(57)【要約】【課題】  複数の抵抗発熱体のあるヒータ基板において、両端部を電気的に接続し、並列接続とすることにより、シート抵抗値が高くかつ抵抗値温度係数が小さい抵抗発熱体を使用する加熱装置を提供することにより、抵抗発熱体パターンの設計自由度の向上、電流検知安全回路の確実な動作を確立できる。【解決手段】  耐熱および絶縁性材料で形成される長尺平板上の基板と、基板の長手方向に沿って少なくとも２本以上設けられた複数の抵抗発熱体と、複数の抵抗発熱体各々の両端部に接続される導体部と、複数の抵抗発熱体および導体部を被覆する絶縁層とを有しており、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、基板上に設けられた複数の抵抗発熱体の両端部に接続される導体部を両端部それぞれで全て電気的に接続される加熱体とする。【選択図】  図３
2008233367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱および絶縁性材料で形成される長尺平板上の基板と、
前記基板の長手方向に沿って少なくとも２本以上設けられた複数の抵抗発熱体と、
前記複数の抵抗発熱体各々の両端部に接続される導体部と、
前記複数の抵抗発熱体および前記導体部を被覆する絶縁層とを有し、
被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板上に設けられた前記複数の抵抗発熱体の両端部に接続される前記導体部を両端部それぞれで全て電気的に接続された構成であることを特徴とする加熱体。
【請求項２】
前記基板は絶縁体材料としてセラミック、アルミナ、もしくは窒化アルミが用いられることを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項３】
前記絶縁層は、絶縁ガラス材料よりなることを特徴とする請求項１および２に記載の加熱体。
【請求項４】
加熱体と、それに摺動するフィルムと、このフィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、
フィルムと加圧部材との間のニップ部に被加熱部材を通過させることによりフィルムを介した加熱体の熱エネルギーを被加熱部材に付与して被加熱部材を加熱する加熱装置であり、
加熱体が請求項１から３のいずれか１つに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱材を加熱する加熱体、及び前記加熱体を具備する加熱装置に関するものであり、特に複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載する加熱装置として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
便宜上、電子写真複写機・プリンタなどの画像形成装置に装備される、未定着画像を熱定着させる加熱装置としての熱定着装置（像加熱装置）を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置の熱定着装置は、電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された未定着画像（トナ−像）を転写紙上に定着させるものであり、ハロゲンヒ−タを熱源とする熱ロ−ラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒ−タを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置、例えば特開昭63-313182号公報、特開平2-157878，4-44075〜44083，4-204980〜204984号公報、が用いられている。
【０００４】
このようなフィルム加熱式の熱定着装置においては、一般的に、絶縁基板上の抵抗発熱体を設けた発熱体からなる加熱部材として、セラミックヒータが用いられている。
【０００５】
図７を用いて、このような熱定着装置に用いられる加熱体の一例としてセラミックヒータについて説明する。セラミックヒータ９００は、基板９０１、抵抗発熱体９０２、電極９０３および導電体９０４により構成されている。基板９０１は、アルミナもしくは窒化アルミ等の絶縁性のセラミックよりなり、抵抗発熱体９０２は任意の導電材をスクリーン印刷等、既知の方法により塗布または基板９０１上に固定している。電極９０３および導電体９０４を介して、抵抗発熱体９０２に電流を流し、該抵抗発熱体９０２が発熱することにより、定着装置の加熱体として作用する。またヒータ９００には、一般的に不図示の絶縁層が形成される。絶縁層の材料としては、樹脂や耐圧ガラス等が用いられる。図７に示したヒータ９００では、抵抗発熱体９０２は一本で構成されるが、例えば特開平5-242958号公報に示されているよう、抵抗発熱体を複数本設け、基板上を往復させることで、より定着効率やコストに優れたヒータを構成することも可能である。
【０００６】
図８に、抵抗発熱体を複数設けたヒータの一例を示す。ヒータ１０００は、二本の抵抗発熱体１００２が導電部１００４を介して基板１００１上を長手方向と直交（交差）する幅方向（短手方向）に、広く発熱領域が分布することになり、熱効率の観点からより有効である。また、抵抗発熱体１００２が、基板１００１上を往復しているため、電極１００３は長手方向のどちらか一方に集中することで、該電極に接続するコネクタも、端部一箇所に設けるだけでよい。このため、装置の小型化や、低コスト化に際して有利となる。
【０００７】
更に、抵抗発熱体は、基板の長手方向に均一な幅ではなく、部分的に幅を変化させることで、長手方向の発熱量に分布を持たせることが可能である。このような加熱体は、例えば、基板の長手方向と直交する短手方向において抵抗発熱体幅を任意の部分的に狭くすることにより、その部分の単位長あたりの抵抗値を大きくし、発熱量を大きくすることが可能となる。
【０００８】
図９に、基板１１０１の長手方向において抵抗発熱体１１０２に発熱量の分布を持たせたヒータ１１００の一例を示す。基板１１０１上において導電部１１０４を介して接続された二本の抵抗発熱体１１０２は、長手端部で該長手端部以外の場所よりも幅を小さく構成している。抵抗発熱体の長手端部においては、該発熱体の末端部分において熱が逃げやすい傾向があるため、中央部に比べて温度が低下する傾向がある。このため、長手端部において抵抗発熱体幅を絞り、発熱量を多くすることは、長手端部の定着性能を確保するために有効である。
【特許文献１】特開昭63-313182号公報
【特許文献２】特開平2-157878号公報
【特許文献３】特開平4-44075号公報
【特許文献４】特開平4-44076号公報
【特許文献５】特開平4-44077号公報
【特許文献６】特開平4-44078号公報
【特許文献７】特開平4-44079号公報
【特許文献８】特開平4-44080号公報
【特許文献９】特開平4-44081号公報
【特許文献１０】特開平4-44082号公報
【特許文献１１】特開平4-44083号公報
【特許文献１２】特開平4-204980号公報
【特許文献１３】特開平4-204981号公報
【特許文献１４】特開平4-204982号公報
【特許文献１５】特開平4-204983号公報
【特許文献１６】特開平4-204984号公報
【特許文献１７】特開平5-242958号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、画像形成装置の高速化が求められている。これに伴い、加熱体たるヒータにも、より大きな電力を投入し発熱量を全体的に大きくする必要が生じている。高速化に際しては、より短い時間でより多くの熱量を転写材に与える必要があるためヒータの発熱量を大きくする必要がある。
【００１０】
このように画像形成装置の高速化に伴い、ヒータに投入すべき電力が大きくなると、市場にて投入させる電圧値は規定されているため、抵抗発熱体の抵抗値を小さくして対応するほかにない。
【００１１】
また、従来の定着装置の構成である加熱体とそれに摺動するフィルムとこのフィルムを介して加熱体たるヒータと圧接する加圧ローラ等の加圧部材を有し、フィルムと加圧部材との間のニップ部に用紙等の被加熱部材を通過させることによりフィルムを介したヒータの熱エネルギーを被加熱部材に付与して被加熱部材を加熱する定着装置においては、フィルムと加圧ローラ間のニップ部の加圧力最大部分よりも上流側に、ヒータ発熱量最大の部分を配置することにより、加圧される前に予め用紙上に塗布されているトナーを加熱することにより定着性の向上を達成できることは既知である。そのためヒータ短手方向の用紙上流側に発熱量を多めに持っていくことが必要である。
【００１２】
上記のようなセラミックヒータの構成では、例えば図７で説明したヒータにおいては、基板短手方向に温度勾配を持たせることができず、最良の定着性を実現することができない。
【００１３】
また、上記で説明したようヒータに投入される電力が大きくなると、定着装置が制御不能となり、大電力が連続して投入されている暴走状態に陥った際に、ヒータ故障が発生するという問題が顕在化する。この原因は、抵抗発熱体を保護している耐圧ガラスからなる絶縁保護層が溶融することで低抵抗化し、抵抗発熱体間でリークが生じるためである。特に図８および図９で説明したヒータにおいては各々の抵抗発熱体間の電位差が大きくなるため、耐圧ガラス層が溶融した場合の発熱体間のリークが発生しやすくなる。
【００１４】
また、一般的にシート抵抗値の低い抵抗発熱体材料は、抵抗値温度係数（ＴＣＲ）が大きくなってしまう傾向がある。さらにシート抵抗値および抵抗値温度係数ともに小さい抵抗発熱体を生成しようとした場合コスト高となってしまう傾向がある。
【００１５】
特に図８および図９で説明したような発熱体パターンであると、近年要求されるような高速化に必要な大電力を得るための低抵抗値を満たすためには、極めて低い抵抗発熱体材料を使用する必要がある。よって、抵抗値温度係数が高いものを必然的に選択しなければならない。安全回路部が、ヒータに流れる電流値をモニタしある任意の電流リミット値を上回った場合にヒータ通電を遮断するような構成とした場合、暴走状態に陥りヒータ温度が上昇すると抵抗値温度係数が大きいために発熱体の抵抗値が上昇し、そのためヒータ電流が小さくなり、電流リミット値を下回り安全回路が動作しないというような状態に陥る。また、このような問題を解決するために、シート抵抗値が極めて低く、抵抗値温度係数が限りなく０ｐｐｍ／℃に近い発熱体材料を選択しようとするとコスト高となってしまう問題も出てくる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有している。
【００１７】
［１］：耐熱および絶縁性材料で形成される長尺平板上の基板と、
前記基板の長手方向に沿って少なくとも２本以上設けられた複数の抵抗発熱体と、
前記複数の抵抗発熱体各々の両端部に接続される導体部と、
前記複数の抵抗発熱体および前記導体部を被覆する絶縁層とを有し、
被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板上に設けられた前記複数の抵抗発熱体の両端部に接続される前記導体部を両端部それぞれで全て電気的に接続された構成であることを特徴とする加熱体。
【００１８】
[２]：前記基板は絶縁体材料としてセラミック、アルミナ、もしくは窒化アルミが用いられることを特徴とする１に記載の加熱体。
【００１９】
[３]：前記絶縁層は、絶縁ガラス材料よりなることを特徴とする１および２に記載の加熱体。
【００２０】
[４]：加熱体と、それに摺動するフィルムと、このフィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、
フィルムと加圧部材との間のニップ部に被加熱部材を通過させることによりフィルムを介した加熱体の熱エネルギーを被加熱部材に付与して被加熱部材を加熱する加熱装置であり、
加熱体が１から３のいずれか１つに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、
前記抵抗発熱体パターン間に異電圧がかからないため、ヒータを搭載する加熱装置たる定着器が、制御不能の暴走状態に陥った場合におけるパターン間の異電圧によるリーク対策として有効である。よって、パターン間距離を縮めることができる。これにより、短手方向に幅の狭いヒータを実現可能となり、使用する基板材料を減少することができコストダウンを図ることができる。よって従来のパターン間距離をリーク対策で確保してある発熱体構成と比較し小型の定着装置構成を実現できる。またこれによりパターン設計の自由度が向上するため、一本パターンと比較し基板の短手方向に任意の温度勾配を持たせるパターン配置が可能となるため、定着性の向上を図ることができる。
【００２２】
また、一般的にシート抵抗値の低い抵抗発熱体材料は、抵抗値温度係数（ＴＣＲ）が大きくなってしまう傾向がある。さらにシート抵抗値および抵抗値温度係数ともに小さい抵抗発熱体を生成しようとした場合コスト高となってしまう傾向がある。よって、一般的には抵抗値温度係数を低く生成しようとすると、シート抵抗値は高くなってしまう。
【００２３】
本発明は、前記抵抗発熱体が電気的に並列接続となるため、発熱体生成の際に一般的である抵抗値温度係数が低くかつシート抵抗値の高いものを選択できる。よって、コスト高とならずに、安全回路部が、ヒータに流れる電流値をモニタしある任意の電流リミット値を上回った場合にヒータ通電を遮断するような構成とした場合、暴走状態に陥りヒータ温度が上昇しても発熱体抵抗値が変化しないためヒータ電流が小さくなることなく、確実に電流検知安全回路を動作させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施例１）
図１は、本発明に関わる加熱体を有する像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。本実施例に示す画像形成装置は電子写真画像形成プロセス利用のレーザプリンタである。
【００２５】
レーザプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。さらに、画像形成部１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられており、定着器１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Sの搬送基準は、記録紙Sの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Sの幅に対して中央になるように設定されている。
【００２６】
また、前記レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１２８から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。
【００２７】
そして、前記画像形成装置１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、1次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄから構成されている。
【００２８】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラ１２５を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００２９】
そして１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行なっている。
【００３０】
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、RS232C等）１３０で接続されており、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。
【００３１】
図２に本発明におけるセラミックヒ−タの駆動及び制御回路を示す。１は、本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は交流電源をACフィルタ２，リレー４１を介してセラミックヒ−タ２４（１０９ｃ）の発熱体１２，発熱体１３へ供給することによりセラミックヒ−タ２４を構成する発熱体１２、発熱体１３を発熱させる。
【００３２】
この発熱体１２、１３への電力の供給は、トライアック４の通電、遮断により制御をおこなう。抵抗５、６はトライアック４のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光ダイオードに通電することによりトライアック４をオンする。抵抗８はフォトトライアックカプラ７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりフォトトライアックカプラ７をオン/オフする。トランジスタ９は抵抗１０を介してエンジンコントロ−ラ１１(１２６)からのON１信号にしたがって動作する。
【００３３】
また、ACフィルタ２を介して交流電源１は、ゼロクロス検出回路１２に入力される。ゼロクロス検出回路では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントロ−ラ１１に対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントロ−ラ１１に送出されるこの信号をZEROX信号と呼ぶ。エンジンコントロ−ラ１１はZEROX信号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりトライアック４をON／OFFする。
【００３４】
トライアック４に制御されて発熱体１２および１３に通電されるヒータ電流は、カレントトランス２５によって電圧変換され、ブリューダ抵抗２６を介して電流検出回路２７に入力される。電流検出回路２７では、電圧変換されたヒータ電流波形を平均値または実効値に変換し、HCRRT信号としてエンジンコントローラ１１にA/D 入力される。
【００３５】
また、２１は発熱体１２、１３が形成されているセラミックヒ−タ２４の温度を検知するための温度検出素子、例えば、サ−ミスタ感温素子であり、セラミックヒータ２４上に発熱体１２、１３に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子２１（１０９ｄ）によって検出される温度は、抵抗２２と、温度検出素子２１との分圧として検出され、エンジンコントロ−ラ１１にTH信号としてA/D入力される。セラミックヒ−タ２４の温度は、TH信号としてエンジンコントロ−ラ１１において監視され、エンジンコントロ−ラ１１の内部で設定されているセラミックヒ−タ２４の設定温度と比較することによって、セラミックヒ−タ２４を構成する発熱体１２、１３に供給するべき電力比を算出し、その供給する電力比に対応した位相角（位相制御）または波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントロ−ラ１１がトランジスタ９にON１信号を送出する。発熱体１２、１３に供給する電力比を算出する際に、電流検出回路から報知されるHCRRT信号を基に上限の電力比を算出して、その上限の電力比以下の電力が通電されるように制御する。例えば、位相制御の場合、下記のような表をエンジンコントローラ１１内に有しており、この制御表に基づき制御をおこなう。
【００３６】
【表１】
2008233367.tif 000003
さらに、発熱体１２、１３に電力を供給しており、制御する手段が故障し、発熱体１２、１３が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防止手段２３がセラミックヒータ２４上に配されている。過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力供給制御手段の故障により、発熱体１２、１３が熱暴走に至り過昇温防止手段２３が所定の温度以上になると、過昇温防止手段２３がOPENになり、発熱体１２および１３への通電が断たれる。
【００３７】
また、リレー４１の駆動回路部が、抵抗４４および４５、トランジスタ４３および４６であり、４２は逆起電力による素子破壊を防止するためのダイオードである。エンジンコントローラ１１よりRLDポートにＬＯＷ信号が出力されるとトランジスタ４６はオフとなり、そしてトランジスタ４３がオンすることによりリレー４１はオンとなり、セラミックヒータ２４への通電が可能となる。また、電流検出回路２７より比較回路２８を介したの信号がＬＯＷとなることによって、トランジスタ４３がオフし、強制的にリレー４１をオフして、セラミックヒータ２４への通電を遮断することができる。ＬＯＷ信号を発信する条件は、予め設定されているリミット値よりも、電流検出回路部２７が大きいヒータ通電電流実効値を検出した場合である。検出電流値が上記以外の場合には、ＨＩＧＨ信号が出力される。この判定は比較回路部２８内のコンパレータなどの比較器によって、予め設定されている基準電圧と比較された結果として出力される。
【００３８】
次に本実施例におけるセラミックヒータ２４の概略について、図３に示す。ａはセラミック面発ヒータの断面図であり、ｂは発熱体１２、１３が形成されている面を示しており、cはbの示している面と相対する面を示している。
【００３９】
セラミック面発ヒータ２４は、厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度のSiC、AlN、Al2O3等のセラミックス系の絶縁基板１１と、絶縁基板１１面上にペースト印刷等で形成されている抵抗発熱体１２、１３と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層１４から構成されている。１２および１３は、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一に、厚み２０μm程度の膜状に塗布した後に焼成を行うことにより形成された抵抗発熱体である。また１４は、発熱体１２、１３および導電部１７、１８および電極１５、１６の一部を保護するように形成されており、層厚２０〜１００μｍ程度で熱伝導率が例えば２０W／ｍ・K以上のガラスコートによる保護層である。なお保護層１４の厚みに関しては、選定する材料の伝熱特性や装置内での耐久性を考慮して決定されるものであり、特に定義されるものではない。
【００４０】
保護層１４上に、セラミック面発ヒータ２４の温度を検出する温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が、記録紙の搬送基準、つまり発熱部１２、１３の長さ方向の中心に対して左右対称な位置であり、かつ通紙可能な最小の記録紙幅よりも内側の位置に配設されている。
【００４１】
セラミック基板１１上は、電力が供給されると発熱する部分１２および１３と、両端に位置されコネクタ端子と電気的に接続される電極部１５、１６と発熱体を接続する導電部１７、１８と、コネクタを介して電力が供給される電極部１５、１６から構成されている。１５および１６は、それぞれ銀（Ag）系等を主体とする良導電体膜を基板１１の両端に固着して形成された給電用の電極である。電極部１５は、導電体１７を介して発熱体１２と１３の２本の発熱体に接続されており、発熱体１２、１３の共通の電極となっている。また、同じく反対側に位置する電極部１６も、導電体１８を介して発熱体１２と１３の２本の発熱体に接続され、発熱体１２、１３の共通の電極となっている。
【００４２】
すなわち、この２本の発熱体は電気的には並列接続されているとみなすことができる。本発明は、複数の発熱体を電気的に並列接続するような構成とすることを特徴とする。
【００４３】
また、発熱体１２、１３が印刷されている絶縁基板１１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層またはポリイミド層等の摺動層１９が形成される場合もある。
【００４４】
発熱体１２および１３の抵抗値を別の値として構成しても良い。発熱体１２および１３にかかる電圧は抵抗値に関わらず同等となる。また発熱量はその発熱体に発生する電力と相関があり、発生する電力が大きいほど発熱量も大きくなるのは既知のことである。また、上記で説明したよう、短手方向の発熱量分布は、上流側が大きいほど、既にプリント用紙に搭載されているトナーを、加圧ニップ部に突入する前に溶かすことができ、定着効率が向上する。よって、この場合においては、上流側に位置する発熱体１２の抵抗値を低く設定した方が、定着性に有利となる。本実施例においては、発熱体１２と１３の発熱体材料を異なるものとし、発熱体１２の発熱体材料を発熱体１３と比較し、シート抵抗値低いものを使用し、意図的に上流側の発熱体１２の多くの電力を投入させ、上流側の発熱量を下流側と比較し大きくなるようにして定着効率を向上させる。図４に発熱体１２と発熱体１３の抵抗発熱体材料を意図的に変えてやり、上流側である発熱体１２の抵抗値を小さいものにした場合の温度分布カーブを示す。図４を見ると、上流側のほうが温度が高い状態で推移している。短手方向の温度分布を上流側に推移させることで、予め記録用紙上に塗布されているトナーを、用紙ニップ部に突入する前に溶かしてやることにより、定着性の向上を図ることができる。
【００４５】
電極部１５には、交流電源１のHOT側端子から過昇温防止手段２３を介して接続される。電極部１６は発熱体１２および１３を制御するトライアック４に接続され、交流電源１のNeutral端子に接続される。
【００４６】
セラミックヒータ２４（１０９ｃ）は、図５にしめしたように、フィルムガイド６２によって支持されている。６１（１０９ａ）は、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、セラミックヒータ２４を下面側に支持させたフィルムガイド６２に外嵌させてある。そして、フィルムガイド６２の下面のセラミックヒータ２４と、加圧部材としての弾性加圧ローラ６３（１０９ｂ）とを定着フィルム６１を挟ませて弾性加圧ローラ６３の弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成させてある。また、過昇温防止手段２３、例えば、サーモスタットがセラミックヒータ２４の絶縁基板１１面上または、保護層１４面上に当接されている。サーモスタット２３はフィルムガイド６２に位置を矯正され、サーモスタット２３の感熱面がセラミックヒータ２４の面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子２１も同様にセラミックヒータ２４の面上に当接されている。ここで、図５のように、発熱体１２、１３がニップ部と反対側にあっても、発熱体がニップ部側にあってもかまわない。また、フィルム６１の摺動性を上げるために、フィルム６１とセラミックヒータ２４との界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【００４７】
上記のようなセラミックヒータを有した定着装置、およびこの定着装置を搭載した画像形成装置を構成することにより、抵抗発熱体パターン間に異電圧がかからないため、セラミックヒータを搭載する加熱装置たる定着器が、制御不能の暴走状態に陥った場合におけるパターン間の異電圧によるリーク対策として有効である。よって、パターン間距離を縮めることができる。これにより、短手方向に幅の狭いヒータを実現可能となり、使用する基板材料を減少することができコストダウンを図ることができる。またこれによりパターン設計の自由度が向上するため、一本パターンと比較し基板の短手方向に任意の温度勾配を持たせるパターン配置が可能となるため、定着性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、一般的にシート抵抗値の低い抵抗発熱体材料は、抵抗値温度係数（ＴＣＲ）が大きくなってしまう傾向がある。さらにシート抵抗値および抵抗値温度係数ともに小さい抵抗発熱体を生成しようとした場合コスト高となってしまう傾向がある。よって、一般的には抵抗値温度係数を低く生成しようとすると、シート抵抗値は高くなってしまう。本実施例では、前記抵抗発熱体が電気的に並列接続となるため、発熱体生成の際に一般的である抵抗値温度係数が低くかつシート抵抗値の高いものを選択できる。よって、コスト高とならずに、安全回路部が、ヒータに流れる電流値をモニタしある任意の電流リミット値を上回った場合にヒータ通電を遮断するような構成とした場合、暴走状態に陥りヒータ温度が上昇しても発熱体抵抗値が変化しないためヒータ電流が小さくなることなく、確実に電流検知安全回路を動作させることが出来る。
【００４９】
（実施例２）
第１の実施例と重複する点は省略する。
【００５０】
図６は、本発明の実施例２を説明するものである。
【００５１】
ａはセラミック面発ヒータの断面図であり、ｂは発熱体３２、３３が形成されている面を示しており、cはbの示している面と相対する面を示している。
【００５２】
セラミック面発ヒータ２４は、厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度のSiC、AlN、Al2O3等のセラミックス系の絶縁基板３１と、絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されている抵抗発熱体３２、３３と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層３４から構成されている。３２および３３は、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一に、厚み２０μm程度の膜状に塗布した後に焼成を行うことにより形成された抵抗発熱体である。また３４は、発熱体３２、３３および導電部３７、３８および電極３５、３６の一部を保護するように形成されており、層厚２０〜１００μｍ程度で熱伝導率が例えば２０W／ｍ・K以上のガラスコートによる保護層である。なお保護層３４の厚みに関しては、選定する材料の伝熱特性や装置内での耐久性を考慮して決定されるものであり、特に定義されるものではない。
【００５３】
保護層３４上に、セラミック面発ヒータ２４の温度を検出する温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が、記録紙の搬送基準、つまり発熱部３２、３３の長さ方向の中心に対して左右対称な位置であり、かつ通紙可能な最小の記録紙幅よりも内側の位置に配設されている。
【００５４】
セラミック基板３１上は、電力が供給されると発熱する部分３２および３３と、両端に位置されコネクタ端子と電気的に接続される電極部３５、３６と発熱体を接続する導電部３７、３８と、コネクタを介して電力が供給される電極部３５、３６から構成されている。３５および３６は、それぞれ銀（Ag）系等を主体とする良導電体膜を基板３１の両端に固着して形成された給電用の電極である。電極部３５は、導電体３７を介して発熱体３２と３３の２本の発熱体に接続されており、発熱体３２、３３の共通の電極となっている。また、同じく反対側に位置する電極部３６も、導電体３８を介して発熱体３２と３３の２本の発熱体に接続され、発熱体３２、３３の共通の電力となっている。
【００５５】
すなわち、この２本の発熱体は電気的には並列接続されているとみなすことができる。本発明は、複数の発熱体を電気的に並列接続するような構成とすることを特徴とする。
【００５６】
また、発熱体３２、３３が印刷されている絶縁基板３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層またはポリイミド層等の摺動層３９が形成される場合もある。
【００５７】
また、発熱体３３は、基板３１の長手方向において発熱量の分布を持たせて構成しても良い。抵抗発熱体３３の両端部３３ｂを、他の発熱体領域３３ａと比較し幅を小さく構成する。基板３１の長手端部においては、熱が逃げやすい傾向があるため、中央部に比べて温度が低下する傾向がある。このため、長手端部においては抵抗発熱体幅の幅を絞り、発熱量を多くすることは、長手端部の定着性能を確保するために有効である。
【００５８】
また、発熱体３２および３３の抵抗値を別の値として構成しても良い。発熱体３２および３３にかかる電圧は抵抗値に関わらず同等となる。また発熱量はその発熱体に発生する電力と相関があり、発生する電力が大きいほど発熱量も大きくなるのは既知のことである。また、上記で説明したよう、短手方向の発熱量分布は、上流側が大きいほど、既にプリント用紙に搭載されているトナーを、加圧ニップ部に突入する前に溶かすことができ、定着効率が向上する。よって、この場合においては、上流側に位置する発熱体３２の抵抗値を低く設定した方が、定着性に有利となる。本実施例においては、発熱体３２と３３の発熱体材料を異なるものとし、発熱体３２の発熱体材料を発熱体３３と比較し、シート抵抗値低いものを使用し、意図的に上流側の発熱体３２の多くの電力を投入させ、上流側の発熱量を下流側と比較し大きくなるようにして定着効率を向上させる。
【００５９】
電極部３５には、交流電源１のHOT側端子から過昇温防止手段２３を介して接続される。電極部３６は発熱体３２および３３を制御するトライアック４に接続され、交流電源１のNeutral端子に接続される。
【００６０】
セラミックヒータ２４（１０９ｃ）は、図５にしめしたように、フィルムガイド６２によって支持されている。６１（１０９ａ）は、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、セラミックヒータ２４を下面側に支持させたフィルムガイド６２に外嵌させてある。そして、フィルムガイド６２の下面のセラミックヒータ２４と、加圧部材としての弾性加圧ローラ６３（１０９ｂ）とを定着フィルム６１を挟ませて弾性加圧ローラ６３の弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成させてある。また、過昇温防止手段２３、例えば、サーモスタットがセラミックヒータ２４の絶縁基板３１面上または、保護層３４面上に当接されている。サーモスタット２３はフィルムガイド６２に位置を矯正され、サーモスタット２３の感熱面がセラミックヒータ２４の面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子２１も同様にセラミックヒータ２４の面上に当接されている。ここで、図５のように、発熱体３２、３３がニップ部と反対側にあっても、発熱体がニップ部側にあってもかまわない。また、フィルム６１の摺動性を上げるために、フィルム６１とセラミックヒータ２４との界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【００６１】
上記のようなセラミックヒータを有した定着装置、およびこの定着装置を搭載した画像形成装置を構成することにより、抵抗発熱体パターン間に異電圧がかからないため、セラミックヒータを搭載する加熱装置たる定着器が、制御不能の暴走状態に陥った場合におけるパターン間の異電圧によるリーク対策として有効である。よって、パターン間距離を縮めることができる。これにより、短手方向に幅の狭いヒータを実現可能となり、使用する基板材料を減少することができコストダウンを図ることができる。またこれによりパターン設計の自由度が向上するため、一本パターンと比較し基板の短手方向に任意の温度勾配を持たせるパターン配置が可能となるため、定着性の向上を図ることができる。
【００６２】
また、抵抗発熱体の長手方向端部においては、該発熱体の末端部分において熱が逃げやすい傾向にあり中央部と比較し温度が低下する傾向があるため、その発熱体端部に絞り部を入れることにより、発熱量を大きくしてやり、長手端部の定着性を確保している。
【００６３】
また、一般的にシート抵抗値の低い抵抗発熱体材料は、抵抗値温度係数（ＴＣＲ）が大きくなってしまう傾向がある。さらにシート抵抗値および抵抗値温度係数ともに小さい抵抗発熱体を生成しようとした場合コスト高となってしまう傾向がある。よって、一般的には抵抗値温度係数を低く生成しようとすると、シート抵抗値は高くなってしまう。本実施例では、前記抵抗発熱体が電気的に並列接続となるため、発熱体生成の際に一般的である抵抗値温度係数が低くかつシート抵抗値の高いものを選択できる。よって、コスト高とならずに、安全回路部が、ヒータに流れる電流値をモニタしある任意の電流リミット値を上回った場合にヒータ通電を遮断するような構成とした場合、暴走状態に陥りヒータ温度が上昇しても発熱体抵抗値が変化しないためヒータ電流が小さくなることなく、確実に電流検知安全回路を動作させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１における画像形成装置を示した図。
【図２】実施例１における定着器の制御及び駆動回路を示した図。
【図３】実施例１における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図。
【図４】実施例１におけるセラミックヒータの温度分布を示した図。
【図５】実施例１における定着装置の概略構成を示した図。
【図６】実施例２における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図。
【図７】従来例における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図。
【図８】従来例における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図。
【図９】従来例における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  レーザビームプリンタ本体
１０２  給紙カセット
１０５  給紙ローラ
１０７  レーザスキャナ部
１０９  定着器
１１１  排紙ローラ
１１２  排紙トレイ
１１７  感光ドラム
１１９  一次帯電ローラ
１２０  現像器
１２１  転写帯電ローラ
１２３  メインモータ
１２６  エンジンコントローラ
１２７  ビデオコントローラ
１３１  外部装置
【図１】
2008233367.tif 000004
【図２】
2008233367.tif 000005
【図３】
2008233367.tif 000006
【図４】
2008233367.tif 000007
【図５】
2008233367.tif 000008
【図６】
2008233367.tif 000009
【図７】
2008233367.tif 000010
【図８】
2008233367.tif 000011
【図９】
2008233367.tif 000012