(57)【要約】【課題】基板の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができるヒータおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】実施形態のヒータ１−１は、基板２と、一対の導体３〜６と、抵抗発熱体７、８と、を具備する。一対の導体３〜６は、基板２の短手方向に間隔をおいて対向される。また、一対の導体３〜６のうち一方の導体３、５は、長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１、Ｋ２をおいて少なくとも２以上に分割される。また、抵抗発熱体７、８は、一対の導体３〜６の間に配置されて一対の導体３〜６のそれぞれと電気的に接続される。また、抵抗発熱体７、８は、基板２の厚さ方向視において、分割された領域である分割領域と重なるスリットＳ１、Ｓ２により２以上に区画される。また、スリットＳ１、Ｓ２は、抵抗発熱体７、８において短手方向に対して傾斜する端面により挟まれる。【選択図】図１
2016001223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板の短手方向に間隔をおいて対向され、前記基板の長手方向に延在される一対の導体と；
前記一対の導体の間に配置されて前記一対の導体のそれぞれと電気的に接続され、前記長手方向に延在される帯状の抵抗発熱体と；
前記一対の導体のそれぞれと電気的に接続される電極と；
を具備し、
前記一対の導体のうち一方の導体は、前記長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔をおいて少なくとも２以上に分割され、
前記抵抗発熱体は、前記基板の厚さ方向視において、前記分割された領域である分割領域と重なるスリットにより２以上に区画され、
前記スリットは、
前記厚さ方向視において前記分割領域と重なる領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔であり、
前記分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔以下であり、
前記抵抗発熱体において前記短手方向に対して傾斜する端面により挟まれる
ヒータ。
【請求項２】
前記端面同士の前記長手方向の間隔が前記分割された一方の導体側から他方の導体側に向かうにしたがって徐々に狭くなる請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記端面同士の前記長手方向の間隔が前記分割された一方の導体側から他方の導体側に向かって一定である請求項１に記載のヒータ。
【請求項４】
通過する媒体を加熱する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヒータと；
前記媒体を加熱時に加圧する加圧ローラと；
を具備し、
前記媒体を前記加熱および前記加圧することで、前記媒体に付着したトナー像を定着させる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒータおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＡ機器、家庭用電気製品、精密製造設備などの電子機器類にヒータが装着されている。ヒータは、給電用電極から供給された電力により基板上に形成された帯状の抵抗発熱体を発熱させることができ、例えば、複写機やファクシミリなどであればトナー定着、リライタブルカードリーダであれば印字消去などに用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
抵抗発熱体を発熱させるヒータでは、電源の電圧に応じた１００ボルト仕様や２００ボルト仕様と、用紙等の媒体のサイズに応じたＡ３サイズ仕様やＡ４サイズ仕様等との組み合わせごとに、抵抗発熱体の単位面積当たりのシート抵抗値（Ω／□：スクエア）を変更している。例えば、抵抗発熱体を発熱させるヒータのうち、抵抗発熱体に電力を供給する一対の導体が基板の短手方向に間隔をおいて対向配置されるヒータでは、一対の導体のうち一方の導体を基板の長手方向に複数に分割し、分割された一方の導体の分割領域と基板の厚さ方向視で重なるスリットにより抵抗発熱体を基板の長手方向に複数に区画することで、抵抗発熱体（例えば酸化ルテニウムやグラファイト等）のシート抵抗値を調整している。
【０００５】
ここで、スリットは、基板に対する導体と発熱抵抗体との相対位置がスクリーン印刷時にずれたとしても、基板の長手方向において、分割された導体と区画された抵抗発熱体とを電気的に絶縁可能な間隔に設定されており、基板の短手方向に平行に形成されている。つまり、区画された抵抗発熱体同士は、スリットが位置する部分で基板の長手方向に離間している。
【０００６】
しかしながら、このようなヒータでは、区画された抵抗発熱体同士が基板の長手方向に離間しているので、スリットが位置する部分での基板の温度が低下し、基板の長手方向での温度分布が不均一になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、基板の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができるヒータおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のヒータは、基板と、一対の導体と、抵抗発熱体と、電極と、を具備する。一対の導体は、基板の短手方向に間隔をおいて対向される。また、一対の導体は、基板の長手方向に延在される。また、一対の導体のうち一方の導体は、長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔をおいて少なくとも２以上に分割される。また、抵抗発熱体は、一対の導体の間に配置されて一対の導体のそれぞれと電気的に接続される。また、抵抗発熱体は、長手方向に延在される帯状である。また、抵抗発熱体は、基板の厚さ方向視において、分割された領域である分割領域と重なるスリットにより２以上に区画される。また、スリットは、厚さ方向視において分割領域と重なる領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔である。また、スリットは、分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔以下である。また、スリットは、抵抗発熱体において短手方向に対して傾斜する端面により挟まれる。また、電極は、一対の導体のそれぞれと電気的に接続される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができるヒータおよび画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１のヒータを示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１のヒータのスリットを示す説明図である。
【図３】図３は、実施形態１のヒータの長手方向の相対温度を示す説明図である。
【図４】図４は、実施形態１のヒータの変形例１を示す模式図である。
【図５】図５は、実施形態１のヒータの変形例２を示す模式図である。
【図６】図６は、実施形態２のヒータを示す模式図である。
【図７】図７は、実施形態２のヒータのスリットを示す説明図である。
【図８】図８は、実施形態２のヒータの長手方向の相対温度を示す説明図である。
【図９】図９は、実施形態２のヒータの変形例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、ヒータの使用例である定着装置を示す説明図である。
【図１１】図１１は、ヒータの使用例である画像形成装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下で説明する実施形態のヒータ１−１、１−４および変形例のヒータ１−２〜１−３、１−５は、基板２と、一対の導体３〜６と、抵抗発熱体７、８と、電極９〜１１と、を具備する。一対の導体３〜６は、基板２の短手方向に間隔をおいて対向される。また、一対の導体３〜６は、基板２の長手方向に延在される。また、一対の導体３〜６のうち一方の導体３、５は、長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１〜Ｋ４をおいて少なくとも２以上に分割される。また、抵抗発熱体７、８は、一対の導体３〜６の間に配置されて一対の導体３〜６のそれぞれと電気的に接続される。また、抵抗発熱体７、８は、長手方向に延在される帯状である。また、抵抗発熱体７、８は、基板２の厚さ方向視において、分割された領域である分割領域と重なるスリットＳ１〜Ｓ４により２以上に区画される。また、スリットＳ１〜Ｓ４は、厚さ方向視において分割領域と重なる領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１〜Ｋ４である。また、スリットＳ１〜Ｓ４は、分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１〜Ｋ４以下である。また、スリットＳ１〜Ｓ４は、抵抗発熱体７、８において短手方向に対して傾斜する端面７ｃ、７ｄ、８ｃ、８ｄにより挟まれる。また、電極９〜１１は、一対の導体３〜６のそれぞれと電気的に接続される。
【００１２】
また、以下に説明する実施形態のヒータ１−１および変形例のヒータ１−２〜１−３では、端面７ｃ、７ｄ、８ｃ、８ｄ同士の長手方向の間隔が分割された一方の導体３、５側から他方の導体４、６側に向かうにしたがって徐々に狭くなる。
【００１３】
また、以下に説明する実施形態のヒータ１−４および変形例のヒータ１−５では、端面７ｃ、７ｄ、８ｃ、８ｄ同士の長手方向の間隔が分割された一方の導体３、５側から他方の導体４、６側に向かって一定である。
【００１４】
また、以下に説明する実施形態に係る画像形成装置１００は、通過する媒体を加熱するヒータ１と、媒体を加熱時に加圧する加圧ローラ２０３と、を具備し、媒体を加熱および加圧することで、媒体に付着したトナー像を定着させる。
【００１５】
〔実施形態１〕
図１から図３を参照して、実施形態を説明する。図１は、実施形態１のヒータを示す模式図である。図２は、実施形態１のヒータのスリットを示す説明図である。図３は、実施形態１のヒータの長手方向の相対温度を示す説明図である。なお、図１および図２では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに対するスリットＳ１、Ｓ２の大きさを強調して図示している。また、図３では、縦軸が基板長手方向の相対温度（％）であり、横軸が基板長手方向における位置である。ここで、基板長手方向とは、基板２の長手方向である。また、相対温度（％）とは、基板２上の任意の測定ポイントでの温度を１００％とした場合の相対温度である。本実施形態で、任意の測定ポイントは、基板２の短手方向の中央で、長手方向一端部２ａ側の主抵抗発熱体７の一端部とスリットＳ１との中間部である。本実施形態で、相対温度（％）は、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに電力が供給される状態において、基板２の短手方向の中央で、基板２の短手方向視において主抵抗発熱体７と副抵抗発熱体８とが重なり合う範囲での基板２上の相対温度である。また、各実施形態、各変形例および各図において同一符号を付した要素は、同一の要素であるのでその説明は省略あるいは簡略化する。
【００１６】
図１に示す本実施形態のヒータ１−１は、電子機器類に搭載され、主に通過する紙などの媒体を加熱するものである。また、本実施形態のヒータ１−１は、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれが基板２の長手方向に複数に区画されるものである。
【００１７】
ヒータ１−１は、図１に示すように、基板２と、一対の主導体３、４と、一対の副導体５、６と、主抵抗発熱体７と、副抵抗発熱体８と、電極９〜１１と、を具備する。なお、一対の主導体３、４、一対の副導体５、６、主抵抗発熱体７、副抵抗発熱体８および電極９〜１１のそれぞれは、例えばスクリーン印刷等により基板２上に形成される。また、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８は、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）やグラファイト、銀・パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）合金を含む材料等から構成される抵抗発熱体ペーストを基板２上にスクリーン印刷等により塗布して硬化させることで形成されている。
【００１８】
基板２は、長手方向の幅および長手方向と交差する短手方向の幅を有する矩形状の平板である。基板２は、例えば、アルミナ等のセラミック、ガラスセラミック、耐熱複合材料などから構成されており、耐熱性および絶縁性を有している。基板２は、ヒータ１−１が装着されるスペースに対応する厚さ（長手方向と短手方向とに直交する方向の厚さ）で形成されている。基板２の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。ここで、基板２およびヒータ１−１の長手方向は同方向であり、基板２およびヒータ１−１の短手方向は同方向である。
【００１９】
一対の主導体３、４は、図１および図２に示すように、主抵抗発熱体７と電気的に接続される導体であり、基板２の短手方向に間隔をおいて対向され、基板２の長手方向に延在される一対の導体である。本実施形態で、一対の主導体３、４は、一対の副導体５、６より基板２の短手方向一端部２ｃ側に配置されている。一対の主導体３、４のうち一方の主導体３は、基板２の長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１をおいて２つに分割されている。本実施形態で、一方の主導体３は、基板２に対して長手方向一端部２ａ側に位置する第一主導体３ａと、基板２に対して長手方向他端部２ｂ側に位置する第二主導体３ｂと、に分割されている。一方の主導体３が第一主導体３ａと第二主導体３ｂとに分割された領域は、分割領域である。
【００２０】
ここで、一方の主導体３における分割領域は、基板２の長手方向において、第一主導体３ａと第二主導体３ｂとに挟まれる領域である。本実施形態で、一方の主導体３における分割領域は、基板２の長手方向において、後述する一方の副導体５における分割領域より長手方向一端部２ａ側に位置する。一対の主導体３、４のうち他方の主導体４は、基板２の長手方向において、主抵抗発熱体７の全長に亘って連続して設けられている。
【００２１】
一対の副導体５、６は、副抵抗発熱体８と電気的に接続される導体であり、基板２の短手方向に間隔をおいて対向され、基板２の長手方向に延在される一対の導体である。本実施形態で、一対の副導体５、６は、一対の主導体３、４より基板２の短手方向他端部２ｄ側に配置されている。一対の副導体５、６のうち一方の副導体５は、基板２の長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ２をおいて２つに分割されている。本実施形態で、一方の副導体５は、基板２に対して長手方向一端部２ａ側に位置する第一副導体５ａと、基板２に対して長手方向他端部２ｂ側に位置する第二副導体５ｂと、に分割されている。一方の副導体５が第一副導体５ａと第二副導体５ｂとに分割された領域は、分割領域である。
【００２２】
ここで、一方の副導体５における分割領域は、基板２の長手方向において、第一副導体５ａと第二副導体５ｂとに挟まれる領域である。本実施形態で、一方の副導体５における分割領域は、基板２の長手方向において、一方の主導体３における分割領域より長手方向他端部２ｂ側に位置する。一対の副導体５、６のうち他方の副導体６は、基板２の長手方向において、副抵抗発熱体８の全長に亘って連続して設けられている。また、本実施形態で、他方の副導体６は、基板２の長手方向の両端部２ａ、２ｂ側から中央部側に向かうにしたがって、徐々に一方の副導体５との間隔が狭くなる湾曲形状で形成されている。
【００２３】
主抵抗発熱体７は、基板２の短手方向において、一対の主導体３、４の間に配置されている。主抵抗発熱体７は、基板２の長手方向に延在されて帯状に形成されている。主抵抗発熱体７は、一対の主導体３、４のそれぞれと電気的に接続されている。主抵抗発熱体７は、基板２の厚さ方向視において、一方の主導体３における分割領域と重なるスリットＳ１により２つに区画されている。本実施形態で、主抵抗発熱体７は、基板２に対して長手方向一端部２ａ側に位置する一方の主抵抗発熱体７ａと、基板２に対して長手方向他端部２ｂ側に位置する他方の主抵抗発熱体７ｂと、に区画されている。
【００２４】
主抵抗発熱体７が一方の主抵抗発熱体７ａと他方の主抵抗発熱体７ｂとに分割された領域は、一方の主導体３における分割領域と厚さ方向視で重なる領域である。また、主抵抗発熱体７が一方の主抵抗発熱体７ａと他方の主抵抗発熱体７ｂとに分割された領域は、基板２の長手方向において、一方の主抵抗発熱体７ａの端面７ｃと他方の主抵抗発熱体７ｂの端面７ｄとにより挟まれるスリットＳ１の領域である。端面７ｃ、７ｄは、基板２の短手方向に対して傾斜しており、分割された一方の主導体３側から他方の主導体４側に向かうにしたがって、基板２の長手方向の間隔が徐々に狭くなっている。つまり、本実施形態で、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１は、基板２の厚さ方向視で一方の主導体３における分割領域と重なる領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１である。また、本実施形態で、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１は、一方の主導体３における分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ１以下である。主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１は、基板２の厚さ方向視において、Ｖ字形状のテーパ状に形成されている。
【００２５】
一方の主抵抗発熱体７ａは、短手方向一端部２ｃ側が第一主導体３ａと電気的に接続され、短手方向他端部２ｄ側が他方の主導体４と電気的に接続されている。他方の主抵抗発熱体７ｂは、短手方向一端部２ｃ側が第二主導体３ｂと電気的に接続され、短手方向他端部２ｄ側が他方の主導体４と電気的に接続されている。つまり、一方の主抵抗発熱体７ａと他方の主抵抗発熱体７ｂとは、他方の主導体４を介して電気的に接続されており、電気的に直列に接続されている。
【００２６】
副抵抗発熱体８は、基板２の短手方向において、一対の副導体５、６の間に配置されている。副抵抗発熱体８は、基板２の長手方向に延在されて帯状に形成されている。副抵抗発熱体８は、短手方向一端部２ｃ側の端部が、基板２の両端部２ａ、２ｂ側から中央部に向かうにしたがって、徐々に短手方向他端部２ｄ側の端部に接近する凹状に形成されている。副抵抗発熱体８は、一対の副導体５、６のそれぞれと電気的に接続されている。副抵抗発熱体８は、基板２の厚さ方向視において、一方の副導体５における分割領域と重なるスリットＳ２により２つに区画されている。本実施形態で、副抵抗発熱体８は、基板２に対して長手方向一端部２ａ側に位置する一方の副抵抗発熱体８ａと、基板２に対して長手方向他端部２ｂ側に位置する他方の副抵抗発熱体８ｂと、に区画されている。
【００２７】
副抵抗発熱体８が一方の副抵抗発熱体８ａと他方の副抵抗発熱体８ｂとに分割された領域は、一方の副導体５における分割領域と厚さ方向視において重なる領域である。また、副抵抗発熱体８が一方の副抵抗発熱体８ａと他方の副抵抗発熱体８ｂとに分割された領域は、基板２の長手方向において、一方の副抵抗発熱体８ａの端面８ｃと他方の副抵抗発熱体８ｂの端面８ｄとにより挟まれるスリットＳ２の領域である。端面８ｃ、８ｄは、基板２の短手方向に対して傾斜しており、分割された一方の副導体５側から他方の副導体６側に向かうにしたがって、基板２の長手方向の間隔が徐々に狭くなっている。つまり、本実施形態で、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２は、基板２の厚さ方向視において一方の副導体５における分割領域と重なる領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ２である。また、本実施形態で、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２は、一方の副導体５における分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ２以下である。このため、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２は、基板２の厚さ方向視において、Ｖ字形状のテーパ状に形成されている。
【００２８】
一方の副抵抗発熱体８ａは、短手方向他端部２ｄ側が第一副導体５ａと電気的に接続され、短手方向一端部２ｃ側が他方の副導体６と電気的に接続されている。他方の副抵抗発熱体８ｂは、短手方向他端部２ｄ側が第二副導体５ｂと電気的に接続され、短手方向一端部２ｃ側が他方の副導体６と電気的に接続されている。つまり、一方の副抵抗発熱体８ａと他方の副抵抗発熱体８ｂとは、他方の副導体６を介して電気的に接続されており、電気的に直列に接続されている。
【００２９】
ここで、所定の間隔Ｋ１は、基板２に対する一対の主導体３、４と主抵抗発熱体７との相対的な位置のずれが生じても、一対の主導体３、４と主抵抗発熱体７とが電気的に絶縁可能な設計上の間隔であり、例えば０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定される間隔である。また、所定の間隔Ｋ２は、所定の間隔Ｋ１と同様に、基板２に対する一対の副導体５、６と副抵抗発熱体８との相対的な位置のずれが生じても、一対の副導体５、６と副抵抗発熱体８とが電気的に絶縁可能な設計上の間隔であり、例えば０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定される間隔である。本実施形態で、所定の間隔Ｋ１、Ｋ２は、同じ間隔に設定されているものとし、０．７ｍｍに設定されているものとする。なお、所定の間隔Ｋ１、Ｋ２は、図２に示すように、一対の主導体３、４、一対の副導体５、６が基板２の短手方向に幅を有する場合、一対の主導体３、４、一対の副導体５、６に挟まれる領域において、基板２の長手方向の間隔が最少となる部分での間隔とする。
【００３０】
電極９は、図１に示すように、基板２の長手方向一端部２ａ側に配置され、電極１０、１１は、基板２の長手方向他端部２ｂ側に配置されている。電極９は、第一主導体３ａおよび第一副導体５ａのそれぞれと電気的に接続されている。電極１０は、第二主導体３ｂと電気的に接続されている。電極１１は、第二副導体５ｂと電気的に接続されている。つまり、電極９と電極１０とは、第一主導体３ａ、一方の主抵抗発熱体７ａ、他方の主導体４、他方の主抵抗発熱体７ｂおよび第二主導体３ｂを介して、電気的に接続されている。また、電極９と電極１１とは、第一副導体５ａ、一方の副抵抗発熱体８ａ、他方の副導体６、他方の副抵抗発熱体８ｂおよび第二副導体５ｂを介して、電気的に接続されている。このため、主抵抗発熱体７と副抵抗発熱体８とには、個別に電流を流すことができる。
【００３１】
ここで、基板２上には、一対の主導体３、４、一対の副導体５、６、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８が直接露出することを防止するオーバーコート層が形成されている。オーバーコート層は、一対の主導体３、４、一対の副導体５、６、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８が外部からの干渉（例えば、機械的、化学的、電気的な干渉）によって損傷・破損することを抑制するものである。オーバーコート層は、基板２より高い熱伝導率を有しており、例えば、アルミナ等の熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーが添加されて熱伝導率が２〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以上となるガラス層である。
【００３２】
次に、ヒータ１−１の動作について説明する。ヒータ１−１には、電極９〜１１のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ１−１は、電力が供給されることで、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれが短手方向に通電される。ヒータ１−１では、図３に示す実線Ａ１のように、スリットＳ１、Ｓ２を除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっている。また、ヒータ１−１では、図３に示す実線Ａ１のように、スリットＳ１、Ｓ２での相対温度が９６％程度となっている。このため、ヒータ１−１は、スリットＳ１、Ｓ２での相対温度の低下を抑制することができる。したがって、ヒータ１−１は、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができる。
【００３３】
一方、実施形態１のヒータ１−１の比較例として、基板２の長手方向の間隔が１．０ｍｍを超えて基板２の短手方向に平行なスリットにより、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれを基板２の長手方向に２つに区画したヒータの場合、図３に示す点線Ｂ１のように、スリットを除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっているが、スリットでの相対温度が８０％程度まで低下し、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができない。
【００３４】
また、実施形態１のヒータ１−１の比較例として、基板２の長手方向の間隔が０．７ｍｍで基板２の短手方向に平行なスリットにより、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれを基板２の長手方向に２つに区画したヒータの場合、図３に示す点線Ｃ１のように、スリットを除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっているが、スリットでの相対温度が９２％程度まで低下し、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができない。
【００３５】
また、実施形態１のヒータ１−１が媒体を加熱する場合においては、さまざまな媒体がヒータ１−１を通過する。ヒータ１−１の長手方向の長さは、媒体のサイズ（長手方向と平行な長さ）に対応させるため、加熱される媒体の最大サイズに合わせて設定される。また、通常、ヒータ１−１と媒体との長手方向における位置関係は、さまざまな媒体のサイズの中心と、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８の長手方向の中心とが一致（ほぼ一致も含む）する。このため、媒体がヒータ１−１を通過する場合には、ヒータ１−１が発生した熱を媒体が受け取る。したがって、ヒータ１−１は、媒体に与えられる熱の温度分布の不均一を抑制することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態１では、基板２の短手方向において、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８に対してスリットＳ１、Ｓ２が基板２の外側から内側に向かうにしたがって、長手方向の間隔が徐々に狭くなっているが、基板２の内側から外側に向かうにしたがって間隔が徐々に狭くなってもよい。この場合、一方の主導体３と他方の主導体４とを入れ替え、一方の副導体５と他方の副導体６とを入れ替えることで、基板２の内側から外側に向かうにしたがって間隔が徐々に狭くなるスリットＳ１、Ｓ２とすることができる。
【００３７】
また、上記実施形態１では、副抵抗発熱体８が凹状に形成されているが、主抵抗発熱体７と同様の矩形状であってもよい。この場合、他方の副導体６が長手方向に平行に形成される。
【００３８】
また、上記実施形態１では、基板２が矩形状の平板であるが、長手方向の幅および短手方向の幅を有していればよいので、長手方向および短手方向に沿う外周において、凹部、凸部、欠けなどが形成された形状であってもよい。
【００３９】
また、上記実施形態１では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれがスリットＳ１、Ｓ２により基板２の長手方向に２つに区画されているが、３つ以上の複数に区画されていてもよい。この場合、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８は、それぞれの設計上のシート抵抗値に応じて区画される。
【００４０】
また、上記実施形態１では、基板２の厚さ方向視においてスリットＳ１、Ｓ２が他方の主導体４、他方の副導体６と接しているが、シート抵抗値が設計上の許容される範囲内に収まるのであれば、例えば、基板２に対する一対の主導体３、４、一対の副導体５、６、主抵抗発熱体７または副抵抗発熱体８の相対位置がスクリーン印刷時に短手方向にずれたりにじんだりすることで、スリットＳ１、Ｓ２が他方の主導体４、他方の副導体６と接しなくなるヒータ１−１であってもよい。
【００４１】
また、上記実施形態１では、基板２の厚さ方向視において、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１と他方の主導体４とが重ならず、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２と他方の副導体６とが重ならないが、これに限定されるものではない。図４は、実施形態１のヒータの変形例１を示す模式図である。なお、図４では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに対するスリットＳ１、Ｓ２の大きさを強調して図示している。同図に示すように、ヒータ１−２は、基板２の厚さ方向視において、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１と他方の主導体４とが重なり、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２と他方の副導体６とが重なっていてもよい。また、スリットＳ１は一方の主導体３側から他方の主導体４側に向かうにしたがって徐々に間隔が狭くなり、スリットＳ２は、一方の副導体５側から他方の副導体６側に向かうにしたがって徐々に間隔が狭くなる。このため、ヒータ１−２は、スリットＳ１、Ｓ２での相対温度の低下を抑制することができ、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができる。ここで、実施形態１のヒータ１−１および変形例１のヒータ１−２においては、スリットＳ１と他方の主導体４との重なりの有無、およびスリットＳ２と他方の副導体６との重なりの有無によらず、主抵抗発熱体７はスリットＳ１により２つに区画されてシート抵抗値が調整され、副抵抗発熱体８はスリットＳ２により２つに区画されてシート抵抗値が調整される。
【００４２】
また、図５は、実施形態１のヒータの変形例２を示す模式図である。なお、図５では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに対するスリットＳ１、Ｓ２の大きさを強調して図示している。同図に示すように、ヒータ１−３は、基板２の厚さ方向視において、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ１が台形状のテーパ状となり、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ２が台形状のテーパ状となっていてもよい。また、スリットＳ１、Ｓ２は、基板２の厚さ方向視において、分割領域と重なる領域の間隔が所定の間隔Ｋ１、Ｋ２であり、分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が所定の間隔Ｋ１、Ｋ２以下である。このため、ヒータ１−３は、スリットＳ１、Ｓ２での相対温度の低下を抑制することができ、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができる。
【００４３】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２について説明する。図６は、実施形態２のヒータを示す模式図である。図７は、実施形態２のヒータのスリットを示す説明図である。図８は、実施形態２のヒータの長手方向の相対温度を示す説明図である。なお、図６および図７では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに対するスリットＳ３、Ｓ４の大きさを強調して図示している。また、図８では、縦軸が基板長手方向の相対温度（％）であり、横軸が基板長手方向における位置である。
【００４４】
図６に示す実施形態２のヒータ１−４が実施形態１のヒータ１−１と異なる点は、スリットＳ３、Ｓ４を挟む端面７ｃ、７ｄ同士、端面８ｃ、８ｄ同士の長手方向の間隔が、一方の主導体３側から他方の主導体４側に向かって一定、一方の副導体５側から他方の副導体６側に向かって一定である点である。
【００４５】
図６および図７に示すように、一対の主導体３、４のうち一方の主導体３は、基板２の長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ３をおいて２つに分割されている。一方の主導体３が第一主導体３ａと第二主導体３ｂとに分割された領域は、分割領域である。ここで、一方の主導体３における分割領域は、基板２の長手方向において、第一主導体３ａと第二主導体３ｂとに挟まれる領域である。本実施形態で、一方の主導体３における分割領域は、一方の副導体５における分割領域より長手方向一端部２ａ側に位置する。一対の主導体３、４のうち他方の主導体４は、基板２の長手方向において、主抵抗発熱体７の全長に亘って連続して設けられている。
【００４６】
一対の副導体５、６のうち一方の副導体５は、基板２の長手方向において、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ４をおいて２つに分割されている。一方の副導体５が第一副導体５ａと第二副導体５ｂとに分割された領域は、分割領域である。ここで、一方の副導体５における分割領域は、一方の主導体３における分割領域より長手方向他端部２ｂ側に位置する。一対の副導体５、６のうち他方の副導体６は、基板２の長手方向において、副抵抗発熱体８の全長に亘って連続して設けられている。また、本実施形態で、他方の副導体６は、基板２の長手方向の両端部２ａ、２ｂ側から中央部側に向かうにしたがって、徐々に一方の副導体５との間隔が狭くなる湾曲形状で形成されている。
【００４７】
主抵抗発熱体７は、基板２の厚さ方向視において一方の主導体３における分割領域と重なるスリットＳ３により２つに区画されている。主抵抗発熱体７が一方の主抵抗発熱体７ａと他方の主抵抗発熱体７ｂとに分割された領域は、一方の主導体３における分割領域と厚さ方向視で重なる領域である。また、主抵抗発熱体７が一方の主抵抗発熱体７ａと他方の主抵抗発熱体７ｂとに分割された領域は、基板２の長手方向において、一方の主抵抗発熱体７ａの端面７ｃと他方の主抵抗発熱体７ｂの端面７ｄとにより挟まれるスリットＳ３の領域である。
【００４８】
端面７ｃ、７ｄは、基板２の短手方向に対して傾斜しており、分割された一方の主導体３側から他方の主導体４側に向かって、基板２の長手方向の間隔が一定である。つまり、本実施形態で、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ３は、基板２の厚さ方向視で一方の主導体３における分割領域と重なる領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ３である。また、本実施形態で、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ３は、一方の主導体３における分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ３以下である。主抵抗発熱体７におけるスリットＳ３は、基板２の厚さ方向視において、基板２の短手方向に対して傾斜する直線状に形成されている。
【００４９】
副抵抗発熱体８は、短手方向一端部２ｃ側の端部が、基板２の両端部２ａ、２ｂ側から中央部に向かうにしたがって、徐々に短手方向他端部２ｄ側の端部に接近する凹状に形成されている。副抵抗発熱体８は、基板２の厚さ方向視において一方の副導体５における分割領域と重なるスリットＳ４により２つに区画されている。副抵抗発熱体８が一方の副抵抗発熱体８ａと他方の副抵抗発熱体８ｂとに分割された領域は、一方の副導体５における分割領域と厚さ方向視で重なる領域である。また、副抵抗発熱体８が一方の副抵抗発熱体８ａと他方の副抵抗発熱体８ｂとに分割された領域は、基板２の長手方向において、一方の副抵抗発熱体８ａの端面８ｃと他方の副抵抗発熱体８ｂの端面８ｄとにより挟まれるスリットＳ４の領域である。
【００５０】
端面８ｃ、８ｄは、基板２の短手方向に対して傾斜しており、分割された一方の副導体５側から他方の副導体６側に向かって、基板２の長手方向の間隔が一定である。つまり、本実施形態で、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ４は、基板２の厚さ方向視で一方の副導体５における分割領域と重なる領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ４である。また、本実施形態で、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ４は、一方の副導体５における分割領域と重なる領域を除く領域の間隔が、電気的に絶縁可能な所定の間隔Ｋ４以下である。副抵抗発熱体８におけるスリットＳ４は、基板２の厚さ方向視において、基板２の短手方向に対して傾斜する直線状に形成されている。
【００５１】
スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θは、１５度以上かつ６５度以下であることが好ましい。なお、長手方向と平行な角度を０度、短手方向と平行な角度を９０度とする。ここで、スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θを１５度以上としたのは、１５度を下回ると、基板２の短手方向において端面７ｃ、７ｄ同士、端面８ｃ、８ｄ同士がオーバラップする部分（短手方向視で重なり合う部分）が大きくなるが、第一主導体３ａと他方の主導体４とがオーバラップしない部分が大きくなり、かつ第二主導体３ｂと他方の主導体４とがオーバラップしない部分が大きくなるからである。第一主導体３ａと他方の主導体４とがオーバラップしない部分、および第二主導体３ｂと他方の主導体４とがオーバラップしない部分では、オーバラップする部分より導体間距離が長くなって電気抵抗値が高くなり、発熱量が減少する。つまり、スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θが１５度を下回る場合には、第一主導体３ａと他方の主導体４とがオーバラップしない部分（つまり発熱量が減少する部分）と、第二主導体３ｂと他方の主導体４とがオーバラップしない部分（つまり発熱量が減少する部分）とがオーバラップするため、基板２の長手方向において、スリットＳ３、Ｓ４での温度低下を十分に抑制することができない。
【００５２】
また、スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θを６５度以下としたのは、６５度を超えると、基板２の短手方向において第一主導体３ａと他方の主導体４とがオーバラップしない部分が小さくなり、かつ第二主導体３ｂと他方の主導体４とがオーバラップしない部分が小さくなるが、基板２の短手方向において端面７ｃ、７ｄ同士、端面８ｃ、８ｄ同士がオーバラップしない部分（つまり発熱しない部分）が大きくなるからである。つまり、スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θが６５度を超える場合には、発熱しない部分のオーバラップする部分が大きくなるため、基板２の長手方向において、スリットＳ３、Ｓ４での温度低下を十分に抑制することができない。
【００５３】
本実施形態で、スリットＳ３、Ｓ４の長手方向に対する角度θは、３０度である。
【００５４】
ここで、所定の間隔Ｋ３は、基板２に対する一対の主導体３、４と主抵抗発熱体７との相対的な位置のずれが生じても、一対の主導体３、４と主抵抗発熱体７とが電気的に絶縁可能な設計上の間隔であり、例えば０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定される間隔である。また、所定の間隔Ｋ４は、所定の間隔Ｋ３と同様に、基板２に対する一対の副導体５、６と副抵抗発熱体８との相対的な位置のずれが生じても、一対の副導体５、６と副抵抗発熱体８とが電気的に絶縁可能な設計上の間隔であり、例えば０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定される間隔である。本実施形態で、所定の間隔Ｋ３、Ｋ４は、同じ間隔に設定されているものとし、０．７ｍｍに設定されているものとする。
【００５５】
次に、ヒータ１−４の動作について説明する。ヒータ１−４には、電極９〜１１のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ１−４は、電力が供給されることで、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれが短手方向に通電される。ヒータ１−４では、図８に示す実線Ａ２のように、スリットＳ３、Ｓ４を除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっている。また、ヒータ１−４では、図８に示す実線Ａ２のように、スリットＳ３、Ｓ４での相対温度が９７％程度となっている。このため、ヒータ１−４は、スリットＳ３、Ｓ４での相対温度の低下を抑制することができる。したがって、ヒータ１−４は、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができる。
【００５６】
一方、実施形態２のヒータ１−４の比較例として、基板２の長手方向の間隔が１．０ｍｍを超えて基板２の短手方向に平行なスリットにより、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれを基板２の長手方向に２つに区画したヒータの場合、図８に示す点線Ｂ２のように、スリットを除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっているが、スリットでの相対温度が８０％程度まで低下し、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができない。
【００５７】
また、実施形態２のヒータ１−４の比較例として、基板２の長手方向の間隔が０．７ｍｍで基板２の短手方向に平行なスリットにより、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれを基板２の長手方向に２つに区画したヒータの場合、図８に示す点線Ｃ２のように、スリットを除く部分での基板２の長手方向における相対温度が９７％〜１０３％程度の範囲に収まっているが、スリットでの相対温度が９２％程度まで低下し、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができない。
【００５８】
また、実施形態２のヒータ１−４が媒体を加熱する場合においては、さまざまな媒体がヒータ１−４を通過する。ヒータ１−４の長手方向の長さは、媒体のサイズ（長手方向と平行な長さ）に対応させるため、加熱される媒体の最大サイズに合わせて設定される。また、通常、ヒータ１−４と媒体との長手方向における位置関係は、さまざまな媒体のサイズの中心と、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８の長手方向の中心とが一致（ほぼ一致も含む）する。このため、媒体がヒータ１−４を通過する場合には、ヒータ１−４が発生した熱を媒体が受け取る。したがって、ヒータ１−４は、媒体に与えられる熱の温度分布の不均一を抑制することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態２では、副抵抗発熱体８が凹状に形成されているが、主抵抗発熱体７と同様の矩形状であってもよい。この場合、他方の副導体６が長手方向に平行に形成される。
【００６０】
また、上記実施形態２では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれがスリットＳ３、Ｓ４により基板２の長手方向に２つに区画されているが、３つ以上の複数に区画されていてもよい。この場合、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８は、それぞれの設計上のシート抵抗値に応じて区画される。
【００６１】
また、上記実施形態２では、基板２の厚さ方向視において、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ３と他方の主導体４とが重なり、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ４と他方の副導体６とが重なるが、これに限定されるものではない。図９は、実施形態２のヒータの変形例を示す模式図である。なお、図９では、主抵抗発熱体７および副抵抗発熱体８のそれぞれに対するスリットＳ３、Ｓ４の大きさを強調して図示している。同図に示すように、ヒータ１−５は、基板２の厚さ方向視において、主抵抗発熱体７におけるスリットＳ３と他方の主導体４とが重ならず、副抵抗発熱体８におけるスリットＳ４と他方の副導体６とが重ならなくてもよい。また、スリットＳ３、Ｓ４は短手方向に対して傾斜し、スリットＳ３、Ｓ４の角度θが３０度であるので、ヒータ１−５は、スリットＳ３、Ｓ４での相対温度の低下を抑制することができ、基板２の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができる。
【００６２】
次に、ヒータを備えた定着装置の一実施形態について説明する。図１０は、ヒータの使用例である定着装置を示す説明図である。同図に示すように、定着装置２００は、上述した実施形態およびその変形例のヒータ１−１〜１−５（以下、単に「ヒータ１」と称する）のいずれも使用することができる。定着装置２００では、支持体２０２の周りに円筒状に巻き回された定着フィルムベルト２０１の底部にヒータ１が設置されている。定着フィルムベルト２０１は、例えばポリイミド等の耐熱性の樹脂材料から形成されている。ヒータ１および定着フィルムベルト２０１に対向する位置には、加圧ローラ２０３が配設されている。加圧ローラ２０３は、表面に耐熱性の弾性材料、例えばシリコーン樹脂層２０４を有し、定着フィルムベルト２０１を圧接した状態で、回転軸２０５周りに回転する（同図に示す矢印Ａ）ことができる。
【００６３】
トナー定着工程では、定着フィルムベルト２０１とシリコーン樹脂層２０４との接触面において、媒体である複写用紙Ｐ上に付着したトナー像Ｔ１が定着フィルムベルト２０１を介してヒータ１により加熱溶融される。その結果、少なくともトナー像Ｔ１の表面部は融点を超え、軟化して溶融する。その後、加圧ローラ２０３の用紙排出側では複写用紙Ｐがヒータ１から離間するとともに、定着フィルムベルト２０１からも離間し、トナー像Ｔ２は自然に放熱して再び固化することで、トナー像Ｔ２が複写用紙Ｐに定着する。
【００６４】
上記定着装置２００では、基板の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができるヒータ１を用いたことで、複写用紙Ｐ上に付着したトナー像Ｔ１の加熱溶融の不均一を抑制することができる。
【００６５】
次に、ヒータを備えた画像形成装置の一実施形態について説明する。図１１は、ヒータの使用例である画像形成装置を示す説明図である。なお、本実施形態で、画像形成装置は、複写機１００である。同図に示すように、複写機１００には、上述した定着装置２００を含む各構成要素が筐体１０１内に収められている。筐体１０１の上部には、ガラス等の透明材料からなる原稿載置台が備え付けられており、画像情報を読み取る対象となる原稿Ｐ１を原稿載置台上で往復動させて（同図に示す矢印Ｙ）スキャンする構成となっている。
【００６６】
筐体１０１内の上部には光照射用ランプと反射鏡とからなる照明装置１０２が設けられており、照明装置１０２から照射された光が原稿載置台上の原稿Ｐ１の表面で反射し、短焦点小径結像素子アレイ１０３によって感光ドラム１０４上にスリット露光される。なお、感光ドラム１０４は回転可能（同図に示す矢印Ｚ）に設置されている。
【００６７】
また、筐体１０１内に設置された感光ドラム１０４の近傍には、帯電器１０５が設けられており、感光ドラム１０４が帯電器１０５により一様（ほぼ一様も含む）に帯電される。感光ドラム１０４は、例えば酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層で被覆されている。帯電した感光ドラム１０４には、短焦点小径結像素子アレイ１０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器１０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化され、トナー像となる。
【００６８】
カセット１０７内に収容されている複写用紙Ｐは、給送ローラ１０８と感光ドラム１０４上のトナー像と同期をとって上下方向に圧接して回転される一対の搬送ローラ１０９によって、感光ドラム１０４上に送り込まれる。そして、転写放電器１１０によって感光ドラム１０４上のトナー像が複写用紙Ｐ上に転写される。
【００６９】
その後、感光ドラム１０４上から下流側に送られた複写用紙Ｐは、搬送ガイド１１１によって定着装置２００に導かれて加熱定着処理（上記トナー定着工程）された後、トレイ１１２に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム１０４上の残留トナーはクリーナ１１３により除去される。
【００７０】
定着装置２００は、複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、複写機１００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より大きい抵抗発熱体を備えたヒータ１（図１０参照）が加圧ローラ２０３の外周に取り付けられたシリコーン樹脂層２０４（図１０参照）に加圧された状態で設けられている。
【００７１】
そして、ヒータ１と加圧ローラ２０３との間を送られる複写用紙Ｐ上の未定着トナー像は、抵抗発熱体の発熱を利用して溶融され、複写用紙Ｐ上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させることができる。
【００７２】
本実施形態の複写機１００によれば、基板の長手方向での温度分布の不均一を抑制することができるヒータ１を用いたことで、複写用紙Ｐ上の未定着トナー像の加熱溶融の不均一を抑制することができる。
【００７３】
なお、ヒータ１を複写機１００等の画像形成装置の定着用に使用した例について説明したが、これに限らず、家庭用電気製品、業務用や実験用の精密機械や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用することができる。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１、１−１〜１−５  ヒータ
２  基板
３、４  一対の主導体（一対の導体）
５、６  一対の副導体（一対の導体）
７  主抵抗発熱体（抵抗発熱体）
７ｃ  端面
７ｄ  端面
８  副抵抗発熱体（抵抗発熱体）
８ｃ  端面
８ｄ  端面
９〜１１  電極
１００  複写機（画像形成装置）
２０３  加圧ローラ
Ｋ１〜Ｋ４  所定の間隔
Ｐ  複写用紙（媒体）
Ｓ１〜Ｓ４  スリット
Ｔ１  トナー像
【図１】
2016001223.tif 000003
【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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