定し、素子を下側（加熱体裏面側）に向けて所定の加圧力により加熱体裏面に当接するような構成をとる。本実施例では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。外部当接型サーミスタ５は最小通紙域内に設けられており、CPU１１に通じている。
【００４７】
この加熱体３をオーバーコート層８を形成具備させた表面側を下向きに露呈させてステー１の下面側に保持させて固定配設してある。以上の構成をとることにより、加熱体全体を熱ローラ方式に比べて低熱容量にすることができ、クイックスタートが可能になる。
【００４８】
加熱体３は、抵抗発熱体６の長手端部の給電用電極９・１０に対する給電により抵抗発熱体６が長手全長にわたって発熱することで昇温する。本実施例では、抵抗発熱体への給電はコンタクト端子を有するコネクタ１６を介して行う。図６a）〜c）はコネクタ１６の概略構成図である。図６a）はステー１及び加熱体３を加圧ローラ４側から見た図である。図６b）はコネクタ側の加熱装置端部を搬送方向aの上流側から見た図である。図６c）はコネクタ１６の断面図である。コネクタ１６は樹脂製のハウジング２３とコンタクト端子２２から構成されている。コンタクト端子２２はリン青銅・チタン銅等の板バネに銀・ニッケル等のメッキ処理をしたものが用いられる。本実施例ではリン青銅に銀メッキをしたものを用いた。コネクタ１６は加熱体３を保持したステー１の端部に図６a）c）の矢印方向に差し込むことで、コンタクト端子２２が加熱体３の給電用電極９・１０と接触し、電気的に接続される。コンタクト端子２２は束線１７に接続されており、束線１７は図２に示す回路でAC電源１３・トライアック１２に接続されている。１８はコネクタ１６の反対側で加熱体３をステー１に保持するための金属製の固定部材である。
【００４９】
上述の構成で、抵抗発熱体６に給電されることで、加熱体３は昇温する。その昇温が検温素子５で検知され、検温素子５の出力をA/D変換しCPU１１に取り込み、その情報に基づいてトライアック１２により抵抗発熱体に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、加熱体３の温度制御がなされる。即ち検温素子５の検知温度が所定の設定温度より低いと加熱体３が昇温するように、設定温度より高いと降温するように通電を制御することで、加熱体３は定着時一定温度に保たれる。なお、本実施例では位相制御により出力を0〜100％まで5％刻みの21段階で変化させている。出力100％は加熱体３に全通電したときの出力を示す。
【００５０】
加熱体３の温度が所定に立ち上がり、かつ加圧ローラ４の回転によるフィルム２の回転周速度が定常化した状態において、フィルム２を挟んで加熱体３と加圧ローラ４とで形成される圧接ニップ部Nに被加熱材としての画像定着すべき記録材Pが転写部位より導入される。そして、記録材Pがフィルム２と一緒に圧接ニップ部Nを挟持搬送されることにより加熱体３の熱がフィルム２を介して記録材Pに付与され記録材P上の未定着顕画像（トナー画像）Tが記録材P面に加熱定着される。圧接ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム２の面から分離されて搬送される。
【００５１】
図７は本実施例の加熱装置の要部を搬送方向aの上流側から見た概略構成図である。加熱体３を保持したステー１はフィルム２を介して、不図示の手段で矢印の向きに加圧されている。２４は駆動系Mの駆動力を加圧ローラ４に伝えるための樹脂製の駆動ギアである。本実施例では、加熱装置を限られたスペースに収めるため、コネクタ１６と駆動ギア２４を同じ側に設けている。また、コネクタ１６と駆動ギア２４が機械的に干渉しないように、芯金４aを駆動ギア２４側で長くしている（長軸）。反対側は芯金を長くする必要はないので、軸受けを設けることができる程度の長さにしている（短軸）。前述したとおり、本実施例の構成ではコネクタ１６と長軸・駆動ギア２４に熱が逃げやすいので、通常の加熱体では、駆動側（長軸側）に比べて反駆動側（短軸側）の温度が必要以上に高くなる。
【００５２】
本実施例では、この熱的な左右非対称を解消するために、温度が高くなる反駆動側の抵抗発熱体幅を広くしている。以下、本実施例の抵抗発熱体６の形状について詳細に説明する。図１は本実施例における加熱体３の正面図である。図１においては、簡単のためオーバーコート層８を省略している。
【００５３】
本実施例では、抵抗発熱体６の両端と最大紙幅であるA4サイズの紙端との距離A・Bをともに2mmとしている。よって、発熱体長は214mmである。搬送方向aにおいて、抵抗発熱体６は上流側に、導電パターン１４は下流側に設けている。抵抗発熱体６の反駆動側の幅Eは4.6mm、それ以外の部分の幅Dは3.7mmとした。抵抗発熱体幅がE（4.6mm）である長さCは6mmとした。抵抗発熱体６の発熱量は幅に反比例するので、幅Eの領域の発熱量は幅Dの領域のそれに対して約80％になる。幅Dの領域と幅Eの領域の境目は斜めになっており、斜めの領域の長さFは1mmとした。
【００５４】
導電パターン１４の幅は0.5mm・搬送方向aにおける基板端と抵抗発熱体端あるいは導電パターン端との距離はそれぞれ0.7mmとした。基板内においてできるだけ抵抗発熱体幅を広くとり定着効率を向上させるために、これらの寸法は製造上可能な範囲で最小にしている。また、抵抗発熱体６の常温における抵抗（給電用電極９・１０間の抵抗）は19Ωとした。
【００５５】
本実施例との比較のために、従来例の加熱体について説明する。図８は従来例の加熱体の正面図である。１５は従来例の抵抗発熱体であり、材料・製法は本実施例と同じで、形状のみが本実施例と異なる。また、抵抗発熱体及び導電パターンの形状以外の加熱体の構成も本実施例と同じである。従来例においても、抵抗発熱体１５の両端と最大紙幅であるA4サイズの紙端との距離A・Bはともに2mmとしており、発熱体長も本実施例と同じく214mmである。従来例の抵抗発熱体幅Eは長手全域において4.6mmである。従来例は、記録材の中心位置に対して左右対称の抵抗発熱体形状をしており、一般的に用いられている構成である。
【００５６】
なお、導電パターン１４の幅と、搬送方向aにおける基板端と抵抗発熱体端あるいは導電パターン端との距離は、それぞれ本実施例と同じとした。抵抗発熱体１５の常温における抵抗も本実施例と同じく19Ωとした。また、図８では省略しているが、オーバーコート層８も本実施例と同じものを用いた。
【００５７】
従来例の加熱体を本実施例で説明した加熱装置及び画像形成装置に搭載した場合を考える。本実施例の加熱装置は、駆動側の温度が低く反駆動側の温度が高いという熱的に左右非対称な構成であるため、左右対称な抵抗発熱体形状である従来例の加熱体を搭載すると、熱的なアンバランスは解消されない。よって、温度の低い駆動側で良好な定着性を確保しようとすると、反駆動側の温度が必要以上に高くなってしまう。一方、本実施例の加熱体は、温度が高くなる傾向にある反駆動側で、抵抗発熱体幅を広くし発熱量を部分的に下げているため、熱的なアンバランスを解消でき、駆動側で良好な定着性を確保した場合でも、反駆動側で必要以上に温度が上がりすぎることはない。
【００５８】
温度の低い駆動側の定着性だけを向上することができれば、反駆動側の温度が必要以上に高くなることはない。駆動側のみの定着性を向上させるためは、駆動側の抵抗発熱体を長くする（最大紙幅の紙端と抵抗発熱体との距離Bを大きくする）手段も考えられるが、抵抗発熱体を長くするとその分加熱装置全体が大きくなってしまい、好ましい方法ではない。また、抵抗発熱体は長くなるが、その分、加圧ローラの長軸も長くする必要が生じる場合もあるので（コネクタと駆動ギアの機械的干渉を防ぐため）、定着性向上に対してあまり効果的でない場合もある。結局、駆動側の抵抗発熱体長のみで、定着性を調整するのは、好ましい方法ではない。
【００５９】
加熱装置の構成上生じる熱的な左右非対称を解消するために最適な反駆動側の抵抗発熱体幅・幅を広くする領域の長さに関しては、加熱装置の構成によって変わってくる。構成上影響を与える要素としては、コネクタの長手方向位置・コネクタの熱容量・長軸及び短軸の長さと径・駆動ギアの熱容量等が挙げられる。
【００６０】
本実施例では、A4サイズの記録材を通紙した際に、左右の定着性が同等になるように（加熱体の温度が左右で同等になるように）、抵抗発熱体幅D・Eの比率（発熱量の比率）及び幅Eの領域の長さCを調整した。
【００６１】
以下に本実施例の加熱体と従来例の加熱体との比較を示す。本実施例と従来例で加熱体以外の加熱装置・画像形成装置の構成は同じとし、加熱装置が十分室温（25℃）になじんだ状態からハガキサイズの記録材を連続で100枚通紙したときの、反駆動側の非通紙部の最高温度（加圧ローラ表面に熱電対を接触させて測定）を比較した。測定箇所は、本実施例・従来例とも、図１・８において、A4サイズの反駆動側の紙端から外側に1mm（距離Aの領域内）の位置とした。なお、定着温度は200℃、入力電圧は100V、画像形成装置のプロセススピードは120mm/sec.とした。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2008076857.tif 000003
表１に示すように、従来例に比べて大幅に（約20℃）非通紙部温度を下げることができた。本実施例の加熱体を用いることで、非通紙部の温度が低下し、非通紙部の温度上昇に起因する加熱装置の劣化・破損を防止することができる。
【００６３】
（実施例２）
実施例１では、抵抗発熱体の幅を一方の端部で変えたが、本実施例では、抵抗発熱体の抵抗を一方の端部で変えることにより、熱的なアンバランスを解消する。実施例１と異なっているのは抵抗発熱体のみであり、それ以外の加熱体・加熱装置・画像形成装置の構成は実施例１と同じである。よって、図７の説明で述べたとおり、駆動側の温度が低く反駆動側の温度が高くなる傾向があるのも同じである。
【００６４】
図９に本実施例の加熱体の正面図を示す。図９においても、簡単のためオーバーコート層８を省略している。
【００６５】
本実施例の抵抗発熱体１９・２０は、実施例１と同じく銀パラジウム（Ag/Pd）・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板７上に形成して得たものである。実施例１と異なるのは、反駆動側の抵抗発熱体２０とそれ以外の部分の抵抗発熱体１９で体積抵抗値を変えている点である。本実施例では、反駆動側の抵抗発熱体２０の体積抵抗値は、それ以外の部分の抵抗発熱体１９の体積抵抗値の約80％のものを用いた。体積抵抗値の調整は、銀パラジウムとガラスとの比率を変えることで行っている。抵抗発熱体１９・２０の常温の総抵抗（給電用電極９・１０間の抵抗）も実施例１と同じく19Ωとした。
【００６６】
本実施例では、抵抗発熱体１９・２０の幅Eは長手全域で4.6mm、抵抗発熱体の両端と最大紙幅であるA4サイズの紙端との距離A・Bはともに2mm、総発熱体長は214mmとしている。A・Bと抵抗発熱体長は実施例１と同じである。抵抗発熱体の体積抵抗を下げている領域（２０の領域）の長さCは6mmとした。これは、実施例１で抵抗発熱体の幅を広くしている領域の長さと同じである。導電パターン１４の幅は0.5mm・搬送方向aにおける基板端と抵抗発熱体端あるいは導電パターン端との距離はそれぞれ0.7mmであり、これも実施例１と同じである。
【００６７】
発熱量は抵抗値に比例するため、抵抗発熱体２０の領域の単位面積あたりの発熱量は、抵抗発熱体１９の領域のそれに対して約80％になる。この比率は、実施例１の駆動側とそれ以外の部分の発熱量比と同じである。本実施例でも実施例１と同じく、加熱装置の構成上温度が高くなる傾向のある反駆動側の発熱量を下げているので、左右の熱的なアンバランスを解消でき、駆動側で良好な定着性を確保した場合でも、反駆動側で必要以上に温度が上がりすぎることはない。
【００６８】
熱的な左右非対称を解消するために最適な反駆動側の体積抵抗値（それ以外の部分に対して何％にするか）・抵抗を下げる領域の長さに関しては、加熱装置の構成によって変わってくる。構成上影響を与える要素としては、コネクタの長手方向位置・コネクタの熱容量・長軸及び短軸の長さと径・駆動ギアの熱容量等が挙げられる。
【００６９】
本実施例では、A4サイズの記録材を通紙した際に、左右の定着性が同等になるように、体積抵抗値の比率（発熱量の比率）及び体積抵抗を下げる領域の長さCを調整した。
【００７０】
以下に本実施例の加熱体と従来例の加熱体との比較を示す。従来例の加熱体は、実施例１で説明したものと同じである。本実施例と従来例で加熱体以外の加熱装置・画像形成装置の構成は同じとし、加熱装置が十分室温（25℃）になじんだ状態からハガキサイズの記録材を連続で100枚通紙したときの、反駆動側の非通紙部の最高温度（加圧ローラ表面に熱電対を接触させて測定）を比較した。測定箇所は、実施例１と同じく、A4サイズの反駆動側の紙端から外側に1mm（距離Aの領域内）の位置とした。なお、定着温度は200℃、入力電圧は100V、画像形成装置のプロセススピードは120mm/sec.とした。結果を表２に示す（従来例の結果は表１と同じ）。
【００７１】
【表２】
2008076857.tif 000004
表２に示すように、従来例に比べて大幅に（約20℃）非通紙部温度を下げることができた。本実施例の効果は実施例１とほぼ同等である。実施例１と同じく、本実施例の加熱体を用いることで、非通紙部の温度が低下し、非通紙部の温度上昇に起因する加熱装置の劣化・破損を防止することができる。
【００７２】
本実施例では、抵抗発熱体の幅は長手全域で同じであるので、実施例１よりも抵抗発熱体幅を広くすることができ、定着効率が良いという利点もある（実施例１では、反駆動側以外の部分で抵抗発熱体幅が実施例２よりも狭くなる）。
【００７３】
（実施例３）
本実施例では、抵抗発熱体の両端と最大紙幅の紙端との距離を左右で変えることにより、左右の熱的なアンバランスを解消する。実施例１・２と異なっているのは抵抗発熱体のみであり、それ以外の加熱体・加熱装置・画像形成装置の構成は実施例１・２と同じである。よって、図７の説明で述べたとおり、駆動側の温度が低く反駆動側の温度が高くなる傾向があるのも同じである。
【００７４】
図１０に本実施例の加熱体の正面図を示す。図１０においても、簡単のためオーバーコート層８を省略している。
【００７５】
本実施例の抵抗発熱体２１は、実施例１・２と同じく銀パラジウム（Ag/Pd）・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板７上に形成して得たものである。実施例１・２と大きく異なるのは、抵抗発熱体の長さである。抵抗発熱体２１の常温の抵抗（給電用電極９・１０間の抵抗）は実施例１・２と同じく19Ωとした。
【００７６】
本実施例では、抵抗発熱体２１の幅Eは長手全域で4.6mm（従来例・実施例２と同じ）である。駆動側の抵抗発熱体端と最大紙幅であるA4サイズの紙端との距離Bは2mmであるが（従来例・実施例１・２と同じ）、反駆動側は、A4サイズの紙端よりも内側に抵抗発熱体端を設けている。A4サイズの紙端と抵抗発熱体端との距離Gは、1mmとした。よって、本実施例の抵抗発熱体長は211mmである。
【００７７】
導電パターン１４の幅は0.5mm・搬送方向aにおける基板端と抵抗発熱体端あるいは導電パターン端との距離はそれぞれ0.7mmであり、実施例１・２と同じである。
【００７８】
本実施例でも実施例１・２と同じく、加熱装置の構成上温度が高くなる傾向のある反駆動側の抵抗発熱体を駆動側に対して短くし発熱量を下げているので、左右の熱的なアンバランスを解消でき、駆動側で良好な定着性を確保した場合でも、反駆動側で必要以上に温度が上がりすぎることはない。
【００７９】
熱的な左右非対称を解消するために最適な反駆動側の抵抗発熱体長に関しては、加熱装置の構成によって変わってくる。構成上影響を与える要素としては、コネクタの長手方向位置・コネクタの熱容量・長軸及び短軸の長さと径・駆動ギアの熱容量等が挙げられる。
【００８０】
本実施例では、A4サイズの記録材を通紙した際に、左右の定着性が同等になるように、抵抗発熱体長を調整した。定着性の検討を行った結果、本実施例のように抵抗発熱体長のみで左右の定着性を同等に合わせるには、反駆動側の抵抗発熱体端を最大紙幅の紙端よりも内側にすることが必要であり、本実施例の構成ではGは1mmが最適であった（Gを1mmよりも小さくすると、反駆動側の定着性が駆動側よりも良く、Gを1mmよりも大きくすると、反駆動側の定着性が駆動側よりも悪くなった）。
【００８１】
以下に本実施例の加熱体と従来例の加熱体との比較を示す。従来例の加熱体は、実施例１で説明したものと同じである。本実施例と従来例で加熱体以外の加熱装置・画像形成装置の構成は同じとし、加熱装置が十分室温（25℃）になじんだ状態からハガキサイズの記録材を連続で100枚通紙したときの、反駆動側の非通紙部の最高温度（加圧ローラ表面に熱電対を接触させて測定）を比較した。測定箇所は、実施例１・２と同じく、A4サイズの反駆動側の紙端から外側に1mm（距離Aの領域内）の位置とした。なお、定着温度は200℃、入力電圧は100V、画像形成装置のプロセススピードは120mm/sec.とした。結果を表３に示す（従来例の結果は表１と同じ）。
【００８２】
【表３】
2008076857.tif 000005
表３に示すように、従来例に比べて大幅に（約30℃）非通紙部温度を下げることができた。本実施例の効果は実施例１・２よりも大きかった。本実施例の加熱体を用いることで、更に非通紙部の温度が低下し、非通紙部の温度上昇に起因する加熱装置の劣化・破損を防止することができる。
【００８３】
本実施例では、抵抗発熱体の幅は長手全域で同じであるので、実施例１よりも抵抗発熱体幅を広くすることができ、定着効率が良いという利点は実施例２と同様である。また、実施例２では体積抵抗の異なる2種類の抵抗発熱体１９・２０を2回に分けてスクリーン印刷する必要があったが、本実施例では抵抗発熱体は1種類であるので、実施例２よりも製造工程が少ないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１における加熱体の正面図。
【図２】実施例１における加熱体の正面図と給電制御系の説明図。
【図３】実施例１における加熱体の断面図。
【図４】本発明における加熱装置の要部を示す概略構成図。
【図５】本発明における画像形成装置の要部を示す概略構成図。
【図６】コネクタの概略構成図。
【図７】本発明における加熱装置の概略構成図。
【図８】従来例における加熱体の正面図。
【図９】実施例２における加熱体の正面図。
【図１０】実施例３における加熱体の正面図。
【符号の説明】
【００８５】
１  ステー
２  フィルム
３  加熱体（ヒータ）
４  加圧ローラ
５  検温素子（外部当接型サーミスタ）
６  実施例１の抵抗発熱体
７  加熱体基板
８  オーバーコート層
９・１０  給電用電極
１１  CPU
１２  トライアック
１３  AC電源
１４  導電パターン
１５  従来例の抵抗発熱体
１６  コネクタ
１７  束線
１８  固定部材
１９・２０  実施例２の抵抗発熱体
２１  実施例３の抵抗発熱体
２２  コンタクト端子
２３  ハウジング
２４  駆動ギア
N  ニップ部
P  記録材
T  トナー
ａ  記録材搬送方向
【図１】
2008076857.tif 000006
【図２】
2008076857.tif 000007
【図３】
2008076857.tif 000008
【図４】
2008076857.tif 000009
【図５】
2008076857.tif 000010
【図６】
2008076857.tif 000011
【図７】
2008076857.tif 000012
【図８】
2008076857.tif 000013
【図９】
2008076857.tif 000014
【図１０】
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