(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、
前記加熱部材の前記一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、
前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材の前記基板は、前記ベルト部材が循環する方向において前記一方の面が弧状であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも２個以上に対して１個設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記抵抗素子は、前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項６】
記録媒体にトナー像を転写する転写部と、
基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の当該一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備え、
前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板の被加熱部材側に配置され、電流によって発熱して当該被加熱部材を加熱する発熱体と、
前記基板の前記被加熱部材側と反対側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、
前記発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を備え、
前記基板は、前記被加熱部材側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該被加熱部材側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも２個以上に対して１個設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記抵抗素子は、前記基板において前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置及び加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、長尺状の基部と、基部の表面側又は内部に、この基部に対して、電気的絶縁状態で形成された、通電発熱する複数の並列配線を有する抵抗発熱配線部及び少なくとも２つの給電用端子部であって、抵抗発熱配線部に電力を供給するために、抵抗発熱配線部を介して一方の端子部及び他方の端子部を電気的に接続する給電用電極部とを備え、抵抗発熱配線部は、抵抗値温度係数が５００〜４，４００ｐｐｍ／℃の材料を含み、並列配線は、傾斜した矩形パターンを含むヒータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１３／０７３２７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベルトなどの被加熱部材に押し当てて被加熱部材を加熱する加熱部材を有し、加熱されたベルトと加圧部材との間に設けられたニップ部において記録部材にトナー像を定着する定着装置において、ヒータなどの発熱体とＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子などの正の温度係数を有する抵抗素子とを加熱部材の一方の側に配置して、発熱体による過熱を抑制することが行われる。この際、発熱体及び正の温度係数を有する抵抗素子を保護する保護層を、発熱体に比べて厚い正の温度係数を有する抵抗素子の表面を覆うように形成すると、発熱体と被加熱部材との距離が大きくなって、発熱体から被加熱部材への熱伝導の効率が低下する。
本発明は、発熱体からの熱伝導の効率を向上させた定着装置などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、前記加熱部材の前記一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収めることを特徴とする定着装置である。
請求項２に記載の発明は、前記加熱部材の前記基板は、前記ベルト部材が循環する方向において前記一方の面が弧状であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも２個以上に対して１個設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記抵抗素子は、前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、記録媒体にトナー像を転写する転写部と、基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の当該一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備え、前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収めることを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に記載の発明は、基板と、前記基板の被加熱部材側に配置され、電流によって発熱して当該被加熱部材を加熱する発熱体と、前記基板の前記被加熱部材側と反対側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、前記発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を備え、前記基板は、前記被加熱部材側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該被加熱部材側に飛び出した前記導線を収めることを特徴とする加熱装置である。
請求項８に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置である。
請求項９に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも２個以上に対して１個設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記抵抗素子は、前記基板において前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を基板の他方の面側に配置しない場合に比べ、発熱体からベルト部材への熱伝導の効率が向上する。
請求項２に係る発明によれば、加熱部材の基板の一方の面が弧状でない場合に比べ、加熱部材とベルト部材との間の摺動がより滑らかになる。
請求項３に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子毎に凹部を有しない場合に比べ、熱容量が小さくなる。
請求項４に係る発明によれば、複数の正の温度係数の抵抗素子を配置する凹部を有しない場合に比べ、基板の製作が容易になる。
請求項５に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を発熱体の裏側に設けない場合に比べ、正の温度係数の抵抗素子の反応が早くなる。
請求項６に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を基板の他方の面側に配置しない場合に比べ、定着部の処理時間が短縮される。
請求項７に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を基板の他方の面側に配置しない場合に比べ、発熱体からの熱伝導の効率が向上する。
請求項８に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子毎に凹部を有しない場合に比べ、熱容量が小さくなる。
請求項９に係る発明によれば、複数の正の温度係数の抵抗素子を配置する凹部を有しない場合に比べ、基板の製作が容易になる。
請求項１０に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を発熱体の裏側に設けない場合に比べ、正の温度係数の抵抗素子の反応が早くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成装置における定着ユニットの断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係らないソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図５】ＰＴＣ素子を保持具に搭載する前後の状態を説明する図である。（ａ１）、（ｂ１）は、搭載する前、（ａ２）、（ｂ２）は、搭載した後を示す。
【図６】第１の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する拡大図である。（ａ）は、ソリッドヒータを基板の表面側から見た図、（ｂ）は、ソリッドヒータを基板の裏面側から見た図、（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する拡大図である。（ａ）は、ソリッドヒータを基板の表面側から見た図、（ｂ）は、ソリッドヒータを基板の裏面側から見た図、（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）のＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係るソリッドヒータの変形例を説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線でのソリッドヒータの断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する拡大図である。（ａ）は、ソリッドヒータを基板の表面側から見た図、（ｂ）は、ソリッドヒータを基板の裏面側から見た図、（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）のＸＣ−ＸＣ線でのソリッドヒータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
＜画像形成装置１＞
図１は、画像形成装置１の概略断面図である。図示の画像形成装置１は、画像データに基づいて画像を印刷する電子写真式のカラープリンタである。
【０００９】
画像形成装置１は、本体ケース９０の内部に、用紙Ｐ（記録媒体の一例）が収容された用紙収容部４０と、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部１０と、用紙収容部４０から画像形成部１０を通って本体ケース９０の用紙排出口９６まで用紙Ｐを搬送する搬送部５０とを備えている。また、画像形成装置１は、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１と、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等と通信を行って画像データを受信する通信部３２と、通信部３２にて受信された画像データに対して画像処理を施す画像処理部３３とを備えている。
【００１０】
用紙収容部４０は、用紙Ｐを収容する。
搬送部５０は、用紙収容部４０から、画像形成部１０を通って用紙排出口９６まで延びた用紙Ｐの搬送路５１と、用紙Ｐを搬送路５１に沿って搬送する搬送ローラ５２とを備えている。搬送部５０は、用紙Ｐを矢印Ｃ方向に搬送する。
【００１１】
画像形成部１０は、予め定められた間隔で配置された４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えている。なお、以下、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをそれぞれ区別しないときは、画像形成ユニット１１と表記する。各画像形成ユニット１１はそれぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色の画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２の表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
【００１２】
４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、現像器１５に収納されるトナーを除いて同様に構成され、イエロー（Ｙ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｙはイエローのトナー像を形成する。同様に、マゼンタ（Ｍ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｍはマゼンタのトナー像を形成し、シアン（Ｃ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｃはシアンのトナー像を形成し、黒（Ｋ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｋは黒のトナー像を形成する。
【００１３】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像が重畳されるように多重転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に順次静電転写（一次転写）する一次転写ロール２１とを備えている。さらに、画像形成部１０は、中間転写ベルト２０の表面に各色のトナー像が重畳して転写された重畳トナー像を用紙Ｐに一括して静電転写（二次転写）する二次転写部Ｔの二次転写ロール２２と、用紙Ｐに二次転写された重畳トナー像を定着させる定着ユニット６０（定着装置の一例及び定着部の一例）とを備えている。
【００１４】
画像形成装置１は、制御部３１による動作の制御の下で、次のプロセスによる画像形成処理を行う。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４から送出された画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色の画像データとなって、対応する色の各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒のトナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電される。
その後、画像処理部３３から送信された黒の画像データに基づきプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。これにより、感光体ドラム１２の表面には黒の画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された黒の静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上に黒のトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナー像を形成する。
【００１５】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写され、中間転写ベルト２０上に、各色のトナー像が重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト２０が矢印Ｂ方向へ移動することにより、中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は二次転写部Ｔ（転写部の一例）に送られる。重畳トナー像が二次転写部Ｔに送られると、そのタイミングに合わせて、用紙収容部４０の用紙Ｐが、搬送部５０の搬送ローラ５２により、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送される。そして、中間転写ベルト２０上に形成された重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送路５１に沿って搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００１６】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上の重畳トナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着された重畳トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送され、本体ケース９０の用紙排出口９６から排出され、用紙を載せる用紙積載部９５に積載される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に残存しているトナー及び二次転写後に中間転写ベルト２０に残存しているトナーは、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
画像形成装置１による、用紙Ｐに画像を印刷する処理が、印刷の枚数に対応したサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１７】
＜定着ユニット６０＞
図２は、画像形成装置１における定着ユニット６０の断面図である。
定着ユニット６０は、ヒータユニット７０と加圧ロール８０（加圧部材の一例）とを備えている。ヒータユニット７０及び加圧ロール８０は、いずれも図２の紙面奥行き方向に軸が延びた円柱状に構成されている。
【００１８】
ヒータユニット７０は、循環する（回転する）定着ベルト７８（ベルト部材の一例及び被加熱部材の一例）と、定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧状に湾曲するように形成され、発熱するソリッドヒータ７１（加熱部材の一例及び加熱装置の一例）と、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０から押圧される押圧パッド７９とを備えている。なお、ソリッドヒータ７１は、定着ベルト７８が循環する方向において表面が弧状であればよい。
以下では、ソリッドヒータ７１は、熱容量を小さくするために、板状の部材であるとして説明する。
【００１９】
定着ベルト７８は、無端の円筒形状で、その内周面がソリッドヒータ７１の外周面及び押圧パッド７９に接して配置されている。定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１に接することにより加熱される。
定着ベルト７８は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向の長さが３００ｍｍに形成されている。後述するように、定着ベルト７８は、押圧パッド７９に押圧されて変形する。ここで、原形とは、押圧パッド７９により押圧されていない状態、すなわち、変形していない状態をいう。
【００２０】
定着ベルト７８は、基材層と、基材層の上に被覆された離型層とからなる。基材層は、定着ベルト７８全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。基材層としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また、定着ベルト７８の温度分布をより均一にするためにアルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂中に含有させてもよい。
【００２１】
離型層は、用紙Ｐ上に保持された未定着のトナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、又は、これらの複合層等が用いられる。離型層の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト７８の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト７８の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍとするのがよい。
なお、基材層と離型層との間に、シリコーンゴム等による弾性層が含まれてもよい。
【００２２】
押圧パッド７９は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムあるいは機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂、ＰＥＳ（Poly Ether Sulfone）樹脂、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂、ＬＣＰ樹脂（Liquid Crystal Polymer）等の剛体で構成された、断面において定着ベルト７８に接する側が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト７８の内側においてフレーム（不図示）に支持されている。そして、加圧ロール８０が定着ベルト７８を圧接する領域にて、軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド７９は、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧する。
【００２３】
加圧ロール８０は、定着ベルト７８に対向するように配置され、定着ベルト７８に従って図２の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール８０と押圧パッド７９とにより定着ベルト７８を挟み込んだ状態でニップ部（定着加圧部）Ｎを形成する。
加圧ロール８０は、例えば、直径１８ｍｍの中実のステンレス製あるいはアルミニウム製コア（円柱状芯金）と、コアの外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層とが積層されて構成される。そして、押圧バネ（不図示）により、例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト７８を介して押圧パッド７９を押圧している。
【００２４】
搬送部５０（図１参照）によりニップ部Ｎに搬送されてきた用紙Ｐは、ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト７８により加熱されるとともに、定着ベルト７８を介した押圧パッド７９と加圧ロール８０とにより加圧され、用紙Ｐに保持された未定着の重畳トナー像が用紙Ｐに定着される。
ニップ部Ｎにおいて、加圧ロール８０に接する用紙Ｐは、加圧ロール８０の矢印Ｄ方向への回転によって矢印Ｃ方向に送られ、この用紙Ｐの移動により、用紙Ｐに接する定着ベルト７８が従動し、定着ベルト７８は矢印Ｅ方向（進行方向）に回転する。
【００２５】
＜ソリッドヒータ７１＞
定着ベルト７８の加熱には、ハロゲンランプや電磁誘導による方法などが用いられてきた。しかし、これらの方法は、定着ベルト７８が予め定められた温度に達するまでに要する時間（スタンバイ時間）が長く、消費電力が大きく、構成が複雑であった。
以下に説明するソリッドヒータ７１は、構成が簡単である。また、ソリッドヒータ７１は、熱容量が小さいため、スタンバイ時間を設けることを要しない。よって、利便性が向上する。すなわち、定着ユニット６０にソリッドヒータ７１を用いることで、低コスト化及び低消費電力化が図れる。
【００２６】
図３は、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する図である。図３（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
なお、ソリッドヒータ７１は、図２で示したように定着ベルト７８が移動する方向（矢印Ｅの方向）において断面が弧状であるが、図３（ｂ）では、ソリッドヒータ７１の一部を示すことから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
【００２７】
ソリッドヒータ７１は、複数の抵抗発熱体１２０（発熱体の一例）と、複数のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子１３０（正の温度係数の抵抗素子の一例）と、これらを接続する配線１４０と、配線１４０と接続された端子１５０と、これらを支持する基板１１０とを備えている。
図３（ａ）の上面図に示すように、基板１１０の一方の面（以下では、表面と表記する。）に、複数の抵抗発熱体１２０、配線１４０、端子１５０を備えている。
一方、図３（ｂ）の断面図に示すように、基板１１０の他方の面（以下では、裏面と表記する。）に、複数のＰＴＣ素子１３０を備えている。
なお、ソリッドヒータ７１は、基板１１０の表面側において、循環する定着ベルト７８と接触する。循環する定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１における基板１１０の表面側を摺動する。
【００２８】
基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成されている。なお、基板１１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）以外の、アルミニウム、銅などの金属材料で構成されてもよい。また、焼成されたセラミック材料で構成されてもよい。さらに、耐熱性のプラスチック材料で構成されてもよい。
【００２９】
抵抗発熱体１２０は、例えば、Ｐｄの比率が高いＡｇＰｄなどで構成されている。電流を流すことにより発熱する。
【００３０】
ＰＴＣ素子１３０は、温度の上昇に対して抵抗が増加する抵抗素子である。正の温度係数のサーミスタと表記されることがある。ＰＴＣ素子１３０の本体部１３１は、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）に微量の希土類などを添加して構成されている。ＰＴＣ素子１３０の本体部１３１は、キュリー温度（キュリー点）を有し、その温度以上になると、急激に抵抗が増大する。
【００３１】
ＰＴＣ素子１３０は、チップ状であって、例えば、縦２ｍｍ×横２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍである。そして、本体部１３１の両端側（図３（ａ）では紙面において上下側、図３（ｂ）では紙面において左右側）に、Ｎｉめっきを下地にしたＡｇなどの電極１３２、１３３が予め設けられている。電極１３２、１３３は、本体部１３１に対して、断面コ字状に形成されている。そして、温度が上昇しない状態において、ＰＴＣ素子１３０は、電極１３２と電極１３３との距離によって、抵抗値が設定される。すなわち、ＰＴＣ素子１３０は、電極１３２と電極１３３との距離が短いほど、温度が上昇しない状態における抵抗が小さい。
【００３２】
なお、電極１３２、１３３は、本体部１３１に対して、断面コ字状に形成されているとしたが、他の形状に形成されていてもよい。例えば、側面と上面のみに形成されていてもよい。後述するように、接続用の配線１４４、１４５及び導線（ワイヤ）１８４、１８５により、ＰＴＣ素子１３０の電極１３２、１３３が配線１４２、１４３と電気的に接続されればよい。
【００３３】
そして、図３（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子１３０は、後述する保持具１８０に搭載され、絶縁層１６５を介して、基板１１０の裏面に取付けられている。
保持具１８０は、保持具本体部１８１と、保持具本体部１８１と一体に設けられた管部１８２、１８３と、管部１８２、１８３にそれぞれ埋め込まれた導線１８４、１８５とを備える。保持具１８０は、セラミックなどの絶縁性の材料で構成されている。管部１８２、１８３は、平板状の保持具本体部１８１を貫通し、一方の側（図３（ｂ）において上方）に突き出すように設けられている。そして、導線１８４、１８５は、管部１８２、１８３に収納され（埋め込まれ）、それぞれの両端が管部１８２、１８３の両端部から飛び出している。
導線１８４、１８５は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの電気伝導度及び耐熱性が高い金属で構成されている。
なお、保持具１８０は、保持具本体部１８１と管部１８２、１８３とが別体で構成されていてもよい。
【００３４】
ＰＴＣ素子１３０は、保持具１８０に搭載され、基板１１０の裏面に設けられた絶縁層１６５上に取付けられる。このとき、保持具１８０の管部１８２、１８３は、基板１１０に設けられた貫通孔を介して、基板１１０の表面側に突き出している。
【００３５】
配線１４０は、例えばＰｄの比率が低いＡｇＰｄなどで構成されている。配線１４０は、図３（ａ）の紙面において上側の配線１４１と、下側の配線１４２と、抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０との間の配線１４３とを備える。なお、配線１４０は、図３（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子１３０の電極１３２と導線１８４とを接続する配線１４４と、ＰＴＣ素子１３０の電極１３３と導線１８５とを接続する配線１４５とをさらに備える。なお、配線１４４、１４５を接続電極と表記することがある。
そして、図３（ａ）、（ｂ）では、配線１４０については、１４１（１４０）、１４２（１４０）などと表記する。なお、配線１４１、１４２、１４３、１４４、１４５をそれぞれ区別しない場合は、配線１４０と表記する。
【００３６】
そして、複数の抵抗発熱体１２０における抵抗発熱体１２０と複数のＰＴＣ素子１３０におけるＰＴＣ素子１３０とは、電気的に直列に接続されている。すなわち、抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０とが直列接続された組が、複数設けられている。そして、複数の組が配線１４１と配線１４２との間に並列接続されている。
【００３７】
端子１５０は、保護層１７０（図３（ｂ）参照。）を設けないで、表面を露出させた配線１４０（配線１４１、１４２）の一部である。端子１５０は、配線１４１の端部に設けられた端子１５１と、配線１４２に接続される端子１５２とを備える。図３（ａ）では、１５１（１５０）、１５２（１５０）と表記する。
端子１５０は、電流を供給する導線（ワイヤ）との接続が容易なように、配線１４１、１４２が幅広に構成されている。
【００３８】
そして、端子１５１と端子１５２との間に電圧を印加して電流を流すことで、電気的に直列接続された抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０との組毎に電流が流れる。そして、抵抗発熱体１２０が発熱する。
なお、端子１５１と端子１５２との間に印加される電圧は、例えばＡＣ１００Ｖである。
【００３９】
図３（ａ）の紙面において左右端の抵抗発熱体１２０の形状は、それ以外の抵抗発熱体１２０と異なっている。これは、定着ベルト７８の用紙Ｐが通過しない部分は、発熱することを要しないためである。すなわち、抵抗発熱体１２０の設けられた範囲が、画像形成装置１が扱う用紙Ｐの最大幅である。なお、左右端の抵抗発熱体１２０の形状を、それ以外の抵抗発熱体１２０の形状と同じとしてもよい。
【００４０】
次に、図３（ｂ）の断面図により、ソリッドヒータ７１の断面構造をより詳細に説明する。
まず、基板１１０の表面側を説明する。
基板１１０の表面には、一様に絶縁層１６０が設けられている。そして、絶縁層１６０上に、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）が設けられている。なお、図３（ｂ）では、図の外側になるため、配線１４１を示していない。
【００４１】
絶縁層１６０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性の金属材料などで構成された場合に、基板１１０と抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）とが電気的に短絡することを抑制する。なお、基板１１０がセラミック材料などの絶縁性の材料で構成された場合には、絶縁層１６０を設けなくともよい。ここでは、基板１１０と絶縁層１６０とをまとめて基板と表記することがある。そして、抵抗発熱体１２０、ＰＴＣ素子１３０は、絶縁層１６０上に設けられていても基板上に設けられていると表記することがある。
絶縁層１６０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。絶縁層１６０は、ガラス材料で構成された場合、アンダーグレイズと表記されることがある。
【００４２】
配線１４１は、複数の抵抗発熱体１２０の一方の端と接続されている（図３（ａ）参照）。配線１４２は、複数のＰＴＣ素子１３０のそれぞれに接続された導線１８５と接続されている。
配線１４３は、複数あって、それぞれの一方の端が、抵抗発熱体１２０の他方の端と接続されている。配線１４３の他方の端は、ＰＴＣ素子１３０に接続された導線１８４と接続されている。
【００４３】
なお、導線１８４は、保持具１８０の管部１８２から飛び出した部分を折り曲げて、配線１４３と接続され、導線１８５は、保持具１８０の管部１８３から飛び出した部分を折り曲げて、配線１４２と接続されている。
このため、導線１８４、１８５の折り曲げた部分が、基板１１０の表面から飛び出している。
【００４４】
そして、抵抗発熱体１２０及び配線１４０上に、保護層１７０が設けられている。
保護層１７０の表面（基板１１０から遠い側）は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。すなわち、保護層１７０は、導線１８４、１８５の折り曲げた部分を埋め込み、飛び出して突起状にならないようにしている。
保護層１７０は、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）などが、定着ベルト７８と直接接触することを抑制する。例えば、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とを円滑に摺動させるために、ソリッドヒータ７１と定着ベルト７８との間に、シリコーンオイルなどの潤滑材を供給することがある。この場合、保護層１７０を設けないと、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）などにおいて電気的な短絡が生じるおそれがある。
【００４５】
保護層１７０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。保護層１７０は、ガラス材料で構成された場合、オーバーグレイズと表記されることがある。
そして、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、図３（ｂ）に示すように、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０は、厚さｄ１である。すなわち、定着ベルト７８と抵抗発熱体１２０との距離は、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０の厚さｄ１となる。
すなわち、第１の実施の形態におけるソリッドヒータ７１では、図３（ｂ）に示すように、基板１１０の表面側に飛び出した導線１８４、１８５により、保護層１７０の厚さｄ１（定着ベルト７８と抵抗発熱体１２０との距離）が設定される。
【００４６】
次に、基板１１０の裏面側を説明する。
基板１１０の裏面には、保持具１８０に搭載されたＰＴＣ素子１３０が配置される部分に、絶縁層１６５が設けられている。そして、絶縁層１６５上に保持具１８０に搭載されたＰＴＣ素子１３０が配置されている。絶縁層１６５は、保持具１８０を基板１１０に固定する。
【００４７】
配線１４４は、ＰＴＣ素子１３０の電極１３２と導線１８４とを、ＰＴＣ素子１３０の側面及び／又は上面で接続している。同様に、配線１４５は、ＰＴＣ素子１３０の電極１３３と導線１８５とを、ＰＴＣ素子１３０の側面及び／又は上面で接続している。
【００４８】
絶縁層１６０、１６５及び保護層１７０は、ガラス材料で構成される場合、ガラス粒子を分散させたガラスペーストを塗布し、加熱によりガラスペーストに含まれるガラス粒子を軟化又は溶融させることで、流動（粘性流動）を生じさせて形成される。すなわち、絶縁層１６０、１６５及び保護層１７０は、ガラス粒子が軟化又は溶融して互いに融着し、より緻密な構造となっている。そして、表面は、粘性流動により凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。
なお、ガラスペーストについては、後に詳述する。
【００４９】
絶縁層１６０、１６５は、例えば、厚さが１５μｍ〜７０μｍである。これに対して、抵抗発熱体１２０、配線１４０の厚さは、１０μｍ〜３０μｍである。
【００５０】
ここで、ＰＴＣ素子１３０の機能を説明する。
ＰＴＣ素子１３０は、温度の上昇に対して抵抗が増加する。よって、抵抗発熱体１２０により、ソリッドヒータ７１が予め定められた温度以上に高くなると、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が増加する。そして、ＰＴＣ素子１３０に直列接続された抵抗発熱体１２０に流れる電流を制限する。これにより、抵抗発熱体１２０の発熱量が抑制され、温度が下がる。すると、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が低下し、抵抗発熱体１２０に流れる電流が増加し、温度が上がる。すなわち、ＰＴＣ素子１３０は、ソリッドヒータ７１の過熱を抑制する。
【００５１】
定着ユニット６０のニップ部Ｎにおいて、定着ベルト７８により用紙Ｐが加熱されると、定着ベルト７８から用紙Ｐに熱が奪われる。このため、定着ベルト７８の温度が低下する。すると、温度が低下した定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１によって再び予め定められた温度に加熱される。
しかし、最大幅より狭い（小さい）用紙Ｐが搬送されてきた場合、用紙Ｐに接触しないことにより、定着ベルト７８に用紙Ｐに熱が奪われない部分が生じる。このような用紙Ｐが接触しない定着ベルト７８の部分は、温度が高い状態のままとなる。そして、定着ベルト７８のこの部分は、ソリッドヒータ７１により予め定められた温度以上に加熱される（過熱状態に移行する）。このとき、定着ベルト７８のみならず、ソリッドヒータ７１も過熱状態に移行する。
【００５２】
そこで、第１の実施の形態のソリッドヒータ７１では、抵抗発熱体１２０をソリッドヒータ７１の幅方向に複数設けるとともに、それぞれの抵抗発熱体１２０にＰＴＣ素子１３０を直列接続している。
すると、用紙Ｐが接触しない定着ベルト７８の過熱状態に移行した部分において、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が上昇し、抵抗発熱体１２０に流れる電流を制限する。これにより、ソリッドヒータ７１及び定着ベルト７８が過熱状態に移行することを抑制する。
一方、用紙Ｐが接触する定着ベルト７８の部分では、抵抗発熱体１２０に流れる電流が制限されないので、加熱が継続される。
【００５３】
よって、ＰＴＣ素子１３０は、ソリッドヒータ７１の基板１１０上において、抵抗発熱体１２０の近傍に設けられることが求められるため、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、基板１１０の表面側に抵抗発熱体１２０を設け（配置し）、抵抗発熱体１２０の近傍に当たる基板１１０の裏面側にＰＴＣ素子１３０を設け（配置し）ている。
【００５４】
図４は、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′を説明する図である。図４（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１′の上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのソリッドヒータ７１′の断面図である。
図４（ａ）に示すように、ソリッドヒータ７１′は、基板１１０の表面側にＰＴＣ素子１３０を設けている。そして、保護層１７０は、ＰＴＣ素子１３０を埋め込んだ状態で、表面がなだらか且つ滑らかになって（平滑化されて）いる。
よって、この第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′でも、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様に、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とが接触する面が凹凸の抑制された、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）表面であるので、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とは円滑に摺動する。
【００５５】
そして、保護層１７０は、抵抗発熱体１２０上において厚さｄ０となっている。すなわち、定着ベルト７８と抵抗発熱体１２０との距離は、保護層１７０の厚さｄ０である。なお、厚さｄ０は、ＰＴＣ素子１３０の厚さ（例えば、０．２ｍｍ）により決まるため、図３に示した第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の保護層１７０の厚さｄ１より厚い（ｄ０＞ｄ１）。
したがって、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′では、保護層１７０が厚い（厚さｄ０）ために、熱容量が大きくなり、加熱に時間を要するとともに、加熱するエネルギが多く必要となる。さらに、抵抗発熱体１２０と定着ベルト７８との距離（厚さｄ０）が大きくなって、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８への熱伝導の効率が劣る。また、保護層１７０を構成するガラス材料を多く必要とし、コストがかかってしまう。
そして、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′では、ＰＴＣ素子１３０を基板１１０の表面側に配置しているので、ＰＴＣ素子１３０は、定着ベルト７８との摺動による摩擦の影響や汚染を受けやすい。
さらに、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′では、ＰＴＣ素子１３０が保護層１７０で覆われるため、保護層１７０を形成する過程などにおいて、ＰＴＣ素子１３０の特性が劣化するおそれがある。
【００５６】
以上説明したように、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、基板１１０の裏面にＰＴＣ素子１３０を配置し、ＰＴＣ素子１３０が定着ベルト７８側に突出しないようにしている。そして、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０の厚さ（厚さｄ１）、すなわち、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８までの距離を小さくして、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８への熱伝導の効率を向上させている。よって、ソリッドヒータ７１が予め定められた温度まで加熱される時間が短縮されるとともに、消費電力が低減する。さらに、画像形成における定着に係る時間が短くなる。
また、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、保護層１７０を構成するガラス材料が少なくて済むため、コストが低くなる。そして、ＰＴＣ素子１３０を基板１１０の裏面に配置することで、定着ベルト７８との摺動による摩擦や汚染からＰＴＣ素子１３０を保護している。
さらに、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′と異なり、ＰＴＣ素子１３０が保護層１７０で覆われないため、ＰＴＣ素子１３０の特性が劣化することが抑制される。
【００５７】
＜ＰＴＣ素子１３０の保持具１８０への搭載方法＞
図５は、ＰＴＣ素子１３０を保持具１８０に搭載する前後の状態を説明する図である。図５（ａ１）、（ｂ１）は、搭載する前、図５（ａ２）、（ｂ２）は、搭載した後を示す。
保持具１８０は、前述したように、セラミックなどで構成され、平板状の保持具本体部１８１と、保持具本体部１８１に貫通するとともに一方の側に飛び出した管部１８２、１８３とを備えている。管部１８２、１８３には、導線１８４、１８５が収納されて（埋め込まれて）いる。
ここでは、保持具１８０は、保持具本体部１８１と管部１８２、１８３とが一体で構成されるとともに、管部１８２、１８３に導線１８４、１８５が収納された状態で焼成されているとする。
【００５８】
図５（ｂ１）に示すように、保持具本体部１８１の平坦な側（管部１８２、１８３が設けられた反対側）に、ＰＴＣ素子１３０を固定する固定層１９０が塗布される。固定層１９０は、例えばガラス粒子を含むガラスペーストである。ガラスペーストは、例えば、ディスペンサ又はジェットディスペンサで塗布する。
ガラスペースト、ディスペンサ及びジェットディスペンサについては、後述する。
【００５９】
そして、保持具１８０上の固定層１９０上にＰＴＣ素子１３０を押しつけることで、保持具１８０上にＰＴＣ素子１３０を位置決めする。
【００６０】
次に、図５（ａ２）、（ｂ２）に示すように、保持具１８０の導線１８４とＰＴＣ素子１３０の電極１３２とを接続する配線１４４と、導線１８５とＰＴＣ素子１３０の電極１３３とを接続する配線１４５とを形成する。配線１４４、１４５は、Ａｇの比率が高いＡｇＰｄなどの導電性粒子を含む接続配線用ペーストを塗布して形成する。接続配線用ペーストは、例えば、ディスペンサ又はジェットディスペンサで塗布する。
接続配線用ペーストについては、後述する。
【００６１】
そして、ＰＴＣ素子１３０が搭載された保持具１８０を、予め定められた温度の電気炉（オーブン）などで乾燥させる。
次いで、酸素を含む雰囲気において、予め定められた温度の電気炉（オーブン）などで焼成する。これにより、ガラスペーストに含まれるガラス粒子が軟化又は溶融して緻密なガラス層（固定層１９０）となって、ＰＴＣ素子１３０を保持具１８０に固定する。また、接続配線用ペーストに含まれるＡｇＰｄなどの導電性粒子が凝集して配線１４４、１４５が形成される。
このようにして、保持具１８０にＰＴＣ素子１３０が搭載される。
【００６２】
なお、保持具１８０に搭載されたＰＴＣ素子１３０は、パラキシリレン系などの耐熱性で電気絶縁性の樹脂などを保護層として塗布されてもよい。
【００６３】
ここで、ガラスペースト及び接続配線用ペーストなどについて説明する。
ガラスペーストは、ガラス材料の微粒子（ガラス粒子）と、ガラス粒子を懸濁しておくバインダと、ガラスペーストの粘度を調整する溶剤とを含む。
ガラス粒子は、予め定められた温度に加熱されると軟化又は溶融して、緻密なガラス層を形成する。この際、表面張力（粘性流動）により、表面は、凹凸が抑制された、なだらかで且つ滑らかな（平滑された）形状になる。
バインダは、例えばエチルセルロースである。
【００６４】
接続配線用ペーストや後述する抵抗発熱体用ペースト、配線ペーストは、ＡｇＰｄなどの導電性粒子を含む導体ペーストである。導体ペーストも、導電性粒子に加えて、バインダ、溶剤を含む。なお、用途によって、導電性粒子の組成が調整されている。
【００６５】
ガラスペースト及び導体ペースト（以下では、ペーストと表記する。）は、スクリーン印刷、ディスペンサ又はジェットディスペンサなどにより塗布される。
スクリーン印刷とは、スクリーンを基板に接触させながら、スクリーンに設けた開口を通して、スキージによりペーストを基板上に押し出して、塗布する方法である。
ディスペンサとは、ノズルからペーストを吐出させて、塗布する方法である。また、ジェットディスペンサとは、圧力をかけてペーストをノズルから吐出させて、塗布する方法である。ディスペンサ及びジェットディスペンサは、ノズルの先端は基板から離れている。そして、ジェットディスペンサでは、ディスペンサに比べて長い距離において、ペーストが径の小さい状態で塗布される。ディスペンサ及びジェットディスペンサは、ノズル又は基板を移動させながら、ペーストを塗布していく。
【００６６】
スクリーン印刷は、平らな基板にペーストを一括して塗布することに適する。しかし、スクリーンとの間に距離がある凹部や小型の部材には塗布しづらい。
一方、ディスペンサ及びジェットディスペンサは、凹部や小型の部材にもペーストを塗布しやすい。
なお、スクリーン印刷の代わりに、ディスペンサ又はジェットディスペンサを用いてもよい。
さらに、刷毛などでペーストを塗布してもよい。
【００６７】
いずれの方法においても、塗布されたペーストは、表面の凹凸が表面張力により緩和されるように、予め定められた時間放置される（レべリング）。
次に、ペーストに含まれる溶剤を蒸発させるために、予め定められた温度に設定された電気炉（オーブン）などで乾燥される（乾燥）。
そして、ペーストに予め定められた温度に設定された電気炉（オーブン）などで焼成される（焼成）。焼成は、空気などの酸素を含む雰囲気（酸素雰囲気）で行われる。この際、ペーストに含まれているエチルセルロースなどのバインダが燃焼し、炭酸ガスとなって除去される。そして、ガラスペーストの場合には、ガラス粒子が軟化又は溶融して、互いに融着し、緻密なガラス層になる。一方、導体ペーストの場合には、導電性粒子が凝集して、導体（配線）となる。
【００６８】
以下では、ペーストを、表面の凹凸が表面張力により緩和されるように、予め定められた時間放置することを「レべリング」、溶剤を蒸発させることを「乾燥」、バインダを燃焼により除去し、ガラスペーストの場合には緻密なガラス層に、導電ペーストの場合には導体（配線）にすることを「焼成」と表記する。
【００６９】
＜ソリッドヒータ７１の製造方法＞
次に、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。
図６は、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する拡大図である。図６（ａ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の表面側から見た図、図６（ｂ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の裏面側から見た図、図６（ｃ）は、図６（ａ）、（ｂ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、ＰＴＣ素子１３０と抵抗発熱体１２０との一組を示している。
【００７０】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、ソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。
まず、保持具１８０の管部１８２、１８３が貫通する貫通孔が設けられた基板１１０を製作する。例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板をソリッドヒータ７１の形状に切り抜き、断面が弧状に湾曲するように加工するとともに、貫通孔を設ける。
【００７１】
次に、図６（ｃ）に示すように、基板１１０の表面に絶縁層１６０を形成する。絶縁層１６０は、例えば、絶縁性のガラス層が得られるガラスペーストをスクリーン印刷により、基板１１０の表面に塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、緻密なガラス層を形成する。
なお、前述したように、絶縁層１６０は、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）と基板１１０とが電気的に短絡しないように設けられている。そこで、ピンホールなどの発生を抑制するため、ガラス層を二層に形成してもよい。この場合、上記のガラス層を形成する工程を二回繰り返せばよい。
【００７２】
次に、基板１１０の絶縁層１６０上に抵抗発熱体１２０を形成する。抵抗発熱体１２０は、例えば、Ｐｄの比率が大きいＡｇＰｄを含む抵抗発熱体用ペーストをスクリーン印刷により、基板１１０の絶縁層１６０上に塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、抵抗発熱体１２０を形成する。
なお、ガラス層である絶縁層１６０と接着（密着）しやすいように、抵抗発熱体用ペーストは、ガラス粒子を含んでいてもよい。
【００７３】
次に、基板１１０の絶縁層１６０上に、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）を形成する。なお、配線１４１は、抵抗発熱体１２０の一方の端と接続される。配線１４２は、ＰＴＣ素子１３０の保持具１８０の管部１８３（導線１８５）が挿入される貫通孔の周りに延びている。そして、配線１４３は、一端が抵抗発熱体１２０の他方の端と接続されるとともに、他端がＰＴＣ素子１３０の保持具１８０の管部１８２（導線１８４）が挿入される貫通孔の周りに延びている。
なお、配線１４２、１４３は、保持具１８０の管部１８２、１８３が挿入される貫通孔の周りを囲まなくてもよく、貫通孔の近傍まで延びていればよい。
配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）は、例えば、Ｐｄの比率が小さいＡｇＰｄを含む配線用ペーストをスクリーン印刷により、基板１１０の絶縁層１６０上に塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）を形成する。
【００７４】
次に、基板１１０の裏面に、ＰＴＣ素子１３０を搭載した保持具１８０を、絶縁層１６５を介して取り付ける。ＰＴＣ素子１３０を搭載した保持具１８０の製作方法は、前述した通りである。
まず、基板１１０の裏面に、絶縁層１６５を形成する。絶縁層１６５は、例えば、絶縁性のガラス層が得られるガラスペーストをスクリーン印刷により、基板１１０の裏面に塗布する。そして、レべリングののち、ＰＴＣ素子１３０を搭載した保持具１８０を塗布されたガラスペースト上に取付ける。このとき、保持具１８０の管部１８２、１８３を、基板１１０に設けられた貫通孔に挿入し、保持具本体部１８１を塗布したガラスペーストに押し付けて密着させる。乾燥、焼成を経て、保持具１８０を基板１１０の裏面に固定する。
なお、絶縁層１６０となるガラスペーストと絶縁層１６５となるガラスペーストとは、焼成する温度などが異なっていてもよい。
【００７５】
次に、基板１１０の表面側において、保持具１８０の導線１８４を折り曲げて、配線１４３に接続する。同様に、保持具１８０の導線１８５を折り曲げて、配線１４２に接続する。
図示しないが、導線１８４と配線１４３との接続、及び、導線１８５と配線１４２との接続は、ＡｇＰｄなどの導電性粒子を含む導体ペーストを用いて行ってもよい。
【００７６】
その後、基板１１０の表面側において、保護層１７０を形成する。
保護層１７０は、例えば、絶縁性のガラス層が得られるガラスペーストをスクリーン印刷により、導線１８４、１８５を覆って、表面がなだらか且つ滑らか（平滑化）になる厚さに塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、保護層１７０を形成する。
【００７７】
以上説明したようにして、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１が製造される。
【００７８】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、基板１１０の表面に抵抗発熱体１２０を、裏面にＰＴＣ素子１３０を設けた。そして、基板１１０に設けた貫通孔を介して、抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０とを接続した。そして、基板１１０の表面側に飛び出したＰＴＣ素子１３０を搭載した保持具１８０の導線１８４、１８５を覆うように、保護層１７０を設けた。
すなわち、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、保護層１７０の厚さは、基板１１０の表面側に飛び出した保持具１８０の導線１８４、１８５により設定された。
【００７９】
第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、基板１１０に表面側から見て凹となる凹部１１２を設け、凹部１１２に保持具１８０の導線１８４、１８５が飛び出すようにした。
ソリッドヒータ７１を除く他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略し、ソリッドヒータ７１の異なる部分を説明する。
【００８０】
＜ソリッドヒータ７１＞
図７は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する図である。図７（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
なお、ソリッドヒータ７１は、図２で示したように定着ベルト７８が移動する方向（矢印Ｅの方向）において断面が弧状であるが、図７（ｂ）では、ソリッドヒータ７１の一部を示すことから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
【００８１】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子１３０は、基板１１０の表面側から見た場合に凹になる凹部１１２の裏面に設けられている。なお、凹部１１２以外を平坦部１１１と表記する。凹部１１２は、ＰＴＣ素子１３０毎に個別に設けられている。よって、凹部１１２を個別凹部１１２と表記する。
基板１１０の表面側に飛び出した導線１８４、１８５は、個別凹部１１２内に収められている。そして、個別凹部１１２を含む保護層１７０の表面は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。
よって、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０の厚さ（厚さｄ２）は、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の場合の厚さ（厚さｄ１）より薄い。
保護層１７０が厚さｄ２（＜ｄ１）と薄いため、熱容量が小さい。このため、ソリッドヒータ７１を加熱するエネルギが少なくて済むとともに、加熱に要する時間が短くなる。また、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８への熱伝導の効率が向上する。
【００８２】
＜ソリッドヒータ７１の製造方法＞
次に、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。
図８は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する拡大図である。図８（ａ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の表面側から見た図、図８（ｂ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の裏面側から見た図、図８（ｃ）は、図８（ａ）、（ｂ）のＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、一組のＰＴＣ素子１３０及び抵抗発熱体１２０を示している。
【００８３】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、基板１１０が個別凹部１１２を備えること、及び、個別凹部１１２にも絶縁層１６０、配線１４２、１４３が形成されている点を除いて、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様である。よって、異なる部分を説明し、同様の部分の説明を省略する。
【００８４】
まず、個別凹部１１２、及び、ＰＴＣ素子１３０を保持する保持具１８０の管部１８２、１８３が貫通する貫通孔が設けられた基板１１０を製作する。基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）である。個別凹部１１２は、例えば、プレス加工により形成される。
【００８５】
絶縁層１６０は、平坦部１１１においては、絶縁性のガラス層となるガラスペーストを用いてスクリーン印刷で形成される。一方、個別凹部１１２は、基板１１０の平坦部１１１の表面から距離があるため、スクリーン印刷のスクリーンが、個別凹部１１２の底に接触しづらい。このため、スクリーンから押し出されるガラスペーストが個別凹部１１２の底に付着しづらい。よって、個別凹部１１２に均一な厚さのガラスペーストが塗布されにくい。
そこで、個別凹部１１２には、ガラスペーストをディスペンサやジェットディスペンサなどによってガラスペーストを塗布する。
【００８６】
同様に、個別凹部１１２内に設けられる配線１４２、１４３の一部についても、配線用ペーストをディスペンサやジェットディスペンサなどによって塗布する。なお、平坦部１１１に設けられる配線１４２、１４３の部分については、配線用ペーストをスクリーン印刷により塗布する。
なお、顕微鏡などで、平坦部１１１上に塗布された配線用ペーストを観察しつつ、個別凹部１１２における配線１４２、１４３となる配線用ペーストを塗布することで、平坦部１１１上に形成される配線１４２、１４３と個別凹部１１２に形成される配線１４２、１４３とが接続されて形成される。また、顕微鏡で観察される画像から配線を認識して、自動化してもよい。
【００８７】
そして、個別凹部１１２内に設けられる保護層１７０の一部についても、絶縁性のガラス層となるガラスペーストをディスペンサやジェットディスペンサなどによって塗布する。なお、平坦部１１１に設けられる保護層１７０の部分については、スクリーン印刷により塗布する。
なお、個別凹部１１２を含んで、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）表面とするため、個別凹部１１２には、平坦部１１１より、保護層１７０となるガラスペーストが厚く塗布される。ただし、個別凹部１１２としているので、表面をなだらか且つ滑らか（平滑化）にするために用いるガラスペーストの量は、後述する連続凹部１１３（図９参照）の場合に比べて、少なくてすむ。
【００８８】
このようにして、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１が製造される。
【００８９】
次に、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の変形例を説明する。
図９は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の変形例を説明する図である。図９（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の上面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
なお、ソリッドヒータ７１は、図２で示したように定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧状であるが、図９（ｂ）に示すソリッドヒータ７１は、一部であることから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
【００９０】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子１３０は、基板１１０の表面側から見た場合に凹になっている凹部１１３の裏面に設けられている。なお、凹部１１３以外を平坦部１１１と表記する。凹部１１３は、複数のＰＴＣ素子１３０に対して連続するように設けられている。よって、凹部１１３を連続凹部１１３と表記する。
基板１１０の表面側に飛び出した導線１８４、１８５は、連続凹部１１３内に収められている。そして、連続凹部１１３を含み、保護層１７０の表面は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。
【００９１】
連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べ形状が大きい。よって、連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べて、精度を低くしても形成しうる。すなわち、連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べて、基板１１０の加工がしやすい。
なお、連続凹部１１３は、すべてのＰＴＣ素子１３０に対して設けなくともよく、複数（２個以上）のＰＴＣ素子１３０に対して設ければよい。
なお、連続凹部１１３は、保護層１７０で埋められる。よって、連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べて、ガラスペーストを多く要する。
【００９２】
第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の変形例は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様な製造方法で製造できる。よって、説明を省略する。
【００９３】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、基板１１０の裏面に設けられたＰＴＣ素子１３０が、抵抗発熱体１２０の裏側からずれた位置に設けられていた。
第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、基板１１０の裏面に設けられたＰＴＣ素子１３０が、抵抗発熱体１２０の裏側に設けられている。
ソリッドヒータ７１を除く他の構成は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略し、ソリッドヒータ７１の異なる部分を説明する。
【００９４】
＜ソリッドヒータ７１＞
図１０は、第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する拡大図である。図１０（ａ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の表面側から見た図、図１０（ｂ）は、ソリッドヒータ７１を基板１１０の裏面側から見た図、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）、（ｂ）のＸＣ−ＸＣ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、一組のＰＴＣ素子１３０及び抵抗発熱体１２０を示している。
【００９５】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する。
ソリッドヒータ７１は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様に、基板１１０の表面側から見て、凹部１１２を備えている。なお、凹部１１２以外を平坦部１１１と表記する。そして、基板１１０は、それぞれが導線１８８、１８９を埋め込んだ管部材１８６、１８７が挿入される貫通孔を備えている。
基板１１０の表面側の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【００９６】
基板１１０の裏面には、絶縁層１６５が一様に設けられている。そして、配線１４６、１４７が設けられている。そして、これらの配線１４６、１４７に接続されたＰＴＣ素子１３０が、抵抗発熱体１２０の裏側に設けられている。
そして、表面側の配線１４３と裏面側の配線１４６とを接続するため、基板１１０に設けられた貫通孔に管部材１８６が挿入されている。管部材１８６に埋め込まれた導線１８８により、配線１４３と配線１４６とが接続されている。同様に、表面側の配線１４２と裏面側の配線１４７とを接続するため、基板１１０に設けられた貫通孔に管部材１８７が挿入されている。管部材１８７に埋め込まれた導線１８９により、配線１４２と配線１４７とが接続されている。
【００９７】
管部材１８６、１８７は、例えば、第１の実施の形態で説明した保持具１８０と同様に、絶縁性のセラミックで構成されている。そして、導線１８８、１８９は、例えば、第１の実施の形態で説明した導線１８４、１８５と同様に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの電気伝導度及び耐熱性が高い金属で構成されている。
【００９８】
そして、配線１４６とＰＴＣ素子１３０の電極１３３とが、配線１４５により接続されている。同様に、配線１４７とＰＴＣ素子１３０の電極１３２とが、配線１４４により接続されている。
【００９９】
このように、ＰＴＣ素子１３０を抵抗発熱体１２０の裏側に配置することで、裏側に配置しない場合に比べて、抵抗発熱体１２０の温度上昇に対して早く反応しうる。つまり、ＰＴＣ素子１３０は、ソリッドヒータ７１の過熱をいち早く検知しうる。そして、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が増大して電流を抑制することで、ソリッドヒータ７１、定着ベルト７８などの過熱を抑制する。特に、電流の急増などによる異常加熱などのトラブル発生時において、ソリッドヒータ７１における過熱をいち早く検知することで、ソリッドヒータ７１が深刻なダメージを受けることが抑制される。
【０１００】
なお、ＰＴＣ素子１３０が設けられる抵抗発熱体１２０の裏側とは、基板１１０の厚さ方向の熱伝導により、抵抗発熱体１２０の温度上昇が、ＰＴＣ素子１３０で検知できる位置であればよい。例えば、基板１１０の表面側に設けられた抵抗発熱体１２０を基板１１０の裏面側に投影した際に、抵抗発熱体１２０が存在する範囲である。そして、ＰＴＣ素子１３０の一部がこの範囲に含まれていればよい。
【０１０１】
第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、これまで説明した第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の製造方法を、一部変更して適用することで製造される。すなわち、基板１１０の裏面の全面に絶縁層１６５を形成し、絶縁層１６５上に、配線１４６、１４７を、配線１４１、１４２、１４３と同様に、形成すればよい。そして、ＰＴＣ素子１３０を、第１の実施の形態で説明した保持具１８０に搭載する代わりに、基板１１０の裏面の絶縁層１６５上に搭載すればよい。
他の部分は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【０１０２】
なお、第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の基板１１０は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様に、個別凹部１１２を備えるとした。しかし、基板１１０は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の変形例である連続凹部１１３を備える基板１１０としてもよく、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の凹部を備えない基板１１０としてもよい。
【０１０３】
上記した絶縁層１６０、１６５、保護層１７０、固定層１９０に用いるガラスペーストは、組成が同じものであってもよく、軟化する温度（ガラス転移温度）が異なるように、組成を変えたものであってもよい。
【０１０４】
第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、塗布したガラスペーストを、酸素を含む雰囲気中で焼成することで絶縁層１６０、１６５、保護層１７０、固定層１９０を形成した。
ガラスペーストの代わりに、絶縁性のセラミックの微粒子を含有するペーストを用い、酸素を含む雰囲気で焼成して、絶縁層１６０、１６５、保護層１７０又は／及び固定層１９０を形成してもよい。酸素を含む雰囲気で焼成することにより、エチルセルロースなどのバインダが燃焼して除去されるとともに、セラミックの微粒子同士が焼結される。
【０１０５】
第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、抵抗発熱体１２０の全てにＰＴＣ素子１３０を直列接続した。しかし、一部の抵抗発熱体１２０のみにＰＴＣ素子１３０を直列接続してもよい。例えば、使用される様々な用紙Ｐの幅方向のサイズについて、これら全てのサイズの用紙Ｐが通過する定着ベルト７８の幅方向の領域（最小サイズの用紙が通過する幅方向の領域）に属する抵抗発熱体１２０に対しては、ＰＴＣ素子１３０を接続しなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１、１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ…画像形成ユニット、４０…用紙収容部、５０…搬送部、６０…定着ユニット、７０…ヒータユニット、７１…ソリッドヒータ、７８…定着ベルト、７９…押圧パッド、８０…加圧ロール、１１０…基板、１１１…平坦部、１１２…凹部（個別凹部）、１１３…凹部（連続凹部）、１２０…抵抗発熱体、１３０…ＰＴＣ素子、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５…配線、１５０、１５１、１５２…端子、１６０、１６５…絶縁層、１７０…保護層、１８０…保持具
【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】
0006696225.tif 000007
【図７】
0006696225.tif 000008
【図８】
0006696225.tif 000009
【図９】
0006696225.tif 000010
【図１０】
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