(57)【要約】【課題】  基板の長手方向で隙間を空けて分割された導体パターンに接続された発熱抵抗体を有するヒータにおいて、隙間部で発熱量が低下しヒータの長手方向の温度ムラが生じるという課題がある。【解決手段】  細長い基板と、前記基板に前記基板の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、前記基板に前記基板の短手方向で前記発熱抵抗体を挟んで前記発熱抵抗体に前記長手方向に沿って接続された導電パターンと、を有するヒータにおいて、前記発熱抵抗体は、前記長手方向に関し隙間を空けて分割され且つその分割された前記発熱抵抗体が前記導電パターンによって電気的に直列に接続され、前記発熱抵抗体の前記隙間の近傍にある領域における前記短手方向の幅は、前記長手方向において前記隙間から前記第１の領域よりも離れた領域であって前記第１の領域と隣り合う領域における幅よりも狭いことを特徴とするヒータ。【選択図】  図４
2016145909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い基板と、
前記基板に前記基板の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、
前記基板に形成され、前記基板の短手方向に関し前記発熱抵抗体の一方の端部に前記長手方向に沿って接続された第１の導電パターンと、
前記基板に形成され、前記短手方向に関し前記発熱抵抗体の前記第１の導電パターンと同じ側の端部に前記第１の導電パターンと隙間を空けて前記長手方向に沿って接続された第２の導電パターンと、
前記基板に形成され、前記短手方向に関し前記発熱抵抗体の前記第１の導電パターンと反対側の端部に前記長手方向に沿って接続され、前記長手方向に関し前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの双方にオーバラップした第３の導電パターンと、
を有し、定着装置で用いられるヒータにおいて、
前記発熱抵抗体の前記隙間の近傍にある第１の領域における前記短手方向の幅は、前記長手方向において前記隙間から前記第１の領域よりも離れた領域であって前記第１の領域と隣り合う第２の領域における幅よりも狭いことを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記発熱抵抗体の前記短手方向の幅は、前記基板の前記長手方向の端部から中央部に向かうにつれて広くなる領域を有することを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記発熱抵抗体は、正の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項４】
定着部材と、前記定着部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒータを有することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
細長い基板と、
前記基板に前記基板の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、
前記基板に前記基板の短手方向で前記発熱抵抗体を挟んで前記発熱抵抗体に前記長手方向に沿って接続された導電パターンと、
を有するヒータにおいて、
前記発熱抵抗体は、前記長手方向に関し隙間を空けて分割され且つその分割された前記発熱抵抗体が前記導電パターンによって電気的に直列に接続され、
前記発熱抵抗体の前記隙間の近傍にある領域における前記短手方向の幅は、前記長手方向において前記隙間から前記第１の領域よりも離れた領域であって前記第１の領域と隣り合う領域における幅よりも狭いことを特徴とするヒータ。
【請求項６】
前記発熱抵抗体の前記短手方向の幅は、前記基板の前記長手方向の端部から中央部に向かうにつれて広くなる領域を有することを特徴とする請求項５に記載のヒータ。
【請求項７】
前記発熱抵抗体は、正の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のヒータ。
【請求項８】
定着部材と、前記定着部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、請求項５〜７のいずれか１項に記載のヒータを有す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、電子写真方式を用いる複写機やプリンタなどの画像形成装置が搭載する定着装置定着装置及び定着装置に用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置として、フィルムを用いた装置が知られている。この定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触する板状のヒータと、フィルムを介してヒータ共にニップ部を形成する加圧部材と、を有するものが一般的である。この定着装置における定着処理は、ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しつつ加熱しトナー像を記録材に定着して行われる。
【０００３】
この定着装置は、低熱容量であるフィルムを用いているので、定着装置のウォームアップ時間が短く、画像形成装置のＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）短縮に貢献できるというメリットがある。その一方で、小サイズ紙を連続プリントすると、ニップ部の記録材が通過しない領域が昇温する現象、いわゆる非通紙部昇温が発生しやすい。
【０００４】
この非通紙部昇温を抑える手法として、基板に正の抵抗温度特性（ＰＴＣ特性）を有した発熱抵抗体を形成したヒータが知られている。ＰＴＣ特性が高い発熱抵抗体に記録材の搬送方向に電流を流すと、昇温する非通紙部の抵抗が上昇して発熱抵抗体に流れる電流が低下し非通紙部の発熱量を低下させることができるので非通紙部昇温を抑制することができる。
【０００５】
ところで、発熱抵抗体を構成するペースト材料においてＰＴＣ特性の高い材料は、シート抵抗が低いので、定着装置に用いるヒータとして必要な発熱量を得ることが難しい場合がある。そこで、特許文献１には、発熱抵抗体に長手方向に沿って接続された導体パターンを長手方向で複数に分割したヒータが開示されている。このヒータは、シート抵抗が低いペースト材料を使用して、定着装置に用いるヒータとして必要な総抵抗を得ることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１８９８０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のヒータは、ヒータの導体パターン同士の隙間に対応する領域において発熱量が局所的に低下し、ヒータに長手方向の温度ムラが生じる場合があるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好適な実施態様の一つは、細長い基板と、前記基板に前記基板の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、前記基板に形成され、前記基板の短手方向に関し前記発熱抵抗体の一方の端部に前記長手方向に沿って接続された第１の導電パターンと、前記基板に形成され、前記短手方向に関し前記発熱抵抗体の前記第１の導電パターンと同じ側の端部に前記第１の導電パターンと隙間を空けて前記長手方向に沿って接続された第２の導電パターンと、前記基板に形成され、前記短手方向に関し前記発熱抵抗体の前記第１の導電パターンと反対側の端部に前記長手方向に沿って接続され、前記長手方向に関し前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとの双方にオーバラップした第３の導電パターンと、を有し、定着装置で用いられるヒータにおいて、前記発熱抵抗体の前記隙間の近傍にある第１の領域における前記短手方向の幅は、前記長手方向において前記隙間から前記第１の領域よりも離れた領域であって前記第１の領域と隣り合う第２の領域における幅よりも狭いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる好適な実施態様は、細長い基板と、前記基板に前記基板の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、前記基板に前記基板の短手方向で前記発熱抵抗体を挟んで前記発熱抵抗体に前記長手方向に沿って接続された導電パターンと、を有するヒータにおいて、前記発熱抵抗体は、前記長手方向に関し隙間を空けて分割され且つその分割された前記発熱抵抗体が前記導電パターンによって電気的に直列に接続され、前記発熱抵抗体の前記隙間の近傍にある領域における前記短手方向の幅は、前記長手方向において前記隙間から前記第１の領域よりも離れた領域であって前記第１の領域と隣り合う領域における幅よりも狭いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続されるヒータにおいて、ヒータの長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】実施例１に係る定着装置の概略断面図
【図３】実施例１に係るヒータの横断面を示す模式図
【図４】実施例１のヒータの概略構成を示す図
【図５】実施例１の比較例に係るヒータの概略構成を示す図
【図６】実施例１の変形例１に係るヒータの概略構成を示す図
【図７】実施例１の変形例２に係るヒータの概略構成を示す図
【図８】実施例２に係るヒータの概略構成を示す図
【図９】実施例３に係るヒータの概略構成を示す図
【図１０】実施例３の変形例に係るヒータの概略構成を示す図
【図１１】実施例４に係るヒータの概略構成を示す図
【図１２】実施例４に係るヒータの発熱セグメントの切り替えを示すフローチャート
【図１３】実施例４に係るヒータの拡大図
【図１４】実施例４の比較例に係るヒータの拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１３】
図１は本実施例に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタ（以下ではプリンタと記す）の概略構成図である。１は感光ドラムである。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、レーザースキャナ３によって画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。そして、現像装置４は、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を感光ドラム１上に現像する。その後、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５と感光ドラム１との圧接部である転写ニップ部において、給紙カセット６から所定のタイミングで搬送された被加熱材である記録材Ｐに転写される。このとき、感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するように、搬送ローラ９によって搬送される記録材の先端をトップセンサ８によって検知し、タイミングを合わせている。転写ニップ部に所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置７へと搬送され、定着装置７においてトナー像は記録材に加熱定着される。その後、記録材Ｐは排紙トレイ上に排紙される。
【００１４】
次に、本実施例における定着装置７について説明する。図２は定着装置７の断面図である。定着装置は、筒状のフィルム１１と、フィルム１１の内面に接触するヒータ１２と、ヒータ１２と共にフィルム１１を介して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０と、を有する。
【００１５】
定着部材としてのフィルム１１は、基層と、基層の外側に形成された離型層と、を有する。基層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂で形成される。本実施例では、厚さ６５μｍの耐熱性樹脂のポリイミドを使用している。離型層は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合あるいは単独で被覆して形成される。本実施例では厚さ１５μｍのフッ素樹脂のＰＦＡを被覆している。本実施例のフィルム１１の長手方向の長さはレターサイズ（幅２１６ｍｍ）まで通紙可能とするため２４０ｍｍであり、外径は２４ｍｍである。
【００１６】
フィルムガイド１３は、フィルム１１が回動する際のガイド部材であり、フィルムガイド部材１３の外側にはフィルム１１がルーズに外嵌されている。また、本実施例においては、フィルムガイド１３は、ヒータ１２のフィルム１１と接触する面と反対側の面を支持する役割も有する。フィルムガイド１３は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂で形成されている。
【００１７】
加圧部材としての加圧ローラ２０は、芯金２１と、芯金の外側に形成された弾性層２２と、を有する。芯金２１は、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属で形成される。弾性層２２は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成させたもので形成される。弾性層２２の外側にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層を形成しても良い。本実施例の加圧ローラ２０の外径は２５ｍｍであり、弾性層２２は肉厚３．５ｍｍのシリコーンゴムで形成されている。また、弾性層２２の長手方向の長さは２３０ｍｍである。尚、フィルム１１、ヒータ１２、フィルムガイド１３等をユニット化したものをフィルムユニット１０とする。
【００１８】
加圧ローラ２０は上記のフィルムユニット１０に向けて不図示の加圧手段により、長手方向の両端部において加圧されている。また、加圧ローラ２０は、芯金２１の長手方向の端部に設けられた歯車（不図示）に駆動源（不図示）から駆動力が伝達されて回転するそして、フィルム１１は定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２０から受ける摩擦力で加圧ローラに従動して回転する。
【００１９】
次に、ヒータ１２の制御について図２を用いて説明する。ヒータ１２の長手方向の中央部には温度検知部材としてのメインサーミスタ１４ａが設けられ、メインサーミスタ１４ａの検知温度が目標温度になるようにヒータ１２に供給する電力を制御する。ヒータへの電力制御の詳細について説明する。メインサーミスタ１４ａの出力信号は制御部５２に入力される。制御部５２はＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリから構成される。制御部５２はこの入力信号に基づき、トライアック５０を介してヒータ１２に流れる電流を制御する。ヒータ１２に流れる電流の制御はＡＣ電圧をトライアックによりＯＮ／ＯＦＦすることで行われる。サブサーミスタ１４ｂは、ヒータ１２のフィルム１１と接触する面と反対側の面のＡ４サイズの記録材を縦に搬送した際の記録材の端部に対応する位置に設けられている。このサブサーミスタ１４ｂは非通紙部昇温の監視する役割を持っている。
【００２０】
本実施例のヒータ１２の構成について図３及び図４（ａ）を用いて説明する。図３は、ヒータ１２の横断面図である。図４（ａ）は本実施例におけるヒータ１２のフィルム１１の内面と接触しない側の面の模式図である。ヒータ１２は、細長い基板１００と、基板１００に長手方向に沿って形成された発熱抵抗体５００ａと、を有する。発熱抵抗体５００ａは、長手方向において隙間部Ｄを空けて５００ａ−１と５００ａ−２との２つに分割されている。基板１００には、短手方向で発熱抵抗体５００ａを挟んで発熱抵抗体５００ａに長手方向に沿って接続された導体パターン５０１ａ（５０１ａ−１，５０１ａ−２，５０１ａ−３）が形成されている。
【００２１】
導体パターン５０１ａ−１（第１の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ａ−１の一方の端部に長手方向に沿って接続されている。導電パターン５０１ａ−２（第２の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ａ−２の導電パターン５０１ａ−１と同じ側の端部に導電パターン５０１ａ−１と隙間Ｄを空けて長手方向に沿って接続されている。導電パターン５０１ａ−３（第３の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ａ−１及び発熱抵抗体５００ａ−２の導電パターン５０１ａ−１と反対側の端部に長手方向に沿って接続されている。導体パターン５０１ａ−３は、長手方向において導体パターン５０１ａ−１と導体パターン５０１ａ−２との双方にオーバラップするように設けられている。つまり、発熱抵抗体５００ａ−１と発熱抵抗体５００ａ−２は、導電パターン５０１ａによって電気的に直列に接続されている。
【００２２】
電気接点部５０２ａと５０２ｂとの間に電圧を印加すると、発熱抵抗体５００ａ−１及び発熱抵抗体５００ａ−２は、それぞれ電流が短手方向（記録材の搬送方向）に流れて発熱する。本実施例においては、隙間部Ｄの幅は０．７ｍｍとした。
【００２３】
基板１００は、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等のセラミック材料より形成される。本実施例における基板１００は、幅１０ｍｍ、長手方向長さ２７０ｍｍ、厚さ１ｍｍのサイズでＡｌ２Ｏ３で形成されている。発熱抵抗体５００ａは、ＲｕＯ２（酸化ルテニウム）を主体とした導電剤とガラス等の成分で形成される。基板１００には、発熱抵抗体５００ａ以外に、Ａｇを主体とした材料で形成される導体パターン５０１ａ及び電気接点部５０２ａがスクリーン印刷によって厚み１０μｍ程度で形成される。ここで本実施例に用いる発熱抵抗体５００ａのシート抵抗を５００Ω／□とし、抵抗温度係数（以後ＴＣＲと称す）を１４００ｐｐｍ／℃のＰＴＣ特性（正の抵抗温度特性）とした。なお、シート抵抗は厚み１０μｍの場合の値とする。
【００２４】
図３に示す保護層１０１は、ヒータ１２のフィルム１１と接触する面に形成され、フィルム１１の摩耗を低減する。保護層１０２は、ヒータ１２の発熱抵抗体５００の上に形成される。保護層１０１及び１０２は、耐摩耗性と耐圧性を確保するために、厚さ６５μｍのガラスコーティング層からなる。
【００２５】
次に、本実施例のヒータ１２の特徴的な構成について説明する。発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ａ−２の隙間部Ｄの近傍の領域Ｈ１（第１の領域）における短手方向の幅Ｖ１は、隙間部Ｄから領域Ｈ１よりも離れた領域であって領域Ｈ１と隣り合う領域Ｈ２（第２の領域）における幅Ｖ２よりも狭い構成である。本実施例ではＶ１を０．８６ｍｍ、Ｖ２を１．０ｍｍとし、領域Ｈ１の長手方向の長さを２．５ｍｍとした。
【００２６】
本実施例の効果について図４（ｂ）及び図４（ｃ）を用いて説明する。図４（ｂ）は本実施例に用いるヒータ１２の発熱量の長手方向の分布を示す。発熱抵抗体が設けられていない隙間部Ｄでは発熱しない。また、発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ａ−２の領域Ｈ１（高発熱部Ｇ）の単位長さ当たりの発熱量は、領域Ｈ２よりも３０％大きい。これは、領域Ｈ１は領域Ｈ２よりも短手方向の抵抗が低いためである。
【００２７】
図４（ｃ）は本実施例のヒータ１２を用いた定着装置を室温になるまで放置してから起動して記録材を１枚定着処理した時のフィルム１１の長手方向の表面温度を測定した結果を示したものである。フィルム１１の表面の長手方向の温度分布はほぼ均一であり、隙間部Ｄに対応しない領域の平均温度１６０℃に対し、隙間部Ｄに対応する領域の温度低下量ΔＴ１は、３．３℃であった。フィルム１１の隙間部Ｄに対応する領域の温度低下量が小さく抑えられたのは、発熱量が高い領域Ｈ１の熱が隙間部Ｄに流れて隙間部Ｄにおける温度低下が抑制されたためである。つまり、ヒータ１１自身の長手方向の温度ムラが抑制されているのである。実施例のヒータ１２を用いた場合の定着性を記録材の全面にトナーを載せた画像、いわゆる全面ベタ画像をプリントして評価した。評価条件としては、室温になるまで放置された定着装置を立ち上げた直後にプリントした記録材で上記画像を確認した。その結果、隙間部Ｄを含めた記録材Ｐの全領域において定着不良の発生は見られなかった。
【００２８】
本実施例の比較例のヒータの構成について図５を用いて説明する。比較例のヒータと本実施例のヒータとの構成上の相違点は、図５（ａ）に示すように、比較例のヒータの領域Ｈ１の発熱抵抗体の幅は領域Ｈ２と同じＶ２であり高発熱部Ｇが形成されていない点である。図５（ｂ）は比較例のヒータの発熱量の長手方向の分布を示す。発熱抵抗体が無い隙間部Ｄの領域は発熱が無く、隙間部Ｄを除いたその他の領域では長手方向において発熱量は均一である。図５（ｃ）は比較例のヒータを用いた場合の本実施例と同じ条件で測定したフィルム１１の表面温度の分布を示す。フィルム１１の表面の温度分布は、隙間部Ｄに対応した位置を中心に大きく低下している。隙間部Ｄを除いた領域における温度平均値１６０℃に対する隙間部Ｄに対応する位置のフィルム１１の温度低下量ΔＴ１は、１２．３℃であった。全面ベタ画像をプリントすると隙間部Ｄに対応した領域において約２．０ｍｍの幅の定着不良が発生した。
【００２９】
以上説明したことから、本実施例のヒータは、長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続されるヒータにおいて、長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【００３０】
次に、本実施例の変形例である変形例１及び変形例２について、それぞれ図６及び図７を参照しながら説明する。図６に示す変形例１は、本実施例の構成に対して発熱抵抗体を間引いて断続的に形成し導体に対して並列接続した構成を有する。このように発熱抵抗体の面積を減らすことにより、シート抵抗の低い発熱抵抗体ペースト材料を使用することが可能であり、よりＰＴＣ特性の高い発熱抵抗体を選択することが可能である。また並列接続した各々の発熱抵抗体は短手方向に対して斜めに形成することにより、各長手方向における発熱量を均一にし、隙間部Ｄ近傍は他の発熱ブロックよりも発熱抵抗体の幅を広く（Ｋ２＞Ｋ１）して抵抗を低くして高発熱部Ｇを設けることができる。
【００３１】
次に図７（ａ）に示す変形例２のヒータは、発熱抵抗体５００ａ（５００ａ−１、５００ａ−２）と、導電パターン５０１ａ（５０１ａ−１、５０１ａ−２、５０１ａ−３）と、を有する第１の発熱セグメントを備える。更に、変形例２のヒータは、発熱抵抗体５００ｂ（５００ｂ−１、５００ｂ−２）と、導電パターン５０１ｂ（５０１ｂ−１、５０１ｂ−２、５０１ｂ−３）と、を有する第２の発熱セグメントを備える。第１の発熱セグメントと第２の発熱セグメントとは基板１００の短手方向において並んで設けられている。そして、発熱抵抗体５００ａと発熱抵抗体５００ｂとを、それぞれに接続されるトライアック５０、５１を用いて独立して電力を供給して制御可能である。第１の発熱セグメント及び第２の発熱セグメントの各々における発熱抵抗体の分割の仕方及び導体パターンの発熱抵抗体への接続の仕方は、図４（ａ）に示すヒータ１２における構成と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
変形例２は、発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ａ−２の隙間部Ｄに近い第１の領域Ｈ１における幅Ｖ１ａは、隙間部Ｄから第１の領域Ｈ１よりも離れた領域であって第１の領域Ｈ１と隣り合う第２の領域Ｈ２の幅Ｖ２ａよりも狭いことを特徴とする。また、変形例２は、発熱抵抗体５００ｂ−１及び５００ｂ−２の隙間部Ｄに近い第１の領域Ｈ１における幅Ｖ１ｂは、隙間部Ｄから第１の領域Ｈ１よりも離れた領域であって第１の領域Ｈ１と隣り合う第２の領域Ｈ２の幅Ｖ２ｂよりも狭いことを特徴とする。変形例２においては、発熱抵抗体５００ａの隙間部Ｄ、発熱抵抗体５００ｂの隙間部Ｄの位置は長手方向で同じである。更に、比較例２においては、導体パターン５０１ａ−１と５０１ａ−２との隙間Ｄと、導体パターン５０１ｂ−１と５０１ｂ−２との隙間Ｄと、の長手方向の位置は同じである。
【００３３】
ただし、図７（ａ）に示すヒータは、発熱抵抗体５００ａの短手方向の幅が基板１００の端部から中央部に向かうにつれて狭くなる領域（領域Ｈ３〜Ｈ１）を有する点が実施例１とは異なる。更に、発熱抵抗体５００ｂの幅が基板１００の端部から中央部に向かうにつれて広くなる領域（領域Ｈ３〜領域Ｈ１）を有している点も実施例１と異なる。
【００３４】
長手方向で端部よりも中央部の発熱量が大きい第１の発熱セグメントと、中央部よりも端部の発熱量が大きい第２の発熱セグメントと、を独立に制御して組み合わせて記録材のサイズ（幅）に応じた発熱分布を形成し、非通紙部昇温を抑制することができる。
【００３５】
以上述べたように、変形例２によると長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続された発熱セグメントを短手方向に複数有するヒータにおいても、長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【００３６】
尚、本実施例及び変形例において、発熱抵抗体の分割数は２であるが、２よりも多くても良い。また、本実施例では長手方向に関し発熱抵抗体の隙間部を挟んだ両側の近傍領域において高発熱部を設ける構成を示したが、いずれか一方の近傍領域に高発熱部を設けても良い。更に、本実施例及び変形例における高発熱部は発熱抵抗体の短手方向の幅を狭くすることで発熱量を増やす構成であるが、発熱抵抗体の厚みを増やすなど別の構成であっても良い。また、本実施例及び変形例では、発熱抵抗体が長手方向に関し導体パターンの分割位置合わせて分割されている。しかしながら、発熱抵抗体は長手方向に分割されず、導体パターンのみが分割されている構成でも良い。導体パターンが分割されているヒータは、発熱抵抗体が分割されず連続していたとしても導体パターンの隙間部で電流が流れず発熱量が小さくなるので、本実施例及び比較例の構成は有効であるからである。
【００３７】
（実施例２）
本実施例は実施例１に対しヒータのパターンのみが異なる。従って、ヒータのパターン以外の実施例１と重複する構成については説明を省略する。図８（ａ）は、本実施例におけるヒータ１２のフィルム１１と接触する面と反対側の面の平面模式図である。本実施例のヒータ１２は、基板１００上に発熱抵抗体５００ａと、導電パターン５０１ａ（５０１ａ−１、５０１ａ−２）と、を有する第１の発熱セグメントが形成されている。更に、ヒータ１２は、基板１００上に発熱抵抗体５００ｂ（５００ｂ−１、５００ｂ−２）と、導体パターン５０１ｂ（５０１ａ−１、５０１ａ−２、５０１ａ−３）と、を有する第２の発熱セグメントが形成されている。第１の発熱セグメントと、第２の発熱セグメントと、はトライアック５０、５１を用いてそれぞれ独立に供給する電力を制御できる。
【００３８】
第１の発熱セグメントについて説明する。第１の発熱セグメントの発熱抵抗体５００ａと、導電パターン５０１ａ−１及び５０１ｂ−１と、は長手方向に分割されていない。導電パターン５０１ａ−１は、発熱抵抗体５００ａの一方の端部に長手方向に沿って接続され、導電パターン５０１ａ−２は、発熱抵抗体５００ａの短手方向に関し導電パターン５０１ａ−１とは反対側の端部に長手方向に沿って接続されている。電極５０２ａと電極５０２ｃとの間に電圧を印加すると、発熱抵抗体５００ａは短手方向（記録材の搬送方向）に電流が流れて発熱する。
【００３９】
第２の発熱セグメントについて説明する。導体パターン５０１ｂ−１（第１の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ｂ−１の一方の端部に長手方向に沿って接続されている。導電パターン５０１ｂ−２（第２の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ｂ−２の導電パターン５０１ｂ−１と同じ側の端部に導電パターン５０１ｂ−１と隙間部Ｄを空けて長手方向に沿って接続されている。導電パターン５０１ｂ−３（第３の導電パターン）は、短手方向に関し発熱抵抗体５００ｂ−１及び発熱抵抗体５００ｂ−２の導電パターン５０１ｂ−１と反対側の端部に長手方向に沿って接続されている。導体パターン５０１ｂ−３は、長手方向において導体パターン５０１ｂ−１と導体パターン５０１ｂ−２との双方にオーバラップするように設けられている。つまり、発熱抵抗体５００ｂ−１と発熱抵抗体５００ｂ−２は、導電パターン５０１ｂによって電気的に直列に接続されている。電気接点部５０２ｂと５０２ｃとの間に電圧を印加すると、発熱抵抗体５００ｂ−１及び発熱抵抗体５００ｂ−２は、それぞれ電流が短手方向（記録材の搬送方向）に流れて発熱する。
【００４０】
本実施例では、長手方向に関し発熱抵抗体５００ａのうち発熱抵抗体５００ｂ−１と発熱抵抗体５００ｂ−２の隙間部Ｄとオーバラップする領域（第１の領域）の短手方向の幅Ｖ１ａが隙間部Ｄとオーバラップしない領域（第２の領域）の幅Ｖ２ａよりも狭い。発熱抵抗体５００ａの第１の領域の短手方向の幅Ｖ１ａを０．４ｍｍ、第２の領域の幅Ｖ２ａを１．０ｍｍとした。また、第１の領域の長手方向の長さは０．７ｍｍであり、第１の領域における単位長さ当たりの発熱量は第２の領域よりも２０％大きい。また、発熱抵抗体５００ｂのシート抵抗は５００Ω／□であり、ＴＣＲは１４００ｐｐｍ／℃であって、発熱抵抗体５００ｂにＰＴＣ特性を持たせている。一方で発熱抵抗体５００ａのシート抵抗は３０００Ω／□であり、ＴＣＲは５００ｐｐｍ／℃として、ＰＴＣ特性を持たせている。第１の発熱セグメント５００ａは高発熱部Ｇを設けて第２の発熱セグメントの隙間部Ｄの発熱量の低下を抑制するために設けられているので、第１のセグメント総発熱量は第２の発熱セグメントの総発熱量に対して小さくなっている。従って、発熱抵抗体５００ａは、発熱抵抗体５００ｂよりもシート抵抗が高くＴＣＲが低い抵抗ペースト材料を採用した。
【００４１】
次に、図８（ｂ）において本実施例のヒータ１２の発熱量の長手方向の分布を示す。第２の発熱セグメントにおける隙間部Ｄは発熱しない。しかしながら、第１の発熱セグメントにおける隙間部Ｄとオーバラップする第１の領域（Ｈ１）の発熱量は、その他の領域よりも大きくなり高発熱部Ｇを構成している。
【００４２】
次に、実施例１と同様の方法で測定したフィルム１１の長手方向の表面温度の分布を図８（ｃ）に示す。フィルム１１の長手方向の表面温度の分布はほぼ均一であり、フィルム１１の隙間部Ｄに対応しない領域の平均温度１６０℃に対し、隙間部Ｄに対応する領域の温度低下量ΔＴ１は、３．１℃であった。本実施例のヒータ１１を用いて実施例１と同様の条件で全ベタ画像をプリントした結果、隙間部Ｄを含めた記録材Ｐの全領域において定着不良の発生は見られなかった。
【００４３】
以上説明したことから、本実施例のヒータは、長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続されるヒータにおいて、長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【００４４】
尚、本実施例における高発熱部は発熱抵抗体の短手方向の幅を狭くすることで発熱量を増やす構成であるが、発熱抵抗体の厚みを増やすなど別の構成であっても良い。また、本実施例は、発熱抵抗体が長手方向に関し導体パターンの分割位置及び幅に合わせて分割されている。しかしながら、発熱抵抗体は長手方向に分割されず、導体パターンのみが分割されている構成でも良い。
【００４５】
（実施例３）
本実施例は実施例１に対しヒータのパターンのみが異なる。従って、ヒータのパターン以外の実施例１と重複する構成については説明を省略する。
【００４６】
本実施例のヒータ１２の構成は、図７（ａ）に示す実施例１の変形例２と以下の点を除いて同じであるので、重複する構成については説明を省略する。図９（ａ）は、本実施例におけるヒータ１２のフィルム１１の内面に接触する面と反対側の面の模式図である。
【００４７】
本実施例と実施例１の変形例２との構成の相違点の一つ目は、第１の発熱セグメントにおける発熱抵抗体５００ａの隙間Ｄ１と、第２の発熱セグメントにおける発熱抵抗体５００ｂの隙間Ｄ２と、が長手方向にオーバラップしない点である。
【００４８】
相違点の２つ目は、長手方向において発熱抵抗体５００ａ−１のうち隙間部Ｄ２とオーバラップする第１の領域に高発熱部Ｇが形成される構成である。発熱抵抗体５００ａ−１のうち長手方向に関し隙間部Ｄ２から第１の領域よりも遠い領域であって第１の領域と隣り合う領域を第２の領域とすると、発熱抵抗体５００ａは、第１の領域の幅（Ｖ１ａ）の方が第２の領域の幅（Ｖ２ａ）よりも狭い。尚、本実施例では、第１の領域が隙間部Ｄ１と隣り合う。
【００４９】
相違点の３つ目は、長手方向において発熱抵抗体５００ｂ−２のうち隙間部Ｄ１とオーバラップする第３の領域に高発熱部Ｇが形成される構成である。発熱抵抗体５００ｂ−２のうち隙長手方向において隙間部Ｄ１から第３の領域よりも遠い領域であって第３の領域と隣り合う領域を第４の領域とすると、発熱抵抗体５００ｂは、第３の領域の幅（Ｖ１ｂ）が第４の領域の幅（Ｖ２ｂ）よりも狭い。尚、本実施例では、第３の領域が隙間部Ｄ２と隣り合う。本実施例では、第１の領域及び第３の領域の長手方向の幅を０．７ｍｍ、Ｖ１ａを０．７ｍｍ、Ｖ２ａを１．０ｍｍ、Ｖ１ｂを１．１ｍｍ、Ｖ２ｂを１．５ｍｍとした。発熱抵抗５００ａの第１の領域における長手方向に関する単位長さ当たりの発熱量は、第２の領域よりも２０％大きく、発熱抵抗体５００ｂの第３の領域のおける長手方向に関する単位長さ当たりの発熱量は第４の領域よりも２０％大きい。
【００５０】
本実施例のヒータ１２の効果を確認するために、図９（ｂ）にヒータ１２の長手方向の発熱分布を示し、図９（ｃ）にフィルム１１の長手方向の表面温度の分布を示す。尚、実験条件は実施例１と同じである。図９（ｂ）によると、第１の発熱セグメントの隙間部Ｄ１と第２の発熱セグメントの隙間部Ｄ２において発熱していない。そして、長手方向に関し第１の発熱セグメントの高発熱部Ｇが隙間部Ｄ２とオーバラップし、第２の発熱セグメントの高発熱部Ｇが隙間部Ｄ１とオーバラップしている。その結果、図９（ｃ）に示すように、フィルム１２において隙間部Ｄ１及びＤ２に対応する領域における温度低下量ΔＴ１は、隙間部Ｄ１及びＤ２に対応しない領域の平均温度１６０℃に対して１．１℃であった。本実施例のヒータ１１を用いて実施例１と同様の条件で全ベタ画像をプリントした結果、隙間部Ｄ１、Ｄ２を含めた記録材Ｐの全領域において定着不良の発生は見られなかった。
【００５１】
本実施例は、第１の発熱セグメントの隙間部Ｄ１の温度低下を第２の発熱セグメントの高発熱部Ｇで補い、第２の発熱セグメントの隙間部Ｄ２の温度低下を第１の発熱セグメントの高発熱部Ｇで補うものである。
【００５２】
以上述べたことから、本実施例のヒータは、長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続されるヒータにおいて、長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【００５３】
尚、本実施例では各発熱セグメントの発熱抵抗体において長手方向に関し隙間部の片側のみに高発熱部を設けた。しかしながら、図１０に示す本実施例の変形例のように、隙間部の両側に高発熱部を設けても良い。
【００５４】
尚、本実施例における高発熱部は発熱抵抗体の短手方向の幅を狭くすることで発熱量を増やす構成であるが、発熱抵抗体の厚みを増やすなど別の構成であっても良い。また、本実施例は、発熱抵抗体が長手方向に関し導体パターンの分割位置に合わせて分割されている。しかしながら、発熱抵抗体は長手方向に分割されず、導体パターンのみが分割されている構成でも良い。
【００５５】
（実施例４）
本実施例は実施例１に対しヒータのパターンのみが異なる。従って、ヒータのパターン以外で実施例１と重複する構成については説明を省略する。図１１（ａ）は本実施例におけるヒータ１２のフィルム１１の内面に接触する面と反対側の面の模式図である。本実施例は、基板１００の短手方向の中央に３つに分割された導電パターン５０１ｃ（５０１ｃ−１、５０１ｃ−２、５０１ｃ−３）を有する。導電パターン５０１ｃ−１と５０１ｃ−２との間の隙間をＤ３、導電パターン５０１ｃ−２と５０１ｃ−３との間の隙間をＤ４とする。短手方向で導電パターン５０１ｃ−１を挟んで長手方向に沿って導電パターン５０１ｃ−１に接続する発熱抵抗体５００ａ−１と５００ｂ−１とを有する。更に、短手方向で導電パターン５０１ｃ−２を挟んで長手方向に沿って導電パターン５０１ｃ−２に接続する発熱抵抗体５００ａ−２と５００ｂ−２とを有する。短手方向で導電パターン５０１ｃ−３を挟んで長手方向に沿って導電パターン５０１ｃ−３に接続する発熱抵抗体５００ａ−３と５００ｂ−３とを有する。
【００５６】
発熱抵抗体５００ａ−１と５００ａ−２との間は隙間Ｄ３、発熱抵抗体５００ａ−１と５００ａ−３との間には隙間Ｄ４が設けられている。また、発熱抵抗体５００ｂ−１と５００ｂ−２との間は隙間Ｄ３、発熱抵抗体５００ｂ−１と５００ｂ−３との間には隙間Ｄ４が設けられている。
【００５７】
短手方向に関し導体パターン５０１ｃ（５０１ｃ−１、５０１ｃ−２、５０１ｃ−３）と共に発熱抵抗体５００ａ（５００ａ−１、５００ａ−２、５００ａ−３）を挟むように長手方向に沿って発熱抵抗体５００ａに接続される導体パターン５０１ａを有する。短手方向に関し導体パターン５０１ｃ（５０１ｃ−１、５０１ｃ−２、５０１ｃ−３）と共に発熱抵抗体５００ｂ（５００ｂ−１、５００ｂ−２、５００ｂ−３）を挟んで長手方向に沿って発熱抵抗体５００ｂに接続される導体パターン５０１ｂを有する。導体パターン５０１ａ及び５０１ｂは長手方向で分割されていない。以上説明したヒータ１２の発熱抵抗体及び導体パターンは、基板１００の中央ラインＸ−Ｘ´に対して対称に形成されている。
【００５８】
導体パターン５０１ｃ−１に電極５０４が設けられている。また、導体パターン５０１ｃ−２及び５０１ｃ−３には電極５０５が設けられている。導電パターン５０１ａ及び５０１ｂには電極５０２が設けられている。電極５０２と電極５０４との間に電圧を印加すると、発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ｂ−１に短手方向に電流が流れて発熱する。これを以後、中央発熱セグメントと記す。電極５０２と電極５０５との間に電圧を印加すると、発熱抵抗体５００ａ−２及び５００ｂ−２と、発熱抵抗体５００ａ−３及び５００ｂ−３と、に短手方向に電流が流れて発熱する。これを以後、端部発熱セグメントと記す。中央発熱セグメントと、端部発熱セグメントと、はそれぞれトライアック５０及び５１を介して独立に電力を供給可能である。長手方向における中央発熱セグメントの発熱領域の長さは１５８ｍｍであり、記録材の定型サイズであるＡ５サイズ（１４９ｍｍ×２１０ｍｍ）に対応する。また、長手方向において中央発熱セグメントと端部発熱セグメントを合わせた発熱領域の長さは２２５ｍｍであり、定型サイズであるＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）に対応する。
【００５９】
次に、本実施例における定着装置においてヒータ１２の発熱セグメントを切り替える制御について図１２のフローチャートを用いて説明する。プリントジョブを受信し（Ｓ９００）、制御部５２がプリントする記録材の記録材の幅が１４９ｍｍ以下であるかを判断し（Ｓ９０１）、１４９ｍｍ以下の場合は中央発熱セグメントのみに電力を供給する（Ｓ９０２ａ）。記録材の幅が１４９ｍｍを超える場合は中央発熱セグメント及び端部発熱セグメントの双方に電力を供給する（Ｓ９０２ｂ）。プリントジョブが終了（Ｓ９０３）するとプリント動作を終了する（Ｓ９０４）。このように、発熱セグメントの切り替え制御を行うことで、非通紙部昇温を抑制することが可能である。本実施例のヒータ１２の構成は、Ａ４サイズに対応可能であり、Ａ５サイズの非通紙部昇温を低減することが可能である。
【００６０】
次に、本実施例の特徴的な構成について、図１３（ａ）を参照しながら説明する。図１３（ａ）は、図１１（ａ）に示す本実施例に係るヒータ１２の長手方向の中央部から隙間部Ｄ３が有る側の半分のみを拡大した図である。ヒータ１２の長手方向の中央部から隙間部Ｄ４が有る側の半分のパターンは、図１３（ａ）に示したパターンとヒータ１２の中央部に対して対称であるので省略する。
【００６１】
短手方向に関し隙間部Ｄ３の近傍の領域を第１の領域（Ｈ１）とし、長手方向に関し隙間部Ｄ３から第１の領域よりも離れた領域であって第１の領域と隣り合う領域を第２の領域（Ｈ２）とする。第１の領域（Ｈ１）における発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ａ−２の短手方向の幅Ｖ１ａは、第２の領域（Ｈ２）における発熱抵抗体５００ａ−１及び５００ａ−２の短手方向の幅Ｖ２ａよりも狭い。同様に、第１の領域（Ｈ１）における発熱抵抗体５００ｂ−１及び５００ｂ−２の短手方向の幅Ｖ１ｂは、第２の領域（Ｈ２）における発熱抵抗体５００ｂ−１及び５００ｂ−２の短手方向の幅Ｖ２ｂよりも狭い。このように、第１の領域の発熱抵抗体の幅を短くして抵抗値を下げることで隙間部の近傍に局所的な高発熱部Ｇを形成する。
【００６２】
次に、本実施例のヒータ１２の効果を確認するために、図１２（ｂ）にヒータ１２の長手方向の発熱分布を示し、図１２（ｃ）にフィルム１１の長手方向の表面温度の分布を示す。実験条件は実施例１と同じである。図１２（ｂ）によると、ヒータ１２の隙間部Ｄ３とＤ４に対応する領域は発熱していない。しかしながら、隙間部Ｄ３及びＤ４を長手方向で挟んで設けられた第１の領域（Ｈ１）では第２の領域（Ｈ２）よりも発熱量が大きくなり、高発熱部Ｇを構成している。図１２（ｃ）によると、フィルム１１の隙間部Ｄ３及びＤ４にそれぞれ対応する領域における温度低下量ΔＴ１Ｌ、ΔＴ１Ｒは、隙間部Ｄ３及びＤ４に対応しない領域の平均温度１６０℃に対して３．４℃であった。本実施例のヒータ１２を用いて実施例１と同様の条件で全ベタ画像をプリントした結果、隙間部Ｄ３及びＤ４に対応する領域を含めた記録材Ｐの全領域において定着不良の発生は見られなかった。
【００６３】
この構成によって、ヒータ１２の隙間部Ｄ３及びＤ４における発熱量の低下を第１の領域に構成した高発熱部Ｇで補うことで、ヒータ１２の長手方向の温度ムラを抑制していることがわかる。
【００６４】
図１１（ａ）に示すヒータ１２に対して第１の領域（Ｈ１）に高発熱部Ｇが形成されていないヒータを比較例として、長手方向の中央部から半分の拡大図を図１４に示す。比較例のヒータ１２は、第１の領域（Ｈ１）と第２の領域（Ｈ２）とで発熱抵抗体５００ａ−１、５００ａ−２の幅が同じＶ２ａである。また、第１の領域（Ｈ１）と第２の領域（Ｈ２）とで発熱抵抗体５００ｂ−１、５００ｂ−２の幅が同じＶ２ｂである。
【００６５】
比較例のヒータ１２を用いて本実施例と同じ実験を行いフィルム１１の隙間部Ｄ３及びＤ４にそれぞれ対応する領域における温度低下量ΔＴ１Ｌ、ΔＴ１Ｒを測定した。その結果は、隙間部Ｄ３及びＤ４に対応しない領域の平均温度１６０℃に対して１２．０℃であった。この比較例のヒータ１２を用いて本実施例と同条件で全ベタ画像をプリントしたところ、隙間部Ｄ３及びＤ４に対応する位置で約２ｍｍの幅の定着不良が発生した。比較例のヒータ１２は隙間部Ｄ３及びＤ４で発熱量の低下を補うことができないため、定着不良が発生したと考えられる。
【００６６】
以上述べたことから、本実施例のヒータは、長手方向で複数に分割された導電パターンが発熱抵抗体に接続されるヒータにおいて、長手方向の温度ムラを抑制することができる。
【００６７】
尚、本実施例における高発熱部は発熱抵抗体の短手方向の幅を狭くすることで発熱量を増やす構成であるが、発熱抵抗体の厚みを増やすなど別の構成であっても良い。また、本実施例は、発熱抵抗体が長手方向に関し導体パターンの分割位置に合わせて分割されている。しかしながら、図１３（ｂ）に示すように、隙間部Ｄ３において発熱抵抗体は長手方向に分割されず導体パターンのみが分割されている構成でも本実施例の構成は効果を奏する。
【符号の説明】
【００６８】
７  定着装置
１１  フィルム
１２  ヒータ
２０  加圧ローラ
１００  基板
５００  発熱抵抗体
５０１  導体パターン
Ｄ  隙間部
Ｇ  高発熱部
Ｈ１  第１の領域
Ｈ２  第２の領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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