(57)【要約】【課題】  本発明は、ヒータと定着部材とが接触摺動する領域外の過昇温を抑制することができる像加熱装置を提供する。【解決手段】  ヒータ２２は、記録材Ｐの搬送方向に対して直交する方向に設けられた導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と、該導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の間に該導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２に沿って設けられた発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３と、を有し、最も高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１が内面ニップ部ｎ内に配置され、該発熱抵抗体２２ｂ１よりも低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３が内面ニップ部ｎ外に配置され、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と、発熱抵抗体２２ｂ１と、発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３とが記録材Ｐの搬送方向に電気的に直列に接続されていることを特徴とする。【選択図】      図２
2017181531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、
前記ヒータと接触摺動する定着部材と、
前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧体と、
を有し、
前記ヒータの熱を前記定着部材を介して前記ニップ部を通過する被加熱材に伝達する像加熱装置であって、
前記ヒータは、
前記被加熱材の搬送方向に対して直交する方向に設けられた一対の導電パターンと、
前記一対の導電パターンの間に該一対の導電パターンに沿って設けられた複数の発熱抵抗体と、
を有し、
前記複数の発熱抵抗体のうちで最も高い抵抗温度係数を有する第一の発熱抵抗体が前記定着部材と前記ヒータとが接触摺動する領域内に配置され、
前記第一の発熱抵抗体よりも低い抵抗温度係数を有する第二の発熱抵抗体が前記領域外に配置され、
前記一対の導電パターンと、前記第一の発熱抵抗体と、前記第二の発熱抵抗体とが前記被加熱材の搬送方向に電気的に直列に接続されていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第二の発熱抵抗体は、負の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第二の発熱抵抗体の抵抗温度係数は、前記第一の発熱抵抗体の抵抗温度係数の１／１０以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の像加熱装置を定着手段として装備したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に設けられる像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置には、記録材に形成したトナー像を加熱定着する定着装置が搭載されている。定着装置の種類としては、内部に設けたハロゲンヒータからの輻射熱により加熱された定着ローラと、加圧ローラとで記録材を挟持搬送しつつ加熱定着するヒートローラタイプがある。更に、耐熱樹脂や金属をベースにした筒状の定着フィルム（定着フィルムや定着ベルト）の内面にセラミックヒータを接触させ、定着フィルムを介して記録材を加熱するフィルム加熱方式（オンデマンド方式）がある。また、記録材と接触する回転体自体が発熱する電磁誘導加熱方式等の種々の加熱方式が存在する。
【０００３】
このような定着装置を搭載する画像形成装置を用いて小サイズの記録材に連続印刷する。すると、定着ニップ部の長手方向において記録材が通過しない領域（以下、「非通過部」という）の温度が徐々に上昇するという現象（以下、「非通過部の昇温」という）が発生する。記録材が通過しない非通過部の温度が高くなり過ぎると、画像形成装置内に設けられた各部品に昇温によるダメージが発生し易くなる。
【０００４】
そして、記録材が通過しない非通過部に昇温が生じている状態で大サイズの記録材に印刷すると、小サイズの記録材の非通過部に相当する領域で高温オフセットが発生してしまう。尚、高温オフセットとは、必要以上の高温でトナーが加熱された場合、トナーの粘弾性が変化し、トナーと加熱ローラの付着力がトナー粒子の凝集力よりも高くなりトナーが加熱ローラに付着するものである。
【０００５】
特に、ヒータとして低熱容量のヒータを用いるフィルム加熱方式の場合はヒータの長手方向において記録材が通過しない非通過部の昇温が大きい。これによりヒータを支持する支持部材の破損や定着フィルムに圧接される加圧ローラの耐久性能の低下や定着フィルムの長手方向における記録材が通過しない非通過部の高温オフセットも発生し易い。
【０００６】
また、画像形成装置の処理速度が速くなるほど、記録材が通過しない非通過部の昇温は発生し易い。なぜなら、画像形成装置の処理速度の高速化に伴い記録材が定着ニップ部を通過する時間が短くなる。このため加熱定着温度を高くせざるを得ないからである。また、連続印刷を行う場合には、定着ニップ部に記録材が介在しない時間（インターバル）が画像形成装置の処理速度の高速化に伴い減少する。このためインターバル中に温度分布ムラを均すことが難しくなる。
【０００７】
このような非通過部の昇温を抑制するために、小サイズの記録材が連続して印刷される場合のスループット（単位時間あたりの印刷枚数）を下げる。或いは、定着ニップ部の長手方向の温度分布を均一化するための別部材（例えば、加圧ローラに放熱ローラを当接する）を設けたりすることが実施されている。しかし、スループットを下げることは、画像形成装置のスペックダウンになり、別部材を設けるのはコストアップになる。
【０００８】
また、非通過部の昇温を抑える手段として、特許文献１では記録材の搬送方向と直行する方向に伸びた一対の電極と、この一対の電極の間に正の抵抗温度特性を有する発熱抵抗体を配置したヒータを用いる。ここで、正の抵抗温度特性とは、温度が上がると抵抗が上がる特性であり、以下、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）という。これにより非通過部の昇温を抑制することができる。
【０００９】
このような搬送方向給電型ヒータは、一対の電極間に電流が記録材の搬送方向に通電される。非通過部の昇温が発生して記録材が通過しない非通過部の抵抗発熱体の抵抗値が、記録材が通過する通過部の抵抗値よりも相対的に高くなる。すると、電流は抵抗値が低い通過部へと流れ込む。その結果、非通過部の昇温を抑制することが可能となる。非通過部の昇温の抑制効果をより高めるためには、非通過部の抵抗値を通過部の抵抗値に対して相対的に大きくすることが望ましい。そのためには高い正温度係数（ＰＴＣ）特性を有する材料を発熱抵抗体に用いることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０５−０１９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ヒータと定着フィルムの内周面とが接触摺動する領域（以下、「内面ニップ部」という）の定着フィルムの回転方向の幅がヒータの発熱抵抗体の定着フィルムの回転方向の幅よりも狭い場合がある。この場合は、定着フィルムにより熱を奪われない内面ニップ部外の発熱抵抗体が過昇温してしまう。特に、高い正の抵抗温度特性を持った搬送方向給電型ヒータにおいては、内面ニップ部のヒータの基板裏面に配置された検温素子により内面ニップ部内のヒータの温度が制御される。それに伴い必要な電流が内面ニップ部内と、内面ニップ部外の発熱抵抗体に通電される。このため熱が奪われることのない内面ニップ部外の発熱抵抗体は昇温し続けてしまう。
【００１２】
その結果、過昇温した内面ニップ部外のヒータによりヒータを支持する支持部材を破損する恐れがあった。また、搬送方向給電型ヒータにおいて非通過部の昇温を抑制するために著しく高い正の抵抗温度特性を有する材料を発熱抵抗体に用いた場合には、内面ニップ部外の発熱抵抗体が過昇温する。すると、内面ニップ部内よりも内面ニップ部外の発熱抵抗体の抵抗値が大きく上昇してしまう。
【００１３】
このため発熱抵抗体の総発熱量のうちで内面ニップ部内よりも内面ニップ部外の発熱量の比率が大きくなる。これにより内面ニップ部内の発熱量が減少し、内面ニップ部内の抵抗発熱体から定着フィルムに伝わる熱量を十分に得ることができなくなる。このため記録材に担持された未定着トナー像を十分に加熱定着することができなくなる恐れがあった。
【００１４】
これらの対策として、ヒータの発熱抵抗体の定着フィルムの回転方向の幅を内面ニップ部の定着フィルムの回転方向の幅よりも狭くした構成も考えられる。この場合は、発熱抵抗体の発熱領域が狭くなる。このため抵抗発熱体から定着フィルムへと伝わる熱量が少なくなり、定着不良が生じてしまう。そのため良好な定着画像が得られるまでヒータの制御温度を著しく高くする必要があり、この場合もヒータの支持部材が破損する恐れがあった。
【００１５】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、ヒータと定着部材とが接触摺動する領域外の過昇温を抑制することができる像加熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、ヒータと、前記ヒータと接触摺動する定着部材と、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧体と、を有し、前記ヒータの熱を前記定着部材を介して前記ニップ部を通過する被加熱材に伝達する像加熱装置であって、前記ヒータは、前記被加熱材の搬送方向に対して直交する方向に設けられた一対の導電パターンと、前記一対の導電パターンの間に該一対の導電パターンに沿って設けられた複数の発熱抵抗体と、を有し、前記複数の発熱抵抗体のうちで最も高い抵抗温度係数を有する第一の発熱抵抗体が前記定着部材と前記ヒータとが接触摺動する領域内に配置され、前記第一の発熱抵抗体よりも低い抵抗温度係数を有する第二の発熱抵抗体が前記領域外に配置され、前記一対の導電パターンと、前記第一の発熱抵抗体と、前記第二の発熱抵抗体とが前記被加熱材の搬送方向に電気的に直列に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒータと定着部材とが接触摺動する領域外の過昇温を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る像加熱装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る像加熱装置の構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る像加熱装置の第１実施形態に設けられるヒータの構成を示す平面説明図である。
【図４】第１実施形態の像加熱装置に設けられるヒータの構成を示す断面説明図である。
【図５】比較例１のヒータの構成を示す平面説明図である。
【図６】比較例１のヒータの構成を示す断面説明図である。
【図７】比較例２のヒータの構成を示す平面説明図である。
【図８】第１、第２実施形態と比較例１のそれぞれのヒータにおいて定着フィルムの回転方向におけるヒータの裏面温度を示す図である。
【図９】第１、第２実施形態と比較例２のそれぞれのヒータの長手方向において記録材が通過しない非通過部におけるヒータの裏面温度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図により本発明に係る像加熱装置を備えた画像形成装置の構成の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２０】
先ず、図１〜図４を用いて本発明に係る像加熱装置を備えた画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００２１】
＜画像形成装置＞
先ず、図１を用いて本発明に係る像加熱装置を備えた画像形成装置の構成について説明する。図１は本実施形態の像加熱装置を定着手段として装備した画像形成装置の一例を示す断面説明図である。本実施形態の画像形成装置１７は、転写式で電子写真プロセスを利用したレーザビームプリンタの一例である。
【００２２】
図１に示す画像形成装置１７において、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体からなる感光ドラム１は、図１の矢印ａ方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１は、感光材料層を、アルミニウムやニッケル等のシリンダ（ドラム）状の導電性基体の外周面に形成した構成から成る。感光材料層は、ＯＰＣ（Organic Photo Conductor；有機光半導体）、アモルファスセレン（Ｓｅ）、アモルファスシリコン（Ｓｉ）等からなる。
【００２３】
感光ドラム１は、図１の矢印ａ方向の回転過程で、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性の電位に一様に帯電処理される。一様に帯電された感光ドラム１の表面に対して像露光手段となるレーザスキャナ３から出射される画像情報に応じて変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザ光３ａが照射されて走査露光される。これにより感光ドラム１の表面に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２４】
感光ドラム１の表面に形成された形成潜像は、現像手段となる現像装置４に設けられた現像剤担持体となる現像ローラ４ａの表面に担持されたトナーＴが供給されてトナー像として現像されて可視化される。尚、現像方法としては、絶縁性トナーを交流バイアスによるジャンピング作用により感光ドラム１の表面に付着させるジャンピング現像法がある。他に、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとを使用する二成分現像法がある。
【００２５】
他に、ＦＥＥＤ（Floating Electrode Effect Developing）現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられる。尚、ＦＥＥＤ現像法とは、一成分絶縁性トナーを用いた接触現像法で島状に分離して配置された微細電極（フロート電極）を表面に持つ現像剤担持体にトナー層を形成し、それを静電潜像に摺擦して現像するものである。
【００２６】
一方、給送カセット９内に収容されている被加熱材となる記録材Ｐは、給送ローラ８が回転駆動されることにより繰り出され、給送カセット９に設けられた分離爪９ａとの協働により一枚づつ分離給送される。その後、搬送ガイド１０等により構成される搬送路を経て一旦停止したレジストローラ１１のニップ部に記録材Ｐの先端部が突き当てられて該記録材Ｐの腰の強さにより斜行が補正される。
【００２７】
その後、記録材Ｐは、感光ドラム１の表面に担持されたトナー像の回転位置に合せて所定のタイミングでレジストローラ１１により挟持搬送される。記録材Ｐは、レジストローラ１１により感光ドラム１と、転写手段となる転写ローラ５との圧接部である転写ニップ部１８に搬送される。この転写ニップ部１８において、感光ドラム１の表面に担持されたトナー像が記録材Ｐに転写される。
【００２８】
転写ニップ部１８を通過した記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離された後、搬送装置１２により像加熱装置としての定着装置６に搬送される。定着装置６は、定着部材となる定着フィルム２３と、該定着フィルム２３との間に定着ニップ部Ｎを形成する加圧体となる加圧ローラ２４とを有する。そして、未定着トナー像を担持した記録材Ｐが該定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２３の外周面と、加圧ローラ２４とにより挟持搬送される過程で加熱及び加圧されて被加熱材となるトナー像が熱溶融して記録材Ｐに熱定着される。
【００２９】
定着装置６を通過した記録材Ｐは、搬送ローラ１３により搬送され、搬送ガイド１４等により構成される搬送路を経て排出ローラ１５により排出トレイ１６上に排出される。
【００３０】
また、トナー像が転写された後の感光ドラム１の表面は、クリーニング手段となるクリーニング装置７に設けられたクリーニングブレード７ａにより転写残トナー等の付着汚染物が掻き取られて除去され清浄面化される。これにより感光ドラム１は、繰り返して作像に供される。
【００３１】
本実施形態では、Ａ４サイズの記録材Ｐに対応したプロセスピードが２００ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置１７を使用した。また、トナーＴは、スチレンアクリル樹脂を主成分とし、これに必要に応じて荷電制御成分、磁性体、シリカ等を内添、外添したガラス転移点が５５℃〜６５℃のものを使用した。
【００３２】
＜像加熱装置＞
次に、図２〜図４を用いて本実施形態の像加熱装置となる定着装置６の構成について説明する。図２は、本実施形態の像加熱装置となる定着装置６の構成を示す断面説明図である。図３は、本実施形態の像加熱装置となる定着装置６に設けられるヒータ２２の構成を示す平面説明図である。図４は、本実施形態の像加熱装置となる定着装置６に設けられるヒータ２２の構成を示す断面説明図である。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態の定着装置６は、定着フィルム２３を用いたフィルム加熱方式で構成される。定着装置６は、定着部材となる筒状の定着フィルム２３と、定着フィルム２３の内周面に接触摺動する発熱体となるヒータ２２と、定着フィルム２３を介してヒータ２２と定着ニップ部Ｎを形成する加圧体となる加圧ローラ２４とを有して構成される。
【００３４】
本実施形態の像加熱装置となる定着装置６は、ヒータ２２の熱を定着フィルム２３（定着部材）を介して定着ニップ部Ｎ（ニップ部）を通過する未定着トナー像が担持された記録材Ｐ（被加熱材）に伝達する。本実施形態では、定着フィルム２３の内周面とヒータ２２とが接触摺動する領域を「内面ニップ部ｎ」という。
【００３５】
ヒータ２２は、耐熱樹脂からなる支持部材２１により支持されている。支持部材２１は、定着フィルム２３の矢印ｃ方向の回転をガイドする。加圧ローラ２４は、駆動源となるモータＭから回転駆動力を受けて図２の矢印ｂ方向に回転する。加圧ローラ２４が矢印ｂ方向に回転することにより圧接された定着フィルム２３が従動して図２の矢印ｃ方向に回転する。支持部材２１は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Polyphenylene sulfide）や液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の成形品で構成される。
【００３６】
図３及び図４に示すように、ヒータ２２は、電気的絶縁性を有する基板２２ａと、基板２２ａ上に形成された複数の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３を有する。更に、ヒータ２２は、図２の矢印ｉ方向で示す被加熱材となる記録材Ｐの搬送方向に対して直交する方向に設けられた一対の導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２を有する。複数の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３は、一対の導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の間に該一対の導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２に沿って設けられる。一対の導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と、第一の発熱抵抗体２２ｂ１と、第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３とは、図２の矢印ｉ方向で示す被加熱材となる記録材Ｐの搬送方向に電気的に直列に接続されている。
【００３７】
更に、ヒータ２２は、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３及び導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２を覆う絶縁性を有するガラスからなる保護層２２ｃを有する。導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の各端部に電気的に接続して設けられた電極２２ｅ１，２２ｅ２は、図示しない給電用コネクタと電気的に接触して通電される。本実施形態の電極２２ｅ１，２２ｅ２は、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と同材質で一体的に構成される。図２に示すように、基板２２ａの裏面側には、サーミスタ等の温度検知素子２５が当接されている。温度検知素子２５により検知した温度に応じて図示しない制御手段により発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３への通電が制御される。
【００３８】
＜定着部材＞
定着部材となる定着フィルム２３の厚みは、良好な熱伝導性を確保するために２０μｍ以上、且つ６０μｍ以下の範囲が好ましい。定着フィルム２３は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；Poly tetra fluoro ethylene）の材質からなる単層フィルムが適用できる。更に、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共重合体）の材質からなる単層フィルムが適用できる。更に、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ；Poly phenylene sulfide）等の材質からなる単層フィルムが適用できる。
【００３９】
或いは、定着フィルム２３は、ベースフィルムの表面に離型層をコーティングした複合層フィルムが適用出来る。前記ベースフィルムとしては、ポリイミド・ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly ether ether ketone）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ；Poly Ether Sulfone）等の材質が適用出来る。
【００４０】
前記離型層としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；Poly tetra fluoro ethylene）が適用出来る。更に、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共重合体）が適用出来る。更に、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体）等が適用出来る。
【００４１】
＜加圧体＞
加圧体となる加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の材質からなる導電性の芯金２４ａと、シリコーンゴム等の材質からなる弾性層２４ｂとを有する。更に、加圧ローラ２４は、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共重合体）等の材質からなる離型層２４ｃとを有して構成される。
【００４２】
記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて、定着フィルム２３の外周面と加圧ローラ２４とにより挟持されて図２の矢印ｉ方向に搬送される。これにより記録材Ｐ上のトナー像は、加熱及び加圧されて記録材Ｐに加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、搬送ローラ１３、搬送ガイド１４、排出ローラ１５を経て排出トレイ１６上に排出される。
【００４３】
＜ヒータ＞
次に、図３及び図４を用いて本実施形態のヒータ２２の構成について説明する。図３及び図４において、本実施形態のヒータ２２に使用される基板２２ａの材質は、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスにより構成される。これにより基板２２ａは、電気的絶縁体として構成される。
【００４４】
図２〜図４に示す本実施形態の基板２２ａの材質はアルミナである。また、図８及び図９に示して後述する第２実施形態の基板２２ａの材質もアルミナである。また、図６及び図８に示す比較例１に用いた基板２２ａの材質もアルミナである。また、図２〜図４に示す本実施形態の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３は、導電成分Ａと、ガラス成分Ｂと、抵抗温度係数調整成分Ｃと、有機結着成分Ｄとを混合した抵抗ペーストを基板２２ａ上に印刷した後、焼成したものである。導電成分Ａは、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を含む。
【００４５】
ここで、金属の性質上、発熱抵抗体の電気抵抗値は、温度によって変化する。この電気抵抗値の変化の大きさを１℃あたりの百万分率で表した数値が抵抗温度係数（ＴＣＲ；Temperature Coefficient of Resistance）である。これを調整する成分が抵抗温度係数調整成分Ｃである。
【００４６】
前記抵抗ペーストを焼成すると、有機結着成分Ｄが焼失し、導電成分Ａと、ガラス成分Ｂと、抵抗温度係数調整成分Ｃとが残る。従って、前記抵抗ペーストを焼成した後の基板２２ａ上には、酸化ルテニウムを含む導電成分Ａと、ガラス成分Ｂと、抵抗温度係数調整成分Ｃと、を含有する発熱抵抗体が形成される。
【００４７】
尚、酸化ルテニウムを含む導電成分Ａは、酸化ルテニウム単独か、或いは、酸化ルテニウムと、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）を含む微粉末で構成される。ガラス成分Ｂは、ガラス成分と無機結着成分とからなるガラス粉末で構成される。
【００４８】
酸化ルテニウムを含む導電成分Ａとして用いる酸化ルテニウムは粒径が１μｍ以下であることが望ましく、更には、粒径が０．２μｍ以下であることがより好ましい。酸化ルテニウムは、非金属系導電成分であり、固有抵抗値としては、金属系導電成分ほどではないが、十分に抵抗の低い材料であり、抵抗ペースト材料として好適である。例えば、銀の固有抵抗値は、１．６２×１０−６Ω・ｃｍであり、酸化ルテニウムの固有抵抗値は、４×１０−５Ω・ｃｍである。
【００４９】
一般に固有抵抗値の低い金属系導電成分は、各種結着成分と配合して合金化されることで発熱抵抗体としての適正なシート抵抗値に調整される。酸化ルテニウムは、単独では抵抗温度係数（ＴＣＲ）が約３０００ｐｐｍ／℃という高い正の抵抗温度特性を示す。正の抵抗温度特性とは、温度が上がると電気が流れ難くなり、温度が下がると電気が流れ易くなる特性をいう。以下、正の抵抗温度特性をＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient；正の温度係数）特性という。
【００５０】
その一方で、後述する抵抗温度係数調整成分Ｃとの組み合わせにより、厚膜抵抗ペーストの抵抗温度係数を負側へシフトさせ、負の抵抗温度特性を示すことも可能となる。負の抵抗温度特性とは、温度が上がると電気が流れ易くなり、温度が下がると電気が流れ難くなる特性をいう。以下、負の抵抗温度特性をＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient；負の温度係数）特性という。
【００５１】
定着装置６に搭載するヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３として要求されるシート抵抗値を満足させる。更に、正の抵抗温度特性及び負の抵抗温度特性を達成する。このためには酸化ルテニウムは非常に好適である。
【００５２】
抵抗温度係数調整成分Ｃは、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が適用出来る。或いは、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ２）が適用出来る。抵抗温度係数調整成分Ｃは、抵抗温度係数を負の抵抗温度特性にするために特に重要である。
【００５３】
抵抗温度係数調整成分Ｃの粒径は、１０μｍ以下であることが望ましく、更には、粒径が５μｍ以下であることがより好ましい。この抵抗温度係数調整成分Ｃは、酸化ルテニウムに作用し、抵抗温度係数を負側へシフトさせる効果がある。
【００５４】
尚、導電成分Ａは、酸化ルテニウムを主体とする。このような導電成分Ａからなる発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３は、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）に酸化ルテニウムを加えた導電成分よりもシート抵抗値が高くなる傾向にある。
【００５５】
酸化ルテニウムを主体とする場合がある。或いは、酸化ルテニウムに銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）を加える場合がある。それらのうちの何れを選択するかは、ヒータ２２を設計する上で必要な発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の総抵抗値等を考慮して適宜選択、或いは、調整すれば良い。
【００５６】
ところで、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金においては、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）との混合比率によって抵抗温度係数が変化する。銀（Ａｇ）が９５重量％を超え、パラジウム（Ｐｄ）が５重量％未満であると、抵抗温度係数が正温度係数（ＰＴＣ）の方向に大きくなり過ぎてしまう。
【００５７】
このような混合比率で作成された銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金に酸化ルテニウム及び抵抗温度係数調整成分Ｃを混合する。その場合、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金の抵抗温度係数が正の抵抗温度特性の方向に大き過ぎると、負の抵抗温度特性を得ることが難しくなる。
【００５８】
そこで、負の抵抗温度特性を得る場合には、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金の正の抵抗温度特性を小さく抑えるためにパラジウム（Ｐｄ）の含有量は５重量％以上、且つ６０重量％以下の範囲が好ましい。ただし、パラジウム（Ｐｄ）は非常に高価であるため含有量は、５重量％以上、且つ４０重量％以下の範囲がより好ましい。
【００５９】
また、前述した酸化ルテニウムを含む導電成分Ａ、ガラス成分Ｂ、抵抗温度係数調整成分Ｃ、有機結着成分Ｄ以外にも他の材料を適宜含めて構成することも出来る。その場合は、本実施形態のヒータ２２を設計する上で必要な発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の特性を損なわない程度の微量であれば良い。
【００６０】
また、抵抗温度係数調整成分Ｃのガラス粉末の比率及び具体的な材料の選定は、本実施形態のヒータ２２を設計する上で必要な発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の特性を損なわない範囲で適宜選択すれば良い。ガラス粉末の抵抗ペースト剤に占める割合としては、５重量％以上、且つ７０重量％以下が好ましいが、ガラスの占める割合が大きいと電気抵抗値が大きくなってしまう。このためガラス粉末の抵抗ペースト剤に占める割合としては、３０重量％以下がより好適である。
【００６１】
給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２は、導電ペーストを用いてスクリーン印刷法にて形成している。導電ペーストは、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）や銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）の合金、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金等を主体とする。
【００６２】
給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２は、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３に給電する目的で設けられている。このためこれらの電気抵抗は、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の電気抵抗に対して十分低く設定している。
【００６３】
図４に示すように、電気的絶縁体からなる保護層２２ｃは、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体を覆う。各導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２にそれぞれ電気的に接続された電極２２ｅ１，２２ｅ２は、保護層２２ｃに覆われることなく露出している。
【００６４】
保護層２２ｃは、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３と、定着フィルム２３の内周面との電気的な絶縁性を確保する。更に、保護層２２ｃは、ヒータ２２と定着フィルム２３の内周面との摺動性を確保する。本実施形態の保護層２２ｃは、厚さが約５０μｍの耐熱性ガラス層を用いた。
【００６５】
＜ヒータの製造方法＞
次に、図３及び図４を用いてヒータ２２の製造方法について説明する。先ず、抵抗ペーストを基板２２ａ上にスクリーン印刷して塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥し、焼成炉中で焼成ピーク温度が約８５０℃で約１０分間焼成する。
【００６６】
この焼成により抵抗ペースト中に含まれていたバインダー類は蒸発飛散する。そして、無機結着成分であるガラス成分Ｂが溶融する。そして、酸化マンガンと酸化ルテニウムのみ、或いは、酸化マンガンと酸化ルテニウムと銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の混合物を基板２２ａ上に固着させる。これにより発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３を形成する。
【００６７】
次に、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３及び基板２２ａ上に前述した導電ペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥させる。その後、前述した抵抗ペーストの場合と同様に焼成することにより給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２と導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２とを形成する。
【００６８】
その後、発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体を覆う保護層２２ｃを形成する。保護層２２ｃは、ガラス粉末と、エチルセルロール（有機結着成分）とともに有機溶剤で混練してなるガラスペーストを発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体の表面部分に隙間無く連続して塗膜を形成する。ガラス粉末は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とした酸化ケイ素（ＳｉＯ２）−酸化亜鉛（ＺｎＯ）−酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）系で構成される。
【００６９】
そして、この塗膜を乾燥した後、焼成炉中で焼成ピーク温度が約８５０℃で約１０分間焼成する。これにより厚さが１５μｍ〜１００μｍのガラス質の保護層２２ｃを得る。保護層２２ｃは、必要な厚みに応じて適宜重ねて塗ることも出来る。
【００７０】
図３及び図４に示すように、電極２２ｅ１、導電パターン２２ｄ１、発熱抵抗体２２ｂ２、発熱抵抗体２２ｂ１、発熱抵抗体２２ｂ３、導電パターン２２ｄ２、電極２２ｅ２は、電気的に直列に接続されている。これにより図示しない給電用コネクタから電極２２ｅ１，２２ｅ２間に電圧が印加されると、電気的に直列に接続された発熱抵抗体２２ｂ２、発熱抵抗体２２ｂ１、発熱抵抗体２２ｂ３に通電されて、それぞれがジュール熱により発熱する。
【００７１】
次に、図３及び図４を用いて本実施形態のヒータ２２の特性について説明する。図３及び図４に示す本実施形態のヒータ２２は、アルミナからなる基板２２ａのサイズは、図３の左右方向の長さが２５０．０ｍｍである。また、図３の上下方向の幅が１０．０ｍｍである。また、図４の上下方向の厚みが１．０ｍｍである。
【００７２】
本実施形態では、各導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２に発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３がそれぞれ電気的に接続される。第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数は、該発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の間に電気的に接続された第一の発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数よりも低い値に設定されている。
【００７３】
即ち、複数の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３のうちで、最も高い抵抗温度係数を有する第一の発熱抵抗体２２ｂ１が定着フィルム２３（定着部材）とヒータ２２とが接触摺動する領域内（内面ニップ部ｎ内）に配置される。そして、第一の発熱抵抗体２２ｂ１よりも低い抵抗温度係数を有する第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３が前記領域外（内面ニップ部ｎ外）に配置される。
【００７４】
尚、以下の説明では、第一の発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数を高い抵抗温度係数という。また、第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数を低い抵抗温度係数という。例えば、本実施形態では、前述した酸化ルテニウムからなる発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３を用いている。
【００７５】
そして、抵抗温度係数調整成分Ｃを調整することにより低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数を３００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性に設定する。一方、高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数を３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性に設定した。尚、抵抗温度係数を表わす「ｐｐｍ（parts per million）」は、百万分率（１００万分の１）である。
【００７６】
高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１のサイズは、図３の左右方向の長さが２１６．０ｍｍである。また、図３の上下方向の幅が２．０ｍｍである。一方、低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３のそれぞれサイズは同一で、図３の左右方向の長さが２１６．０ｍｍである。また、図３の上下方向の幅が３．０ｍｍである。
【００７７】
図３の左右方向で示す各発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の長手方向における中央位置と、定着ニップ部Ｎを図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向と直交する方向の長手方向における中央位置とが一致するようにヒータ２２が配置されている。
【００７８】
低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３上に導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２をそれぞれ形成する。導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２は、長手方向の一端部を該発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３よりも長く形成して保護層２２ｃから露出させる。保護層２２ｃから露出した導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の一端部にそれぞれ給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２が形成されている。
【００７９】
図３に示す本実施形態では、給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２をアルミナからなる基板２２ａの一端部の同じ側（図３の右側）に設けた一例である。他に、基板２２ａの両端部にそれぞれの給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２の何れか一方ずつを設けても良い。
【００８０】
また、図２に示す定着フィルム２３の内周面とヒータ２２とが接触摺動する領域が内面ニップ部ｎである。内面ニップ部ｎの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向における中央位置Ｓは、ヒータ２２の図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向における中央位置Ｓと一致している。内面ニップ部ｎのサイズは、図２に示す図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図２の左右方向）の幅が４．０ｍｍである。また、図２の紙面に直交する長手方向の長さが２３０ｍｍである。
【００８１】
図４に示すヒータ２２の基板２２ａの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図４の左右方向）の幅ｈは、１０ｍｍである。基板２２ａの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図４の左右方向）の両端部からそれぞれ中央に向かう距離ｄが１．０ｍｍの位置が２２ｆ１，２２ｆ２である。位置２２ｆ１，２２ｆ２から更に中央に向かう距離ｅが３．０ｍｍの位置が２２ｇ１，２２ｇ２である。基板２２ａ上で位置２２ｆ１，２２ｆ２と位置２２ｇ１，２２ｇ２との間に図４の上下方向の厚みが１０μｍで低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３をそれぞれ形成する。
【００８２】
更に、低い抵抗温度係数を有する二つの発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の間に高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１を形成している。二つの発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の間の図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図４の左右方向）の幅ｆは２．０ｍｍである。発熱抵抗体２２ｂ１の図４の上下方向の厚みは１０μｍである。
【００８３】
更に、位置２２ｆ１，２２ｆ２から更に中央に向かう距離ｇが１．０ｍｍの位置が２２ｈ１，２２ｈ２である。低い抵抗温度係数を有する各発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３上で位置２２ｆ１，２２ｆ２と位置２２ｈ１，２２ｈ２との間に導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２をそれぞれ図４の上下方向の厚みが１０μｍで形成する。
【００８４】
最後に発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体を図４の上下方向の厚みが５０μｍのガラス層からなる保護層２２ｃで覆った構成としている。基板２２ａ上で該基板２２ａの長手方向の一端部に設けられた給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２は、保護層２２ｃから露出している。
【００８５】
図示しない給電用コネクタから給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２に給電される。すると、二つの導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の間に電気的に直列に接続された二つの発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３と、発熱抵抗体２２ｂ１との間で図４の矢印ｉ方向に電流が流れる。
【００８６】
各発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の室温における電気抵抗値は、低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の一本あたりの電気抵抗値を５．０Ωとした。また、高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１の電気抵抗値を５．０Ωとした。これにより発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の総電気抵抗値は１５．０Ω（＝５．０Ω×３本）となるように設定した。
【００８７】
本実施形態では、図２〜図４の矢印ｉ方向で示す記録材Ｐの搬送方向に電流が流れて給電されるヒータ２２の複数の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３が一対の電極２２ｅ１，２２ｅ２間に直列に配置される。そして、定着フィルム２３の内周面とヒータ２２とが接触摺動する領域である内面ニップ部ｎ内に該複数の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３のうちで最も高い正の抵抗温度特性からなる抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１を配置する。一方、内面ニップ部ｎの両外側には、該内面ニップ部ｎ内に設けた発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数と比較して十分低い正の抵抗温度特性、或いは、負の抵抗温度特性からなる抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を配置する。
【００８８】
本実施形態のようにヒータ２２に設けられた発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３に対して記録材Ｐの搬送方向に給電を行う搬送方向給電型のヒータ２２を用いた際に内面ニップ部ｎが発熱抵抗体の幅よりも狭くなる場合がある。その場合に高い正の抵抗温度特性を有する材料を発熱抵抗体に用いも内面ニップ部ｎ外の発熱量を低く抑えることが可能である。これにより内面ニップ部ｎ外でヒータ２２を支持する支持部材２１等の破損を防ぐことが可能となる。
【００８９】
また、内面ニップ部ｎ内の発熱量を十分得ることができるため良好な定着画像を得ることができる。また、内面ニップ部ｎ内に設けた高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１により定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温が発生した際の非通過部への電流の流れ込みを抑制することができる。これにより非通過部の昇温の抑制効果も発揮することができる。これによりヒータ２２と定着フィルム２３の内周面とが接触摺動する領域外の過昇温を抑制することができる。
【実施例２】
【００９０】
次に、図５〜図９を用いて本発明に係る像加熱装置を備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００９１】
本実施形態の像加熱装置となる定着装置６は、ヒータ２２以外の構成は、前記第１実施形態と同様に構成される。即ち、本実施形態では、ヒータ２２は、アルミナからなる基板２２ａと、酸化ルテニウムからなる高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１と、低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３とを有する。更に、ヒータ２２は、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と、ガラス層からなる保護層２２ｃとを有する。内面ニップ部ｎのサイズ及び各部材の配置は、前記第１実施形態と同様に構成される。
【００９２】
本実施形態において、前記第１実施形態と異なる構成は、発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の低い抵抗温度係数が−１００ｐｐｍ／℃の負の抵抗温度特性になるように調整した。一方、発熱抵抗体２２ｂ１の高い抵抗温度係数は、前記第１実施形態と同様に３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性を有する構成とした。
【００９３】
各発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の室温における電気抵抗値は以下の通りである。前記第１実施形態と同様に低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の一本あたりの電気抵抗値は５．０Ωである。また、高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１の電気抵抗値は５．０Ωである。これにより電極２２ｅ１，２２ｅ２間に直列に接続された発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の室温における総電気抵抗値は１５．０Ω（＝５．０Ω×３本）となるようにした。
【００９４】
＜比較例１＞
次に、図５及び図６を用いて比較例１の像加熱装置となる定着装置６のヒータ２２の構成について説明する。図５は、比較例１のヒータ２２の構成を示す平面説明図である。図６は、比較例１のヒータ２２の構成を示す断面説明図である。比較例１の像加熱装置となる定着装置６は、ヒータ２２以外の構成は、前記第１実施形態と同様に構成される。
【００９５】
図５に示すように、本比較例１のヒータ２２は、ヒータ２２のアルミナからなる基板２２ａと、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２と、ガラス層からなる保護層２２ｃと、内面ニップ部ｎのサイズ及び各部材の配置は、前記第１実施形態と同様に構成される。
【００９６】
本比較例１において、前記第１実施形態と異なる構成は、電極２２ｅ１，２２ｅ２間に電気的に接続された発熱抵抗体は、高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１のみとした。高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１のサイズは、図５の左右方向の長さが２１６．０ｍｍである。また、図５の上下方向の幅が８．０ｍｍである。
【００９７】
図６に示すように、本比較例１におけるヒータ２２のアルミナからなる基板２２ａの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向の幅ｈは１０ｍｍである。基板２２ａの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図６の左右方向）の両端部からそれぞれ中央に向かう距離ｄが１．０ｍｍの位置が２２ｆ１，２２ｆ２である。そして、基板２２ａ上で該位置２２ｆ１，２２ｆ２の間に高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１を図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向の幅ｆが８．０ｍｍで、図６の上下方向の厚みが１０μｍで形成する。
【００９８】
更に、位置２２ｆ１，２２ｆ２から更に図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図６の左右方向）の中央に向かう距離ｇが１．０ｍｍの位置が２２ｈ１，２２ｈ２である。そして、発熱抵抗体２２ｂ１上で位置２２ｆ１，２２ｆ２と位置２２ｈ１，２２ｈ２との間にそれぞれ導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２を図６の上下方向の厚みが１０μｍで形成する。最後に発熱抵抗体２２ｂ１の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体とを図６の上下方向の厚みが５０μｍのガラス層からなる保護層２２ｃで覆った構成をしている。
【００９９】
高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１は、前記第１実施形態と同様に酸化ルテニウムからなる発熱抵抗体を用いており、抵抗温度係数を３０００ｐｐｍ／℃の正温度係数（ＰＴＣ）とし、室温における電気抵抗値が１５．０Ωとなるようにした。
【０１００】
＜比較例２＞
次に、図７を用いて比較例２の像加熱装置となる定着装置６のヒータ２２の構成について説明する。図７は、比較例２のヒータ２２の構成を示す平面説明図である。比較例２の像加熱装置となる定着装置６は、ヒータ２２以外の構成は、前記第１実施形態と同様に構成される。
【０１０１】
本比較例２では、図７に示すように、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）からなる抵抗温度係数が５００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性を有する一対の発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２の長手方向の一端部を導電パターン２２ｄ３を介して電気的に直列接続する。そして、該発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２の長手方向の他端部にそれぞれ導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２を電気的に接続する。そして、該導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２にそれぞれ給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２を接続する。本比較例２では、図７に示すように、発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２の長手方向の一端部を直列に接続してそれぞれの長手方向に通電するという一般的なヒータ２２を使用した場合について説明する。
【０１０２】
図７に示す本比較例２のヒータ２２は、前記第１実施形態と同様に、アルミナからなる基板２２ａのサイズは、厚みが１ｍｍで、図７の左右方向の長さが２４０ｍｍで、図７の上下方向の幅が１０ｍｍである。発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２は、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）からなる電気抵抗材料をスクリーン印刷により形成した。発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２は、図７の左右方向の全長が２１６ｍｍで塗工し、合計で２本形成した。発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２のそれぞれの厚みは約１０μｍである。また、図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向（図７の上下方向）の幅は１．０ｍｍである。
【０１０３】
これら２本の発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２は、図７の左側において、導電パターン２２ｄ３により電気的に直列に接続されている。一方、図７の右側において発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２に給電するための導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２がそれぞれ電気的に接続され、該導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２に給電用の電極２２ｅ１，２２ｅ２が電気的に接続されている。
【０１０４】
導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２，２２ｄ３及び電極２２ｅ１，２２ｅ２は、スクリーン印刷により厚みが約１０μｍで塗工して形成した。最後に発熱抵抗体２２ｉ１，２２ｉ２と導電パターン２２ｄ３の全体と、導電パターン２２ｄ１，２２ｄ２の略全体とを表層ガラス層からなる保護層２２ｃを約５０μｍの厚みでスクリーン印刷により形成して覆った。
【０１０５】
＜温度特性＞
次に、図８及び図９を用いて前記第１、第２実施形態、比較例１、２の温度特性について説明する。図８は、第１、第２実施形態と比較例１のそれぞれのヒータ２２において図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向におけるヒータ２２の裏面温度を示す図である。
【０１０６】
＜内面ニップ部外の昇温抑制効果＞
先ず、図８を用いて内面ニップ部ｎ外の昇温抑制効果について説明する。図８では、第１、第２実施形態及び比較例１における記録材Ｐの搬送速度を２００ｍｍ／秒とした。使用した記録材Ｐは、幅が２１６ｍｍ、長さが２８０ｍｍ、坪量が８０ｇ／ｍ２である。記録材Ｐを１分間に印刷するページ数は３５ｐｐｍ（page per minute）で連続して５００枚印刷した。そのときの各ヒータ２２の裏面温度として支持部材２１の表面温度を示す。
【０１０７】
図２に示すように、支持部材２１に支持された温度検知素子２５がヒータ２２の裏面の図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向の中央（内面ニップ部ｎの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向の中央）に接触する。そして、温度検知素子２５によりヒータ２２の裏面温度を検知する。
【０１０８】
第１、第２実施形態及び比較例１では、印刷中の内面ニップ部ｎの図２の矢印ｉ方向に搬送される記録材Ｐの搬送方向の中央におけるヒータ２２の裏面温度が２１０℃になるように温度制御している。図２に示す定着フィルム２３及び加圧ローラ２４の回転方向（記録材Ｐの矢印ｉ方向で示す搬送方向）に熱が流れる傾向がある。このため記録材Ｐの矢印ｉ方向で示す搬送方向（図８の左側）に向かってヒータ２２の裏面温度が高くなっている。
【０１０９】
図８に示すように、内面ニップ部ｎ内においては各ヒータ２２の裏面温度は、図３に示す第１、第２実施形態の各ヒータ２２の図８に示すグラフＪ１，Ｊ２、図５に示す比較例１のヒータ２２のグラフＨ１は、温調温度の２１０℃前後で維持されている。これに対して、内面ニップ部ｎ外においては、記録材ＰやトナーＴ等の定着部材により熱が奪われないためにヒータ２２の裏面温度が急激に上昇している。
【０１１０】
特に、図５に示す比較例１のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ内外に亘って３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性からなる高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１のみが配置されている。このため図８のグラフＨ１に示すように、内面ニップ部ｎ外の温度上昇が最も高くなっている。その結果、図２の矢印ｉ方向で示す記録材Ｐの搬送方向下流側（図２の右側、図８の左側）の内面ニップ部ｎ外のヒータ２２の裏面温度が２８０℃程度まで昇温し、ヒータ２２を支持する支持部材２１の耐熱温度である約２５０℃を超えてしまう。このため支持部材２１が破損してしまった。尚、図８に示す中央位置Ｓは、図２に示すヒータ２２の図２の矢印ｉ方向で示す記録材Ｐの搬送方向における中央位置Ｓである。
【０１１１】
一方、図３に示す第１実施形態のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ外に３００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性からなる低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いている。このため図５に示す比較例１に対して内面ニップ部ｎ外の昇温を抑制することが可能となる。その結果、図８のグラフＪ１に示すように、図２の矢印ｉ方向で示す記録材Ｐの搬送方向下流側（図２の右側、図８の左側）の内面ニップ部ｎ外のヒータ２２の裏面温度を約２４０℃まで低下させることが可能となった。
【０１１２】
更に、第２実施形態のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ外に−１００ｐｐｍ／℃の負の抵抗温度特性からなる低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いている。このため図８のグラフＪ２に示すように、内面ニップ部ｎ外のヒータ２２の裏面温度を図８のグラフＪ１で示す第１実施形態に対して更に５℃程度温度を低下することが可能となった。ここで、内面ニップ部ｎ外とは、図２の矢印ｉ方向で示す記録材Ｐの搬送方向における内面ニップ部ｎの上流側（図２の左側、図８の右側）及び下流側（図２の右側、図８の左側）である。
【０１１３】
また、図３に示す第１実施形態及び第２実施形態に記載のヒータ２２を用いた際には、良好な定着画像が得られた。このように、内面ニップ部ｎ外の第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数を内面ニップ部ｎ内の第一の発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数に対して、１／１０以下に設定する。これによりヒータ２２を支持する支持部材２１の耐熱温度を超えないように内面ニップ部ｎ外の発熱を抑制することができる。
【０１１４】
例えば、第１実施形態のヒータ２２では、内面ニップ部ｎ外に設けられる第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数が３００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性を有する。一方、内面ニップ部ｎ内に設けられる第一の発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数が３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性を有する。両者の比率は、（３００ｐｐｍ／℃）／（３０００ｐｐｍ／℃）＝１／１０である。これらの比率が１／１０以下となるようにそれぞれの抵抗温度係数を適宜設定する。
【０１１５】
また、第２実施形態のヒータ２２では、内面ニップ部ｎ外に設けられる第二の発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の抵抗温度係数が−１００ｐｐｍ／℃の負の抵抗温度特性を有する。一方、内面ニップ部ｎ内に設けられる第一の発熱抵抗体２２ｂ１の抵抗温度係数が３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性を有する。両者の比率は、（−１００ｐｐｍ／℃）／（３０００ｐｐｍ／℃）＝−１／３０である。両者の比率は、やはり１／１０以下の範囲に含まれる。
【０１１６】
＜非通過部の昇温抑制効果＞
次に、図９を用いてヒータ２２の長手方向において記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温抑制効果について説明する。図９は、第１、第２実施形態と比較例２のそれぞれのヒータ２２の長手方向において記録材Ｐが通過しない非通過部におけるヒータ２２の裏面温度を示す図である。
【０１１７】
図９では、小サイズの記録材Ｐを使用して記録材Ｐが通過しない非通過部における各ヒータ２２の裏面温度として支持部材２１の表面温度を示したものである。ヒータ２２の長手方向における発熱領域幅は２１６ｍｍである。これに対して小サイズの記録材Ｐの搬送方向に直交する幅が１０５ｍｍで、搬送方向の長さが２４０ｍｍで、坪量が８０ｇ／ｍ２である。
【０１１８】
このような小サイズの記録材Ｐを搬送速度が２００ｍｍ／秒で、１分間に印刷するページ数が３５ｐｐｍ（page per minute）でヒータ２２の温調温度を２１０℃に設定してヒータ２２の長手方向の中央位置に連続して５０枚印刷した。そのときの記録材Ｐが通過しない非通過部における各ヒータ２２の裏面温度として支持部材２１の表面温度を示した。
【０１１９】
図７に示す比較例２のヒータ２２では、図９のグラフＨ２に示すように、記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温が大きく、ヒータ２２の裏面温度が２８０℃まで到達した。このため記録材Ｐが通過しない非通過部の支持部材２１の破損が見られた。記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温を抑制するためには、印刷速度を遅くしたり、先行する記録材Ｐと、その直後に後続する記録材Ｐとの間隔を空けることで対応出来るが、このため小サイズの記録材Ｐの生産性が低下する。
【０１２０】
一方、図３に示す第１実施形態のヒータ２２の記録材Ｐが通過しない非通過部の裏面温度は図９のグラフＪ１に示す。図７に示す比較例２のヒータ２２の記録材Ｐが通過しない非通過部の裏面温度は図９のグラフＨ２に示す。第１実施形態のグラフＪ１は、比較例２のグラフＨ２と比べて、５０枚の記録材Ｐを連続印刷した時刻ｔ１において約３０℃（≒２８０℃−２５０℃）の温度低下効果が得られていることが分かる。
【０１２１】
これは、図３に示す第１実施形態のヒータ２２の内面ニップ部ｎ内に３０００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性からなる高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１を配置したことによる。この高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１の作用によりヒータ２２の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部へ流れる電流が抑制される。
【０１２２】
即ち、ヒータ２２の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部が昇温すると、発熱抵抗体２２ｂ１の正の抵抗温度特性により該発熱抵抗体２２ｂ１の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部に電気が流れ難くなる。これにより該発熱抵抗体２２ｂ１に直列に接続された発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部にも電気が流れ難くなる。その結果、記録材Ｐが通過しない非通過部の発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の発熱量が抑制され、記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温が抑制される。
【０１２３】
また、第２実施形態のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ外に−１００ｐｐｍ／℃の負の抵抗温度特性からなる低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いている。これによりヒータ２２の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部が昇温すると、発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の負の抵抗温度特性により該発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部に電気が流れ易くなる。このため該発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部の電気抵抗値は低くなる。
【０１２４】
第１実施形態のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ外に３００ｐｐｍ／℃の正の抵抗温度特性からなる低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いている。一方、第２実施形態のヒータ２２は、内面ニップ部ｎ外に−１００ｐｐｍ／℃の負の抵抗温度特性からなる低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いている。これにより各ヒータ２２の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部が昇温すると、第２実施形態のヒータ２２は、第１実施形態のヒータ２２に比べて、記録材Ｐが通過しない非通過部における発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３の総電気抵抗値が低くなってしまう。
【０１２５】
このためヒータ２２の長手方向の記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温が発生したときに、記録材Ｐが通過しない非通過部における発熱抵抗体２２ｂ１〜２２ｂ３に流れ込む電流を抑制する効果が第１実施形態に比べて低くなる。このため図９のグラフＪ２で示す第２実施形態の記録材Ｐが通過しない非通過部のヒータ２２の裏面温度は、図９のグラフＪ１で示す第１実施形態の記録材Ｐが通過しない非通過部のヒータ２２の裏面温度よりも若干高い値を示している。しかしながら、図９のグラフＨ２で示す比較例２の記録材Ｐが通過しない非通過部のヒータ２２の裏面温度と比べると、記録材Ｐが通過しない非通過部のヒータ２２の裏面温度を低く抑えることができている。
【０１２６】
このように、ヒータ２２の内面ニップ部ｎ外に低い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ２，２２ｂ３を用いる。また、内面ニップ部ｎ内に高い抵抗温度係数を有する発熱抵抗体２２ｂ１を用いる。これにより内面ニップ部ｎ外の昇温を抑えることができ、同時に記録材Ｐが通過しない非通過部の昇温も抑制することが可能となった。
【０１２７】
また、本実施形態では、正の抵抗温度特性及び負の抵抗温度特性を示す発熱抵抗体の材料として酸化ルテニウム系の材料を用いた。他に、正の抵抗温度特性を示す発熱抵抗体の材料として、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）系の材料や、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系の材料を用いても良い。一方、負の抵抗温度特性を示す発熱抵抗体の材料として、カーボン（Ｃ）系の材料やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）系の材料等を用いても良い。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【０１２８】
ｎ…内面ニップ部（定着フィルム２３の内周面とヒータ２２とが接触摺動する領域）
Ｐ…記録材（被加熱材）
２２…ヒータ
２２ｄ１，２２ｄ２…導電パターン
２２ｂ１…高い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有する発熱抵抗体（第一の発熱抵抗体）
２２ｂ２，２２ｂ３…低い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有する発熱抵抗体
【図１】
2017181531.tif 000003
【図２】
2017181531.tif 000004
【図３】
2017181531.tif 000005
【図４】
2017181531.tif 000006
【図５】
2017181531.tif 000007
【図６】
2017181531.tif 000008
【図７】
2017181531.tif 000009
【図８】
2017181531.tif 000010
【図９】
2017181531.tif 000011