(57)【要約】【課題】回転体（フィルム）４と、該回転体の表面と圧接部Ｎを形成する加圧部材３と、発熱体８を内包し回転体の内面と接触する加熱基板１２とを有し、圧接部Ｎに被加熱材１を挟持搬送させて加熱するオンデマンド加熱装置について、高速化に伴う回転体搬送性、耐久性及び加熱効率の向上を図る。【解決手段】曲面形状を加熱面に有し、発熱体８を反加熱面側に有するＡｌＮ曲面セラミックヒータ５蚤を用いることで、加熱効率の低下や発熱体形成方法の変更を招くことなく、回転体の搬送安定性、耐久性、及び被加熱材１の搬送性向上効果が得られ、その曲面長がニップ部Ｎの幅よりも長くニップ上流側に形成される曲面セラミック基板と回転体内周面の接触領域がニップ下流側のそれより大きくなるように基板を配置することで、紙に与える熱量の割合を高めることができる。【選択図】図２
2004158246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、該回転体の表面と圧接部を形成する加圧部材と、発熱体を内包し前記回転体の内面と接触する加熱基板とを有し、前記圧接部に被加熱材を挟持搬送させて加熱する加熱装置において、
前記加熱基板として、前記被加熱材の搬送方向と平行且つ搬送平面に垂直な平面から見た断面形状が所望の加熱領域に応じて少なくとも加熱面に曲面を有する形状からなり、前記発熱体が該加熱基板の反加熱面側表面に形成されるとともに、該加熱基板の材料として窒化アルミニウムを用いた曲面セラミック基板を用いることを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真方式等のプリンター・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置において記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を定着させる画像加熱定着器として用いて好適な加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置における画像加熱定着器としては、表面に離型性層を形成された中空の金属ローラ内部にハロゲンヒータを設けた定着ローラと耐熱性ゴム層を芯金の周囲に設けた加圧ローラの圧接部にて未定着画像を加熱加圧する熱ローラ方式が熱効率、安全性が良好な接触加熱型の定着装置として広く知られている。
【０００３】
近年では、省エネルギー推進の観点から、熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式として、熱容量の小さなフィルムを介して加熱するフィルム加熱方式の定着方式が提案され（例えば、特許文献１〜４参照）、注目されている。
【０００４】
フィルム加熱方式の定着器の構成としては、フィルムの搬送に専用の搬送用ローラと従動ローラを用いてテンションを加えながら加圧ローラとの間でフィルムを搬送する方法と、円筒形フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる方法があり、前者はフィルムの搬送性高くできる利点を有し、後者は構成を簡略化して低コストの定着器を実現できる利点がある。
【０００５】
具体例として、図１２に、後者の加圧ローラ駆動型、フィルム加熱方式の定着器を示した。同図において、被加熱材（記録材）１上に形成されたトナー２による画像は、加圧部材としての耐熱性ゴムから成る加圧ローラ３と、その加圧ローラとの間で総圧３９．２〜１４７Ｎ（４〜１５ｋｇｆ）程度に加圧され摩擦力により加圧ローラの回転と共にフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１０に沿って回転搬送される円筒形定着フィルム４（回転体）とのニップ部Ｎに搬送され、定着フィルム４を介してヒータ５によって加熱加圧され定着されて行く。
【０００６】
このときの定着フィルム４は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上するために、膜厚を１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰを離型性層としてコーティングした複合層フィルムで構成されている。
【０００７】
一方、ヒータ５はセラミック等の耐熱性絶縁材からなるヒータ基板６上に発熱体８がパターン形成され、表面は耐熱性ガラス９で保護されており、基板の裏面には温度検知素子７が配置され、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知によって行なう構成となっている。図１２の（Ｂ）はこのヒータ５の発熱体形成面の一部切欠き正面図であり、発熱体８は帯状パターンからなり、発熱体８の材質は銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱体で、基板６面に形成された銀白金（Ａｇ／Ｐｔ）からなる通電電極１１からの通電により発熱するものである。また、（Ｃ）は基板裏面の正面図を示しており、基板温度を制御するために温度検知素子７は、Ｐｄの比率を３０％以下に抑えた低抵抗の銀パラジウムで形成された検知素子用配線７’を介して温度検知用電極１１’に接続され、この電極から装置本体の検出回路につながれている。
【０００８】
以上のような定着器を用いたプリンター等の各種画像形性装置は、上述の通り、加熱効率の高さや立上りの速さによる待機中の予備加熱の不要化、待ち時間の解消などの多くの利点を有しており、特に円筒形フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる方法は低コストに実現できるため、小型低速機への導入から始まり、今後、大型高速機への導入が期待されるようになっている。
【０００９】
この高速化を実現するためにはまず、当然のことながらモータをパワーアップして加圧ローラ及び定着フィルムの回転速度を上げるとともに、通過時間の短くなった紙に十分な熱エネルギーを供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げる、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高いものに替えるなどの改良を行う必要がある。
【００１０】
しかしながら、このような改良を進める際に様々な懸念事項が発生している。まず、高速化によって単位時間あたりに必要となる熱量が増大するが、これに応じて熱量の供給を増やすために定着温度を単純に上げると、熱ストレスも増して装置の部材や被加熱材が熱によって劣化や変形を生じたり、トナーが溶けすぎて高温オフセットを招く危険があり、上げられる温度にも限界がある。
【００１１】
また、定着フィルムとヒータ基板の界面にはすべり性を良くするための耐熱性グリスが塗布されているが、搬送抵抗はゼロには成らないので高速化に伴ってこの搬送抵抗が無視できなくなり、フィルムがスリップして被加熱材の搬送不良を生じるなどしてフィルム搬送性が不安定化したり、円周上を搬送されてきたフィルムをニップ部で水平方向に折り曲げる際の急激な搬送方向の変化にフィルムが追従できなくなってニップ入り口部でフィルムの弛みを生じ、フィルムが未定着画像上に接触して画像を乱すなどの危険が生じる。
【００１２】
さらに、単位時間あたりの回転数が増えることや加圧力が増強されることによって定着フィルムの劣化が促進され、その耐久寿命が短くなるという問題もあり、特に定着フィルムの熱伝導性を向上させるために樹脂フィルムに代えて金属フィルムを用いた場合には、外力が作用しないときに円筒形状を保とうとする定着フィルムをニップ前後において平坦な加熱基板面に圧接変形させる屈曲動作を繰り返すことになるため、金属疲労を生じてフィルムが破損するという問題がある。
【００１３】
一方、この金属フィルムの強度を増すために肉厚を増やすとニップ部で十分な変形ができなくなって隙間を生じ、逆に熱伝導が低下してしまうという矛盾を生じており、この解決策として定着ニップ前後の加熱面に曲面を設けた熱伝導板を設け、この熱伝導板にセラミック基板を接触させて加熱する方法を提案している（例えば、特許文献５参照）。また、加熱面側に曲面を付与した曲面セラミック基板を用いてフィルムの搬送性を改善する構成もある（例えば、特許文献６参照）。が記されている。
【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４−２０４９８０号公報
【特許文献５】
特開平１１−０１６６６７号公報
【特許文献６】
特開平１１−１７４８９２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとしている課題】
本発明が解決しようとする課題は、加熱基板と回転体としての耐熱性フィルムを用いる加熱装置において、加熱装置を高速化しようとする際、使用条件の過酷度の増大やフィルム自体の改良変更の必要性から、フィルムの耐久性が不足してしまう点に対しては曲面を有する熱伝導板を加熱基板のほかに追加する構成が有効であるが、構成備品及び組立て工数が増えてコストアップとなるうえ、熱伝導板と加熱基板の接触性を良好に設定する手段が必要になるという課題がある。
【００１５】
また、フィルム及び被加熱材の搬送信頼性が低下する点、に対して、従来例の加熱面に曲面を付与したセラミック基板を用いる構成は概念的には有効性が期待されるが、発熱体の設定位置や基板の作成方法及び熱伝導性について何ら言及されておらず、従来のセラミックヒータの構成をそのまま適用すると曲率を有するの加熱面上に発熱体と保護ガラス層を形成する必要があり、従来のセラミックヒータに用いられている厚膜印刷法をそのまま適用できなくなる。
【００１６】
逆に、この構成で平坦な反加熱面側に発熱体を形成した場合には基板の厚みに応じて熱伝達時間が遅くなり、高速化に反して定着器の立ち上がり遅くなってしまうという問題があり、特に本従来構成では基板の断面形状の特徴から基板中央部の厚みが従来の平坦なセラミック基板に比べて厚くせざるを得ないためさらに不利であるとともに、基板体積も増えるため使用するセラミック材料の量もより多く必要となり、増加した材料分のコストが高くなるという欠点がある。また、以上の他に従来構成では単位時間あたりに必要となる熱量の供給が間に合わなくなるという問題点、があった。
【００１７】
本発明の目的は、上記問題点を解決し、高速化しても被加熱材が安定して搬送され、耐久寿命が短くならず、十分な熱量の供給を実現できる加熱装置及びそれを用いた画像形成装置を安価に提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、回転体と、該回転体の表面と圧接部を形成する加圧部材と、発熱体を内包し前記回転体の内面と接触する加熱基板とを有し、前記圧接部に被加熱材を挟持搬送させて加熱する加熱装置において、前記加熱基板として、前記被加熱材の搬送方向と平行且つ搬送平面に垂直な平面から見た断面形状が所望の加熱領域に応じて少なくとも加熱面に曲面を有する形状からなり、前記発熱体が該加熱基板の反加熱面側表面に形成されるとともに、該加熱基板の材料として窒化アルミニウムを用いた曲面セラミック基板を用いることを特徴とする加熱装置、により実現される。
【００１９】
（作  用）
本発明によれば、抵抗発熱体に通電することにより発熱する加熱基板と加圧部材の間に回転体を介して被加熱材を挟持搬送加熱する装置において、前記加熱基板として反加熱面側に発熱体を有する低熱容量高熱伝導性の窒化アルミニウムセラミック基板からなるとともに、この基板の被加熱材の搬送方向と直角方向の断面形状が所望の加熱領域に応じて少なくともその加熱面に曲面形状を有する、Ｄカット面型断面形状及びより好ましくは基板全体の断面形状が円弧状となるように形成され、加熱面の曲面の長さがニップ幅よりも長い曲面セラミック基板を用いることにより、回転体のニップ部における変形量を回転体搬送に悪影響を及ぼさない適正な範囲に調整可能となるため、回転体の搬送性が向上するとともに回転体に余分な機械的ストレスも加わりにくくなり、回転体の寿命を延ばすことが可能となる。
【００２０】
従来例の単にセラミック基板の加熱面にＤカット曲面を付与しただけの構成に比べて、本発明のＤカット断面と反加熱面側発熱体と窒化アルミニウムセラミック基板を組み合わせる構成では、平坦な反加熱面側に発熱体を形成することで曲面の加熱面側に発熱体を形成する場合よりも発熱体の形成が容易となるとともに、セラミック材料として従来のアルミナセラミックの約１０倍の熱伝導率を有する窒化アルミニウムセラミックを用いることで、発熱体を反加熱面側に形成しても、従来のアルミナセラミックを用いた場合よりも１０倍速く加熱面を昇温させることが可能となり、たとえ従来のアルミナセラミックで加熱面の曲面部に発熱体を形成できたとしてもその際の発熱体表面には保護層としてガラスコート層が必要となるため、そのガラス層の厚みを５０μｍ程度に抑えたとしても、窒化アルミニウムセラミックの熱伝導率はガラスの約１００倍になるため、窒化アルミニウムセラミック基板の厚みを５０００μｍ以下に抑えて作成する限り、本発明の構成の方が熱伝達効率的に有利であり、実際に本発明の基板の厚みが５０００μｍ以上必要となる可能性は無く、本発明の実用上の優位性は明確である。
【００２１】
さらに、断面形状が円弧状に形成された基板を用いた場合には、母材となる平板の厚さをほぼ維持したまま断面形状が円弧状に加工されるため、反加熱面側に形成された発熱体と加熱面までの基板厚さが上記のＤカット断面形状に加工した場合より薄くできるので、発熱体で発生した熱の加熱面への熱伝達効率をさらに向上できる。また、同じ定着ニップ幅を形成するために必要となるセラミック材料の体積が少なくて済むため、セラミック材の使用量を節約でき、安価に基盤を作成することができる。
【００２２】
また、前記ニップ部全体が前記回転体を介して対向する前記基板外周面内に含まれ、且つ前記ニップ部の前記回転体の回転方向の上流側に形成される前記曲面セラミック基板の曲面の基板外周面と前記回転体の内周面の接触領域が前記回転体の回転方向の下流側に形成される前記曲面セラミック基板の曲面の基板外周面と前記回転体の内周面の接触領域より大きくなるように前記曲面セラミック基板を配置するという、従来のフラットな加熱基板では不可能であった基板配置が加熱基板の曲面化によって可能となるので、同一サイズの基板同士でも従来のようにニップ部の前後にほぼ均等に加熱基板を露出させる場合よりもニップ部に回転体が侵入する前に曲面セラミックヒータのニップ上流側の加熱面で回転体を事前に加熱する割合を増やすことができ、高速化に伴って回転体が単位時間あたりに被加熱材によって奪われる熱量が増大しても、回転体の加熱面積が拡大されて熱量の供給率が高められるとともに、ニップ部下流側への余分なヒートリークの割合を減少できるので効率的な加熱装置の高速化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施例１）
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本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ビームプリンタである。
１０１は像担持体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ，アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基板上に形成されている。感光ドラム１０１は矢印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ１０２によって所定の極性・電位に一様帯電される。
【００２５】
次にその一様帯電処理面に対して、レーザスキャナ１０３により、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームによる走査露光Ｌが施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１０４でトナー像を現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００２６】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ１０５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１０１より転写される。
【００２７】
ここで、感光ドラム１０１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するようにセンサ１０８にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１０１と転写ローラ１０５に一定の加圧力で挟持搬送される。
【００２８】
このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱装置としての定着器１０６へと搬送され、永久画像として加熱定着される。
【００２９】
一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置１０７により感光ドラム１０１の表面より除去される。
【００３０】
（２）定着器１０６
図２は本実施例における加熱装置としての定着器１０６の横断面模型図である。この定着装置１０６は前述した図１２の定着器と同様の、加圧ローラ駆動型、フィルム加熱方式の定着器である。ただし、熱源としてのヒータは、本発明に従う、加熱基板として窒化アルミニウム製の曲面セラミック基板を用いた裏面加熱型曲面ヒータ５”ａである。図１２の定着器と同じ構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略する。
【００３１】
図３は上記の裏面加熱型曲面ヒータの拡大横断面図、図４は外観斜視模型図である。
【００３２】
本実施例の裏面加熱型曲面ヒータ５”ａは、ヒータ基板（加熱基板）として、前述した図１２の従来ヒータ５のヒータ基板６のようなフラットなヒータ基板に代えて、基板加熱面（基板表面側＝定着フィルム接触摺動面側）が定着フィルム４の内周半径とほぼ同等の曲率半径を有するように加工されたＤカット面型の断面形状を有し、セラミック基板の材質も従来のアルミナに代えてアルミナの熱伝導度の約１０倍の高熱伝導性を有する窒化アルミニウム（以下ＡｌＮと称する）を用いたＡｌＮ製Ｄカット断面曲面セラミック基板１２を用いている。
【００３３】
このような形状のセラミック基板１２の反加熱面側（基板裏面側）の平坦面上に厚膜印刷法によって発熱体パターン８、給電用電極１１、耐熱性ガラス保護層９を印刷したものである。また温度検知素子としてのサーミスタ７’を該裏面加熱型曲面ヒータ５”ａの反加熱面側の耐熱性ガラス保護層９の表面に上から押し当てることで外付けして配設した。
【００３４】
本実施例の定着器１０９は上記のような裏面加熱型曲面ヒータ５”ａを従来例（図１２）と類似の設定で加圧ローラ駆動型・フィルム加熱方式の定着器内に組み込んだものである。
【００３５】
ここで定着フィルム４の内周面の曲率及び加熱基板である曲面セラミック基板１２の曲面部の曲率は１２．５ｍｍで、曲面セラミック基板１２の最も厚い中央部の厚みは２．０ｍｍである。
【００３６】
本実施例では加圧ローラ３は従来のローラと同等の構成で、外径３０ｍｍのローラを用いており、定着フィルム４側のユニットと圧接させることで定着ニップ部Ｎを形成しており、曲面セラミック基板１２の表面とフィルム内面との間には摺動性をよくするための耐熱性グリスが塗布されている。
【００３７】
ここで、曲面ヒータの大きさはその外周長がこのニップ幅より長くなるように設定し、ニップ部全体を曲面ヒータが覆えるようにすることにより、定着フィルム４はこの曲面ヒータ５”ａによってバックアップされ、ほぼその円筒形状を維持したまま定着ニップ部Ｎを形成できるので、従来のフラットな加熱基板を用いた際のようなフィルムの変形が無く、曲面ヒータの表面に沿ってスムーズに回転可能となる。
【００３８】
このときの改善効果のメカニズムとしては、円筒状のフィルム４の回転方向に対して従来のフラットな基板面に平行な水平方向へのフィルム搬送成分が不要となることにより、この水平成分に基づいて定着ニップ入り口部で増大していたヒータホルダー１０の表面とフィルム内面の摩擦力が軽減され、フィルム４の搬送抵抗が軽減されて搬送しやすくなることが考えられ、同時に不要なフィルムの撓みが生じないので定着前に未定着画像を乱す心配も無くなり、フィルムに余分な機械的ストレスも加わりにくくなるためフィルム４の寿命を延ばすことにも寄与できる。
【００３９】
尚、本実施例では曲面セラミック基板１２のフィルム移動方向上流側端部のエッジが定着フィルム４の内面と接触してフィルム内面を傷つけることを防止するために上流側のヒータホルダー表面にヒータの上流側基板先端よりも先にフィルム内面と滑らかに接触して基板先端とフィルム内面との直接的な接触を防止し、フィルム内面をヒータ基板の曲面部に導くように設定されたフィルム内面保護部材１０’が設けられている。
【００４０】
本実施例の構成を用いることにより、従来のフラットなセラミックヒータで高速化した際に、加圧ローラの昇温とともに発生量が増大する紙の水蒸気によって紙と定着フィルム界面の摩擦係数が低下してフィルムの搬送不良を生じていた現象が大幅に改善され、例えば紙搬送速度が１４１ｍｍ／秒、ニップ幅７．０ｍｍの場合にフラットなセラミックヒータでは加圧ローラが１４０℃以上に昇温するとフィルムがスリップして紙搬送不良を生じていたが、定着フィルムと同等の曲率を有する上記曲面ヒータ５”ａを用いると、加圧ローラ３を１６０℃まで昇温させてもスリップは発生せず、良好な紙搬送を維持できるようになった。
【００４１】
また、類似の作用を有する曲面熱伝導板を用いる場合に比べて、熱伝導性は余分な熱伝導板及び加熱基板と熱伝導板の界面接触熱抵抗が無い分だけ加熱効率が高くなり、部品点数・組立て工数も少なくて済むため安価に製造できる利点があり、さらに従来の単に加熱面に曲面を設けただけのセラミックヒータ５’（図１３）を用いる場合に比べても、アルミナに代えて高熱伝導性の窒化アルミニウムを用いて裏面加熱型の構成を用いることにより、従来例（図１３）がアルミナセラミックをベースとして加熱面側に発熱体を形成したものと仮定して、各々のサンプルを作成し、本実施例の構成サンプルとの昇温特性を比較実験した結果、入力電力として７５０Ｗの電力をフルパワー通電した際の室温から６秒後の加圧ローラの表面到達温度を比較した結果、表１に示すような結果となり、明らかに本実施例の具体的構成に優位性があることが確認できた。
【００４２】
【表１】
2004158246.tif 000003
【００４３】
図５は本発明の第２の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図５において、図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
【００４４】
本実施例では、実施例１と同じ曲面セラミック基板１２を用いつつ、ヒータホルダーとして新たに曲面ヒータ５”ａの定着ニップ平面に対する当接位置を定着フィルムの上流側にずらせて設定できる上流寄り固定型ヒータホルダー１０”を用い、図のように曲面ヒータ５”ａの設定位置が定着フィルム４が形成する円の中心を軸としてニップ上流側にずらせて配置され、ニップ下流側にはみ出るヒータ下流側端部のはみ出し長を定着ニップの形成に影響しない程度まで減少させ、その分上流側の基板長のはみ出し量を増大させている。
【００４５】
実施例１のように、ニップの上流側と下流側に均等にヒータ基板端部をはみ出させた場合には、定着フィルムと紙を連続して搬送しながら加熱する定着動作を繰り返すうちにニップ下流側端部周辺のヒータホルダーの温度が上昇しやすくなる傾向がある。
【００４６】
これは、ニップ前半部では室温の紙及び前回の紙によって熱を奪われて表面温度が低下した定着フィルムと定着温度に制御されたヒータとの温度差が大きいためにヒータ前半部に与えられた熱量は紙及び定着フィルムによって奪われるためヒータ前半部及びヒータホルダー上流部の温度は比較的低く保たれるが、ニップ後半部では前半部で加熱されて昇温した紙及び定着フィルムは定着温度に制御されたヒータとの温度差が小さくなる為、ヒータの後半部に与えられた熱量は紙や定着フィルムによって奪われにくくなり、結果として奪われなかった熱量がヒータ後端部周辺のヒータホルダー部に蓄積されやすくなり、全体として定着ニップの上流側の温度は比較的低く、下流側の温度は比較的高くなるという温度分布が形成されてしまう。
【００４７】
この結果、ヒータで消費される熱量が効率的に紙に与えられず、下流側のヒータホルダーの昇温に消費されてしまうため加熱効率が低下する。さらに下流側のヒータ及びヒータホルダーの昇温があるレベルを超えると定着ニップ中央部で一度定着させたトナーを再加熱してニップから紙とフィルムを分離させることになるため定着フィルム側に溶融トナーをオフセットさせやすくなり、装置の高速化に応じて定着温度を上げるとこのオフセットは顕著に発生するようになる。
【００４８】
本構成はこのような問題点に対し、加熱面を曲面化したことを利用してその曲面に沿ってヒータ基板を上流側にずらせることを可能とすることで加熱領域全体を上流側にシフトさせ、定着ニップ周辺の温度分布を少なくとも下流側の温度が高くならないような分布とするようにしたもので、ヒータに与えられた熱量をより紙にあたえやすくできるので加熱効率が高くなり、下流側の異常昇温によるオフセットなどの不具合の発生を抑制することもできるようになる。
【００４９】
特に加熱効率に関しては、装置の高速化に伴って紙によってヒータ及び定着フィルムから単位時間当たりに奪われる熱量が増大する一方、限られた定着ニップ幅の範囲で紙に熱を十分に与える時間がなくなり、定着フィルムの温度を十分に上昇させる余裕がなくなってしまうが、本構成のように上流側にヒータ基板をはみ出させる割合を高めることにより、前回の紙の定着時に熱を奪われて低温化した定着フィルムを次回の紙の定着直前にヒータ基板上流側の加圧ローラの存在しない領域で定着フィルムのみを再加熱してから定着することが可能となり、同一ヒータ基板に同一電力を与えたとしても本構成はより紙に熱を伝えやすい効率的な構成となる。
【００５０】
例として、実施例１と同一構成の定着器を用い、曲面セラミック基板の平坦面の通紙方向の長さが１３．０ｍｍの曲面セラミックヒータを用いて、ニップ幅７．０ｍｍ、紙搬送速度１４１ｍｍ／秒、定着温度１９５℃の条件で本実施例のヒータ配置構成として下流側の定着ニップからのヒータ下流側端部のはみ出し量が約１．０ｍｍ、ヒータ上流側端部のはみ出し量が約５．０ｍｍと成るように曲面セラミックヒータの固定位置を上流側にずらせて配置した場合とニップ部の上下流側に均等に３．０ｍｍずつはみ出させた実施例１のヒータ配置構成で配置した場合の両方でＬＴＲサイズ紙を１００枚連続プリントした後のヒータ下流側端部とヒータホルダー部の接触部周辺の温度を測定した結果、表２のような結果が得られた。
【００５１】
【表２】
2004158246.tif 000004
【００５２】
表２の結果から明らかなように、本実施例の構成により定着ニップ下流側ヒータホルダーの昇温は抑制され、この昇温に消費されなかった分の熱量が紙に効率よく供給されることが確認された。
【００５３】
（実施例３）
図６の（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施例を表す加熱装置の横断面模型図とヒータ基板斜視図である。図１と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
【００５４】
本実施例では、図６の（Ｂ）に示すように、従来のフラットなヒータ基板に代えて、基板材質として実施例１と同様にＡｌＮセラミックを用い、基板加熱面が定着フィルムの内周半径よりもわずかに小さな曲率半径を有するように加工されたＡｌＮ製円弧状断面曲面セラミック基板１２’を用いており、この曲面セラミック基板は加熱面側に必要な曲面を形成する際に基板の体積が増えて熱容量が増加することを避けるために、基板の肉厚は従来のフラットな基板と同等の０．６ｍｍに維持したまま曲面形状を得る構成として、基板の短辺方向に基板全体を湾曲させてその断面形状が円弧状となるように加工したものである。図６の（Ａ）はこのようなセラミック基板を用いて反加熱面側に発熱体を形成した裏面加熱型円弧状断面曲面ヒータ５”ｂを組み込んだ加熱装置の断面図を示したものである。
【００５５】
定着フィルム４の内周半径は１５ｍｍ、曲面セラミック基板外周面曲率半径は１４．５ｍｍであり、この曲面ヒータ５”ｂの加工方法としては事前に柔軟性を有するシート状に成形された焼成前のセラミック材を、内面に曲面形状を形成された金型に挟み込んで焼成する方法を用いており、このとき曲面上に発熱体パターン８ａ・８ｂを形成するためにセラミック材と同等の熱膨張係数の金属材料を発熱体材料として選び、基板と発熱体及び表面保護ガラス層を同時に焼成する方法を用いている。
【００５６】
この製法では基板と発熱体の熱膨張が一致しているので、従来のように焼成後のセラミック基板上に発熱体を厚膜印刷した後再度焼成する製法で作られたヒータ基盤を昇温させた時に発熱体と基板の熱膨張差によって基板全体に反りが生じるということが無くなり、基板が反ることで生じる温度検知位置のずれなどの不具合を招く危険が無くなるうえ、１回の焼成で基板と発熱体を同時に形成できるので製造コストの削減も可能となり、基板の曲率がどのように設定されても容易に発熱体をヒータに一体形成することができる。
【００５７】
本実施例ではセラミック材料として用いたＡｌＮに合わせて、基板外周面側にＡｌＮとほぼ等しい熱膨張率を有するタングステンを発熱体として同時に焼成し、発熱体の表面にはセラミック基盤の約１０分の１の厚さの耐熱性ガラスコート層を摺動面として形成している。
【００５８】
このように加工されたヒータは耐熱性樹脂から成るヒータホルダー１０に固定され、中央部に設けられた開口部を通じて外付けサーミスタ７’が基板の背面に密着するように加圧当接されている。
【００５９】
一方、加圧ローラは従来のローラと同等の構成で、外径３０ｍｍのローラを用いており、上記の定着フィルム側のユニットと圧接させることで定着ニップ部を形成しており、ヒータ基板表面とフィルム内面との間には摺動性をよくするための不図示の耐熱性グリスが塗布されている。
【００６０】
ここで、曲面ヒータの大きさはその外周長がこのニップ幅より長くなるように設定し、ニップ部全体を曲面ヒータが覆えるようにすることにより、定着フィルムはこの曲面ヒータによってバックアップされ、ほぼその円筒形状を維持したまま定着ニップ部を形成できるので、従来のフラットな加熱基板を用いた際のようなフィルムの変形が無く、曲面ヒータの表面に沿ってスムーズに回転可能となり、円筒状のフィルムの回転方向に対して従来のフラットな基板面に平行な水平方向へのフィルム搬送成分が不要となるため、この水平成分に基づいて定着ニップ入り口部で増大していたヒータホルダー表面とフィルム内面の摩擦力が軽減されてフィルムの搬送性が向上するとともに、不要なフィルムの撓みが生じないので定着前に未定着画像を乱す心配も無くなり、フィルムに余分な機械的ストレスも加わりにくくなるのでフィルムの寿命を延ばすことができる。
【００６１】
但し、本実施例では基板の上流側端部のエッジが定着フィルムの内面と接触してフィルム内面を傷つけることを防止するために上流側のヒータホルダーの表面にヒータの上流側基板先端よりも先にフィルム内面と滑らかに接触して基板先端とフィルム内面との直接的な接触を防止し、フィルム内面をヒータ基板の曲面部に導くように設定されたフィルム内面保護部材１０’が設けられている。
【００６２】
また、本実施例では従来のフラットな加熱基板では不可能であった基板配置が加熱基板の曲面化によって可能となるので、実施例２と同様にニップ部のフィルム回転方向の下流側への基板のはみ出しを極力抑え、上流側に形成される曲面ヒータの円弧状の基板外周面とフィルム内周面の接触領域が最大となるようにヒータを配置し、併せて発熱体もニップ用発熱体８ａと基板上流部専用の予備発熱体８ｂの両方を設けることにより、同一サイズの基板同士でも従来のように定着ニップ部の前後にほぼ均等に加熱基板を露出させていた場合よりも定着ニップ部にフィルムが侵入する前に曲面ヒータのニップ上流側の加熱面でフィルムを事前に加熱する割合を増やすことができ、高速化に伴って定着フィルムが単位時間あたりに被加熱材によって奪われる熱量が増大しても、定着フィルムの加熱面積が拡大されるので不足分を補うために無理に温度を上げることなく熱量の供給率が高められるとともに、ニップ部下流側への余分な基板のはみ出しが無くなることで被加熱材の加熱に寄与しないヒートリークの割合を減少できて加熱効率が改善され、過剰昇温の弊害を避けつつ効率的な加熱装置の高速化が可能となる。
【００６３】
本実施例の構成を用いることにより、従来のフラットなセラミックヒータで高速化した際に、加圧ローラの昇温とともに発生量が増大する紙の水蒸気によって紙と定着フィルム界面の摩擦係数が低下してフィルムの搬送不良を生じていた現象が大幅に改善され、例えば紙搬送速度が１４１ｍｍ／秒、ニップ幅７．０ｍｍの場合にフラットなセラミックヒータでは加圧ローラが１４０℃以上に昇温するとフィルムがスリップして紙搬送不良を生じていたが、定着フィルムと同等の曲率を有する曲面セラミックヒータを用いると加圧ローラを１６０℃まで昇温させてもスリップは発生せず、良好な紙搬送を維持できるようになった。
【００６４】
また、類似の作用を有する曲面熱伝導板を用いる場合に比べて、熱伝導性は余分な熱伝導板及び加熱基板と熱伝導板の界面接触熱抵抗が無い分だけ加熱効率が高くなり、部品点数・組立て工数も少なくて済むため安価に製造できる利点がある。
【００６５】
また、実施例１及び２の構成の曲面ヒータと比較しても、その断面積の差に基づいて同一加熱領域を形成するために必要となるセラミック材料が大幅に削減できるうえ、発熱体から加熱面までの距離も短縮でき、加熱領域長を広げれば広げるほどこの差は拡大するため、コストダウンと加熱性能及び加熱面温度変化の検知性能の向上が容易に実現でき、より広い加熱領域が必要となる高速機に用いることでさらに本実施例の優位性が高くなる。
両者の性能差を確認する例として、実施例１の構成のヒータと本実施例の構成のヒータで各ヒータの加熱面積が同じになるように基板端部間長を１３．０ｍｍに揃えたサンプルを作成すると、本実施例の基板厚さは全て０．６ｍｍであるのに対し、実施例１のヒータの中央部の基板厚さは約２．０ｍｍまで厚くなり、両ヒータで同じ定着ニップ幅７．０ｍｍの設定で昇温特性を比較実験したところ、入力電力として７５０Ｗの電力をフルパワー通電した際の室温から６秒後の加圧ローラの表面到達温度を比較した結果は表３のようになった。
【００６６】
【表３】
2004158246.tif 000005
【００６７】
上記結果から明らかなように本実施例の構成を用いることで、同じ材質のヒータを用いても、少なくとも加熱領域の基板厚さを半分以下に抑制できるためより高速に加熱することが可能となルことが確認できた。なお、本実施例のヒータは材料の使用量も半分以下で済むため、本実施例のヒータの基板コストは実施例１の基板コストの半分以下に抑制できている。
【００６８】
（実施例４）
図７は本発明の第４の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図７において、図６と同一番号の部材は同一の構成要素を示しており、
本実施例では、実施例３と同じ曲面ヒータ５”ｂを用いつつ、定着フィルムとして厚さ５０μｍの金属フィルム表面に離型性層を形成した金属定着フィルム４’を用いている。
【００６９】
本構成における金属定着フィルム４’はＮｉを材料としてエンドレスフィルム状に加工されたものを用いており、従来のポリイミド製の樹脂フィルムの熱伝導性に比べて２００倍以上にフィルムの熱伝導性を向上することができる。例として、ニップ幅７．０ｍｍ、紙搬送速度１４１ｍｍ／秒、ヒータの定格電力７５０Ｗの条件で、厚さ６７μｍのポリイミドフィルムと金属フィルム（ＳＵＳ製）の２つのフィルムの定着器を用いて室温２３℃からフルパワー通電させたときの６秒後の加圧ローラ表面到達温度を比較すると表２に示すようになり、本構成の加熱効率が優れていることが確認できた。
【００７０】
【表４】
2004158246.tif 000006
【００７１】
また、従来のフラットなヒータ基盤を用いていた場合にこのような金属フィルムを用いると、金属の厚みを５０μｍ以上にした場合、フィルムの腰が強いためにニップ部におけるヒータ基板との接触性が悪化して隙間を生じて熱伝導性が低下したり、フィルムの搬送ができなくなるなどの問題があり、逆にニップ部での変形が容易と成るように金属の厚みを５０μｍより薄くするとフィルムの強度が不足して回転させた場合のニップ部前後でのフィルムの屈曲に耐えられなくなり短時間に破損してしまうという問題を有していたが、本実施例のようにヒータの加熱面をフィルム内面と等しい曲率の曲面にすることで薄い金属フィルムを用いても耐久性を維持でき、例として厚さ４０μｍのＳＵＳフィルムを従来のフラットヒータと本実施例の曲面セラミックヒータに各々組合せて定着器を加熱状態のまま連続回転試験したところ、フラットヒータのＳＵＳフィルムが数十時間で端部から亀裂が発生して破損したのに対し、曲面セラミックヒータのＳＵＳフィルムでは２００時間以上を経過しても概観上の異常を生じなかった。
【００７２】
一方、厚い金属フィルムに対しては当然ながらフィルムとヒータの曲率を合わせることでニップ部でヒータ表面と密着させながらスムーズに回転させることが可能となる。
【００７３】
（実施例５）
図８は本発明の第５の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図８において、図７と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
【００７４】
本実施例では、実施例４と同様に裏面加熱型曲面ヒータを用いているが、その曲面セラミック基板として、円弧状の基板断面の両端部の曲率を局所的に大きくして折り曲げた端部折り曲げ曲面セラミック基板１２”を用いた裏面加熱型端部折り曲げ曲面ヒータ５”ｃを用いている。
【００７５】
このようにセラミック基板を加工することにより、基板端部のエッジ部が定着フィルムの内面に接することが防止でき、常に曲面でフィルム内面と接触するようになるので上記の各実施例に用いていたフィルム内面保護部材が不要となり、加熱基板と保護部材のフィルム内面に対する位置を調整する必要が無く、加熱基板の取り付け性が改善できる。
【００７６】
（実施例６）
図９は本発明の第６の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図９において、図８と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
本実施例では、定着フィルムとしてポリイミドフィルム表面に３００μｍ厚のシリコンゴム層を形成し、さらにその表層に離型性層を形成した弾性表面樹脂フィルム４”ａを用いている。
従来の定着フィルムでは表面の凹凸が大きいラフ紙と呼ばれる被加熱材を用いた場合にはその凸部では高温オフセット、凹部では低温オフセットを生じやすくなり、定着速度を高速化するほどこの問題を抑えながら良好な定着性を得ることは難しくなっていたが、本フィルムを用いることにより表面の凹凸が大きい被加熱材を用いた場合にもこの凹凸に応じてフィルム表面が追従して均一に加熱しやすくなるので高速化した際のラフ紙の定着性の劣化を防ぐうえで有効な対策となる。
また、複数の着色トナーを定着ニップ内で溶融混色させる必要のあるカラー画像形成装置の定着器においても定着ローラ表面に弾性層を設けることは必須の構成であり、本定着器をカラー用定着器として用いた場合には従来の熱ローラ系のカラー用定着器に対してより高速の昇温が可能となり、加熱面に電力を集中して消費させることができるので加熱効率の高いカラー定着器として利用できる。
なお、本フィルムを用いるとフィルムの熱容量が大きくなるためオンデマンド定着器として短時間に昇温させることが困難となるが、ニップ上流側のヒータ基板をさらに上流側に伸ばして定着前のフィルムの予備加熱領域を拡張すること及びこの予備加熱領域の発熱体の発熱量を上げることでこの昇温特性の低下を補うことができる。
【００７７】
（実施例７）
図１０は本発明の第７の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図１０において、図９と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
本実施例では、定着フィルムとしてＮｉ製の金属フィルム表面に３００μｍ厚のシリコンゴム層を形成し、さらにその表層に離型性層を形成した弾性表面金属フィルム４”ｂを用いている。
実施例５の構成に対し、定着フィルムの基層を熱伝導率が２桁以上高い金属にすることでさらに昇温特性を改善することができる。
【００７８】
（実施例８）
図１１は本発明の第８の実施例を表す加熱装置の側面断面図である。図１１において、図１０と同一番号の部材は同一の構成要素を示している。
本実施例では、定着フィルム側の構成を実施例７と同じまま、加圧ローラを中空の金属ローラ表面にシリコンゴム層を形成した中空加圧ローラ３’に代え、その内部に定着側とほぼ同じ構成の曲面ヒータを設けることで、被加熱材に対し上下から加熱する上下加熱型定着器としたものである。
上下加熱型定着器は定着速度を高速化した場合に良好な定着性を維持するための手段として非常に有効であり、特に高速のカラー定着器として必須の構成となっていたが、従来方式では加熱源としてハロゲンランプを用いていたため昇温速度が遅く、定着ニップ部以外の領域へのヒートリークも大きいため、加熱効率を改善することが困難であった。本構成では加熱面に電力を集中させることができるうえ、定着速度に応じて必要なだけ予備加熱領域を延長するだけで高速化に対応することができるので、より効率よく高速のカラー定着が可能となる。
【００７９】
（その他）
１）以上の各本実施例中、第３実施例以降における上記予備発熱体の出力はあくまで高速化に伴ってニップ部の供給熱量で補えなくなった不足分を定着フィルムに供給する程度の補助的手段として設定しており、フルパワーで通電しても異常昇温に至らないように調整しているため、この予備発熱体位置には温度検知素子を設けずにニップ部の温度検知のみで安価に制御する構成を用いているが、より高速化するためにこの予備発熱体で積極的に加熱する必要が生じた際にはこの予備発熱体位置にも温度検知素子を設けてその出力を制御することも可能である。
【００８０】
２）また、上記実施例の内、特に金属フィルムを用いた構成においては金属フィルムの内面が傷つくことを防止するため、セラミック基板の加熱曲面または金属フィルム内面に不図示のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等からなる固体潤滑層を形成しており、摺動性を向上させるとともに金属フィルムの削れによる耐久性低下や傷の発生による加熱ムラの発生を防止している。
【００８１】
３）さらに、柔軟性の高いポリイミドフィルムや薄肉の金属フィルムを用いた際には、ヒータ表面とフィルム内面の十分な摺動性を確保した上で曲面セラミックヒータの定着ニップ形成領域の曲率を局所的に小さくし、所望の定着ニップ幅を確保するように構成しても良い。
【００８２】
４）回転体としてのフィルムは、加圧部材としての加圧ローラの回転駆動に従動させて回転する構成ではなく、例えば、回転体としてのフィルム内部に駆動ローラを設け、この駆動ローラを回転駆動することにより回転体としてのフィルムを回転させる装置構成にすることもできる。
【００８３】
５）加圧部材３はローラ体に限られず、回動ベルト体にすることもできる。
【００８４】
６）本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００８５】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００８６】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００８７】
〔実施態様１〕回転体と、該回転体の表面と圧接部を形成する加圧部材と、発熱体を内包し前記回転体の内面と接触する加熱基板とを有し、前記圧接部に被加熱材を挟持搬送させて加熱する加熱装置において、前記加熱基板として、前記被加熱材の搬送方向と平行且つ搬送平面に垂直な平面から見た断面形状が所望の加熱領域に応じて少なくとも加熱面に曲面を有する形状からなり、前記発熱体が該加熱基板の反加熱面側表面に形成されるとともに、該加熱基板の材料として窒化アルミニウムを用いた曲面セラミック基板を用いることを特徴とする加熱装置。
【００８８】
〔実施態様２〕実施態様１の加熱装置において、前記曲面セラミック基板は、加熱面側に曲面、反加熱面側に平坦面を有するＤカット面型の断面形状を有し、基板の生成方法として焼成前のセラミック母材をＤカット面型の穴を有する金型を用いて押し出し形成され、焼成後のセラミック基板の前記平坦面に厚膜印刷法により発熱体パターンを印刷形成したものであることを特徴とする加熱装置。
【００８９】
〔実施態様３〕実施態様１の加熱装置において、前記加熱基板として前記被加熱材の搬送方向と直角方向の基盤全体の断面形状が所望の加熱領域に応じて円弧状となるように成形された曲面セラミック基板を用いることを特徴とする加熱装置。
【００９０】
〔実施態様４〕実施態様１から３のいずれかの加熱装置において、前記曲面セラミック基板の曲面状の基板外周面の円弧長を前記回転体と前記加圧部材との圧接部に形成されるニップ幅よりも長くするとともに、該ニップ部全体が前記回転体を介して対向する前記基板外周面内に含まれるような位置関係となり、且つ前記ニップ部の前記回転体の回転方向の上流側に形成される前記曲面セラミック基板の曲面状の基板外周面と前記回転体の内周面の接触領域が前記ニップ部の前記回転体の回転方向の下流側に形成される前記曲面セラミック基板の曲面状の基板外周面と前記回転体の内周面の接触領域より大きくなるように前記曲面セラミック基板を配置することを特徴とする加熱装置。
【００９１】
〔実施態様５〕実施態様４の加熱装置において、前記曲面セラミック基板は前記発熱体を前記ニップ部との対向領域と、前記ニップ部の前記回転体の回転方向の上流側に形成される前記回転体の内周面との接触領域の両方に有することを特徴とする加熱装置。
【００９２】
〔実施態様６〕実施態様５の加熱装置において、前記曲面セラミック基板の反加熱面側のニップ対向領域内に基板温度検知手段を設けることを特徴とする加熱装置。
【００９３】
〔実施態様７〕実施態様３の加熱装置において、前記曲面セラミック基板は焼成前の平板状に押し出し成形された平板セラミック母材上に発熱体を形成した後、平板に円弧状断面を付与させるための型枠を用いて前記平板セラミック母材を円弧状に整形しながら焼成することによりに曲面形状を形成するものであることを特徴とする加熱装置。
【００９４】
〔実施態様８〕実施態様１から７のいずれかの加熱装置において、前記回転体は表面に離型性層を有する円筒状の耐熱性樹脂フィルムであることを特徴とする加熱装置。
【００９５】
〔実施態様９〕実施態様１から８のいずれかの加熱装置において、前記回転体は表面に離型性層を有する厚さ３００μｍ以下の円筒状の金属フィルムまたは薄肉金属ローラであることを特徴とする加熱装置。
【００９６】
〔実施態様１０〕実施態様８または９の加熱装置において、前記回転体は前記離型性層の下層に耐熱性弾性層を有することを特徴とする加熱装置。
【００９７】
〔実施態様１１〕実施態様１から１０のいずれかの加熱装置において、前記加圧部材は中空の金属ローラの表面に耐熱性弾性層、離型性層をこの順に積層させた断面構造からなり、該加圧部材の中空の金属ローラの内面の前記ニップ部との対向位置に、前記曲面セラミック基板と類似構成の加圧ローラ用曲面セラミックヒータを加圧当接して設けたことを特徴とする加熱装置。
【００９８】
〔実施態様１２〕実施態様１から１１のいずれかの加熱装置において、前記曲面セラミック基板の曲面の前記回転体の回転方向の上流側端部の直上流部に該基板端部の角部と前記回転体内面の接触を防止する突起部を設けたことを特徴とする加熱装置。
【００９９】
〔実施態様１３〕実施態様３から１２のいずれかの加熱装置において、前記曲面セラミック基板の円弧状断面にける両基板端部周辺または少なくとも前記回転体の回転方向の上流側端部周辺の曲率を前記円弧状断面にける基板中央部の曲率よりも局所的に大きくし、前記両基板端部に折り曲げ部を形成したことを特徴とする加熱装置。
【０１００】
〔実施態様１４〕実施態様１から１３のいずれかの加熱装置において、前記曲面セラミック基板の定着ニップ形成部の曲率を他の基板部の曲率よりも局所的に小さくしたことを特徴とする加熱装置。
【０１０１】
〔実施態様１５〕実施態様１から１４のいずれかの加熱装置において、前記曲面セラミック基板と回転体内周面の間に固体潤滑層を設けたことを特徴とする加熱装置。
【０１０２】
〔実施態様１６〕実施態様１５の装置において、前記固体潤滑層はダイヤモンドライクカーボンコーティング層で構成されていることを特徴とする加熱装置。
【０１０３】
〔実施態様１７〕被加熱材上に熱軟化性有色粉体像を形成し、該粉体像の担持された被加熱材を、実施態様１乃至１６のいずれか１項に記載の加熱装置に通過させることにより、前記粉体像を前記被加熱材上に永久画像として定着させて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被加熱材の搬送方向と直角方向の断面形状が所望の加熱領域に応じて曲面形状と成るように形成され、発熱体を反加熱面側に有する窒化アルミニウム製の曲面セラミックヒータを用いることで加熱効率の低下や発熱体形成方法の変更を招くことなく、加熱面の曲面化による回転体（フィルム）の搬送安定性、耐久性、及び被加熱材の搬送性向上効果を得ることができ、その曲面長がニップ幅よりも長く、ニップ部上流側に形成される曲面セラミック基板の円弧状の基板外周面と回転体の内周面の接触領域がニップ部下流側よりも大きくなるように曲面セラミック基板を配置することで、さらに加熱効率がすべて改善され、高速化に伴って回転体が単位時間あたりに被加熱材によって奪われる熱量が増大しても、回転体の加熱面積が拡大されて熱量の供給率が高められるとともに、ニップ部下流側への余分なヒートリークの割合を減少できるので効率的な加熱装置の高速化が可能となる。特にセラミック基板の断面形状を、基板全体が円弧状に湾曲した形状にすることで、加熱面に曲面を設けるために余分なセラミック材を使用することがなくなるとともに発熱体と加熱面間距離も必要最小限に抑えることが可能となるので更なる加熱効率の向上と低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置例の概略図
【図２】定着器の横断面模型図
【図３】裏面加熱型曲面ヒータ（加熱体）の横断面模型図
【図４】裏面加熱型曲面ヒータの斜視模型図
【図５】実施例２の定着器の横断面模型図
【図６】（Ａ）は実施例３の定着器の横断面模型図、（Ｂ）はヒータ基板の斜視図
【図７】実施例４の定着器の横断面模型図
【図８】実施例５の定着器の横断面模型図
【図９】実施例６の定着器の横断面模型図
【図１０】実施例７の定着器の横断面模型図
【図１１】実施例８の定着器の横断面模型図
【図１２】従来例の加圧ローラ駆動型フィルム定着器の一例の構成説明図
【図１３】従来例の加圧ローラ駆動型フィルム定着器の他の例の横断面模型図
【符号の説明】
１・・・被加熱材、２・・・トナー、３・・・加圧ローラ、３’・・・中空加圧ローラ、４・・・定着フィルム、４’・・・金属定着フィルム、４”ａ・・・弾性表面樹脂フィルム、４”ｂ・・・弾性表面金属フィルム、５・・・ヒータ、５’・・従来の曲面セラミックヒータ、５”ａ・・・裏面加熱型Ｄカット断面曲面ヒータ、５”ｂ・・・裏面加熱型円弧断面曲面ヒータ、５”ｃ・・・裏面加熱型端部折り曲げ曲面ヒータ、６・・・ヒータ基板、７・・・温度検知素子、７’・・・検知素子用配線、８・・・発熱体、８ａ・・・ニップ用発熱体、８ｂ・・・予備発熱体、９・・・耐熱性ガラス、１０・・・ヒータホルダー、１０’・・・フィルム内面保護部材、１０”・・・上流寄り固定型ヒータホルダー、１１・・・電極、１１’・・・裏面電極、１２・・・ＡｌＮ製Ｄカット断面曲面セラミック基板、１２’・・・ＡｌＮ製円弧状断面曲面セラミック基板、１２”・・・端部折り曲げ曲面セラミック基板
【図１】
2004158246.tif 000007
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004158246.tif 000017
【図１２】
2004158246.tif 000018
【図１３】
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