(57)【要約】【課題】記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されるのを抑制する加熱装置の提供。【解決手段】循環する定着ベルト７８（ベルト部材の一例）と、定着ベルト７８の幅方向に沿って複数配置され、発熱により定着ベルト７８を加熱する抵抗発熱体７２（発熱体の一例）と、抵抗発熱体のそれぞれに直列に接続された正の温度係数を有する複数のＰＴＣ素子７３（抵抗素子の一例）であって、温度上昇による抵抗値の増大により、抵抗発熱体７２（定着ベルト７８）の温度を低下させるＰＴＣ素子７３と、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３が表面上に配置された基材７５１であって、熱伝導性金属層７５１Ａ及び熱伝導性金属層７５１Ａを挟んで設けられた一対の耐熱性金属層７５１Ｂを有する基材７５１と、を備える加熱装置である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環するベルト部材と、
前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により前記ベルト部材を加熱する発熱体と、
前記発熱体のそれぞれに直列に接続された正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、
前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、
を備え、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させる加熱装置。
【請求項２】
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記基材において、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚と前記熱伝導性金属層の層厚との比（前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚／前記熱伝導性金属層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
循環するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により当該ベルト部材を加熱する発熱体と、前記発熱体のそれぞれに直列に接続された正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を備える加熱装置と、
前記発熱体により加熱された前記ベルト部材に接して、前記幅方向に沿ったサイズが異なる複数種類の記録媒体を挟むニップ部を形成する加圧部材と、
を具備し、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させ、
複数の前記発熱体の一部及び複数の前記抵抗素子の一部は、前記ニップ部で挟む前記記録媒体のうちサイズの最も小さい記録媒体が通過しない非通過範囲に対応する前記ベルト部材の幅方向の位置に配置されている定着装置。
【請求項５】
循環するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により当該ベルト部材を加熱する発熱体と、前記発熱体のそれぞれに直列に接続された、正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を備える定着装置と、
前記幅方向に沿ったサイズが異なる複数種類の記録媒体を前記定着装置に向けて搬送する搬送部と、
を具備し、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させ、
複数の前記発熱体の一部及び複数の前記抵抗素子の一部は、前記搬送部が搬送する前記記録媒体のうちサイズの最も小さい記録媒体が通過しない非通過範囲に対応する前記ベルト部材の幅方向の位置に配置されている画像形成装置。
【請求項６】
発熱により被加熱体を加熱する発熱体と、前記発熱体が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を有する加熱装置。
【請求項７】
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である
請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記基材において、前記熱伝導性金属層の層厚と、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比（前記熱伝導性金属層の層厚／前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項６又は請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有し、
発熱により被加熱体を加熱する発熱体が表面上に配置される加熱装置用の基材。
【請求項１０】
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である
請求項９に記載の加熱装置用の基材。
【請求項１１】
前記基材において、前記熱伝導性金属層の層厚と、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比（前記熱伝導性金属層の層厚／前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項９又は請求項１０に記載の加熱装置用の基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置、定着装置、画像形成装置、加熱装置用の基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に備えられている定着装置の加熱装置として、正の抵抗温度特性（正の温度係数）を有する抵抗発熱体を加熱体に用いたものがある。この加熱装置は、加熱体として、通電により発熱する第１の抵抗発熱体であって自己温度制御型の正の抵抗温度特性を有する第１の抵抗発熱体と、通電により発熱する第２の抵抗発熱体であって記録材搬送方向に対して垂直な方向で第１の抵抗発熱体に積層された第２の抵抗発熱体とを有する。そして、第１の抵抗発熱体の抵抗値Ｒ１と、第２の抵抗発熱体の抵抗値Ｒ２の関係が、トナー像を加熱するための目標温度よりも高い温度であって第１の抵抗発熱体の自己温度制御を行う温度Ｔ１以下ではＲ１＜Ｒ２であり、温度Ｔ１を超えてＲ１＞Ｒ２となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、通電により発熱する自己温度制御型の正の抵抗温度特性を有する第１の抵抗発熱体に第２の抵抗発熱体を積層した構成の加熱装置では、第１の抵抗発熱体が自己温度制御型の加熱体として構成されている。このため、この加熱装置は、第１の抵抗発熱体が自己温度制御を行う温度を超えた後も、この加熱装置で加熱される定着フィルム（ベルト部材）が、トナー像を加熱するための目標温度を超えた温度で維持される。
特に、抵抗発熱体が設けられる基材としての耐熱性金属板（例えばステンレス鋼板）を使用した場合、耐熱性が高いものの、熱伝導率が低いため、記録媒体の通過により、温度が低下した通過範囲の定着部材（ベルト部材）へ、温度が高いままの非通過範囲の定着部材（ベルト部材）から熱が伝熱され難いため、記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されやすい状態となる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、発熱体が表面上に配置される基材として耐熱性金属板を備える加熱装置に比べ、記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されるのを抑制する加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段により解決される。
【０００７】
請求項１に係る発明は、
循環するベルト部材と、
前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により前記ベルト部材を加熱する発熱体と、
前記発熱体のそれぞれに直列に接続された正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、
前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、
を備え、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させる加熱装置。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である請求項１に記載の加熱装置。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
前記基材において、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚と前記熱伝導性金属層の層厚との比（前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚／前記熱伝導性金属層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
循環するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により当該ベルト部材を加熱する発熱体と、前記発熱体のそれぞれに直列に接続された正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を備える加熱装置と、
前記発熱体により加熱された前記ベルト部材に接して、前記幅方向に沿ったサイズが異なる複数種類の記録媒体を挟むニップ部を形成する加圧部材と、
を具備し、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させ、
複数の前記発熱体の一部及び複数の前記抵抗素子の一部は、前記ニップ部で挟む前記記録媒体のうちサイズの最も小さい記録媒体が通過しない非通過範囲に対応する前記ベルト部材の幅方向の位置に配置されている定着装置。
【００１１】
請求項５に係る発明は、
循環するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向に沿って複数配置され、発熱により当該ベルト部材を加熱する発熱体と、前記発熱体のそれぞれに直列に接続された、正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、前記発熱体及び前記抵抗素子が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を備える定着装置と、
前記幅方向に沿ったサイズが異なる複数種類の記録媒体を前記定着装置に向けて搬送する搬送部と、
を具備し、
前記抵抗素子は、温度上昇による抵抗値の増大により、前記ベルト部材の温度を低下させ、
複数の前記発熱体の一部及び複数の前記抵抗素子の一部は、前記搬送部が搬送する前記記録媒体のうちサイズの最も小さい記録媒体が通過しない非通過範囲に対応する前記ベルト部材の幅方向の位置に配置されている画像形成装置。
【００１２】
請求項６に係る発明は、
発熱により被加熱体を加熱する発熱体と、前記発熱体が表面上に配置された基材であって、熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有する基材と、を有する加熱装置。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である請求項６に記載の加熱装置。
【００１４】
請求項８に係る発明は、
前記基材において、前記熱伝導性金属層の層厚と、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比（前記熱伝導性金属層の層厚／前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項６又は請求項７に記載の加熱装置。
【００１５】
請求項９に係る発明は、
熱伝導性金属層、及び前記熱伝導性金属層を挟んで設けられた一対の耐熱性金属層を有し、
発熱により被加熱体を加熱する発熱体が表面上に配置される加熱装置用の基材。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、
前記熱伝導性金属層が、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層であり、
前記耐熱性金属層が、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層である請求項９に記載の加熱装置用の基材。
請求項１１に係る発明は、
前記基材において、前記熱伝導性金属層の層厚と、前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比（前記熱伝導性金属層の層厚／前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚）が、１／３以上１０／１以下である請求項９又は請求項１０に記載の加熱装置用の基材。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、又は２に係る発明によれば、発熱体が表面上に配置される基材として耐熱性金属板を備える加熱装置に比べ、記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されるのを抑制する加熱装置が提供される。
請求項３に係る発明によれば、熱伝導性金属層の層厚と、一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比が１／３未満の場合に比べ、記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されるのを抑制する加熱装置が提供される。
【００１８】
請求項４、又は５に係る発明によれば、発熱体が表面上に配置される基材として耐熱性金属板を備える加熱装置を備える場合に比べ、加熱装置において、記録媒体が通過しない非通過範囲のベルト部材の温度が目標温度を超えた温度で維持されるのを抑制する定着装置、又は画像形成装置が提供される。
【００１９】
請求項６、又は７に係る発明によれば、発熱体が表面上に配置される基材として耐熱性金属板を備える加熱装置に比べ、発熱開始から短時間で被加熱体全体の昇温温度を均一に近い状態にする加熱装置が提供される。
請求項８に係る発明によれば、熱伝導性金属層の層厚と、一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比が１／３未満の場合に比べ、発熱開始から短時間で被加熱体全体の昇温温度を均一に近い状態にする加熱装置が提供される。
【００２０】
請求項９、又は１０に係る発明によれば、耐熱性金属板で構成された基材に比べ、発熱開始から短時間で被加熱体全体の昇温温度を均一に近い状態にする加熱装置用の基材が提供される。
請求項１１に係る発明によれば、熱伝導性金属層の層厚と、一対の耐熱性金属層の各層の層厚との比が１／３未満の場合に比べ、発熱開始から短時間で被加熱体全体の昇温温度を均一に近い状態にする加熱装置用の基材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】画像形成装置における定着ユニットの詳細を示す断面図である。
【図３】図２に示したソリッドヒータの矢視IIIによる図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面を示す断面図である。
【図５】ソリッドヒータの電気回路を示す図である。
【図６】ＰＴＣ素子の温度と抵抗率との対応関係を示す特性図である。
【図７】Ａ４サイズの用紙が定着ユニットに通紙を開始されてからの経過時間と、非通紙範囲に対応するガラスコートの部分に封入されているＰＴＣ素子の温度との対応関係を示す図である。
【図８】抵抗発熱体とＰＴＣ素子との間に、熱伝導を抑制する熱伝導抑制部を設けた構成の、図４相当の断面図である。
【図９】抵抗発熱体ＰＴＣ素子を抵抗発熱体よりも定着ベルトの進行方向となる矢印Ｅ方向の下流側に配置した構成のソリッドヒータを示す、図４相当の断面図である。
【図１０】定着ベルトの進行方向となる矢印Ｅ方向に関して、相対的に上流側の抵抗発熱体と相対的に下流側の抵抗発熱体との間に、ＰＴＣ素子を配置した構成のソリッドヒータを示す、図４相当の断面図である。
【図１１】ＰＴＣ素子の厚さが厚い場合の基材の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、基材に段差を形成した形状を示す。
【図１２】ＰＴＣ素子の厚さが厚い場合の基材の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、基材に凹みを形成した形状を示す。
【図１３】基材の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、基材が平板状に形成されたものを示す。
【図１４】基材の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、図１３に示した平板状の基材の、定着ベルトの進行方向となる矢印Ｅ方向の上流側及び下流側の各端部にＲ形状が形成されたものを示す。
【図１５】図４に示した断面図に、図５に示した電気回路を表した模式図である。
【図１６】図１５に示したＰＴＣ素子を、導電性の基材に接続し、この基材と第２電極とを電源に接続した構成を示す模式図である。
【図１７】他の態様のソリッドヒータを示す断面図である。
【図１８】他の態様のソリッドヒータを示す断面図である。
【図１９】他の態様のソリッドヒータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
＜画像形成装置の説明＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１を示す概略断面図である。
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レーザプリンタであり、本発明の画像形成装置の一例である。
【００２４】
この画像形成装置１は、図１に示すように、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、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等との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。
【００２５】
用紙収容部４０は、サイズの異なる２種類の用紙（記録媒体の一例）をそれぞれ収容する、第１用紙収容部４１と第２用紙収容部４２とを備えている。第１用紙収容部４１は例えばＡ４サイズの用紙Ｐ１を収容し、第２用紙収容部４２は例えばＢ４サイズの用紙Ｐ２を収容する。なお、以下、用紙Ｐ１，Ｐ２を「用紙Ｐ」と総称する場合もある。搬送部５０は、第１用紙収容部４１及び第２用紙収容部４２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。なお、搬送部５０が搬送する用紙Ｐ１，Ｐ２は、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送されるとき、用紙Ｐ１，Ｐ２の長手方向が進行方向である矢印Ｃ方向に沿う姿勢となっている。
【００２６】
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「画像形成ユニット１１」と総称する場合もある。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。
【００２７】
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ていて、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。
【００２８】
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ねられることで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）とを備えている。
【００２９】
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、各色毎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黒の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、マゼンタ、シアンの各トナー像を形成する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜定着ユニットの説明＞
図２は画像形成装置１における定着ユニット６０の詳細を示す断面図である。
図２に示した定着ユニット６０は、ヒータユニット７０（加熱装置の一例）と加圧ロール８０（加圧部材の一例）とを備えている。これらヒータユニット７０及び加圧ロール８０は、いずれも図２に紙面奥行き方向に軸が延びた円柱状に形成されている。
【００３３】
ヒータユニット７０は、図２に示すように、循環する定着ベルト７８（ベルト部材の一例）と、断面が円弧状に形成されていて、発熱するソリッドヒータ７１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。
定着ベルト７８は、原形が無端の円筒形状で、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。
加圧ロール８０は、定着ベルト７８の外周面に押圧して接することにより、定着ベルト７８との間に未定着の重畳トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成している。加圧ロール８０は、図示を略した駆動装置により矢印Ｄ方向に回転する。
【００３４】
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。
【００３５】
＜ソリッドヒータの説明＞
図３は図２に示したソリッドヒータ７１の矢視IIIによる図、図４は図３のIV−IV線に沿った断面を示す断面図、図５はソリッドヒータ７１の電気回路を示す図である。ソリッドヒータ７１は、図３〜図４に示すように、抵抗発熱体７２（発熱体の一例）と、例えばチタン酸バリウムなどの材料によって形成されたＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)素子７３（正の温度係数を有する抵抗素子の一例）と、抵抗発熱体７２及びＰＣＴ素子７３が表面上に配置される基材７５１と、を備えている。抵抗発熱体７２及びＰＣＴ素子７３は、ガラスコート７５２に支持（埋設）された状態で基材７５１上に配置されている。
具体的には、基材７５１は、定着ベルト７８の幅方向Ｗに沿って延び、断面は図４に示すように円弧状に形成されている。そして、基材７５１の半径方向外側に、抵抗発熱体７２及びＰＣＴ素子７３を支持したガラスコート７５２が積層されている。
なお、定着ベルト７８は、ガラスコート７５２の外周面に巻き掛けられて、ガラスコート７５２に接しながら矢印Ｅ方向に進行する。
【００３６】
図３に示すように、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３は、ソリッドヒータ７１の延びた方向（以下、長手方向という。定着ベルト７８の幅方向Ｗに沿った方向と同じ。）に沿ってそれぞれ複数配置されている。
複数の抵抗発熱体７２のそれぞれは、通電によって発熱する。複数のＰＴＣ素子７３のそれぞれは、図５に示すように、抵抗発熱体７２に直列に接続されている。各ＰＴＣ素子７３は、図３に示すように、抵抗発熱体７２よりも定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の上流側に配置されている。
また、直列に接続された抵抗発熱体７２とＰＴＣ素子７３とからなる素子の組は、ソリッドヒータ７１の長手方向に沿って並び、これら素子の組み同士は、図５に示すように、電源７４に対して並列に接続されている。
【００３７】
図６は、ＰＴＣ素子７３の温度と抵抗率との対応関係を示す特性図である。
ＰＴＣ素子７３は、図６に示すように、キュリー温度Ｔ０［度］を超えると通常の金属などで形成された抵抗に比べて、抵抗率が急激に増大する正の温度係数を有する特性を示す。
キュリー温度Ｔ０［度］（図６参照）未満の、いわゆる通常の環境温度における各ＰＴＣ素子７３の抵抗値Ｒ２（図５参照）は、各抵抗発熱体７２の抵抗値Ｒ１の１００分の１程度に設定されている。一方、ＰＴＣ素子７３がキュリー温度Ｔ０［度］を超えた温度Ｔ１［度］から温度Ｔ２［度］に達するまでの間に、ＰＴＣ素子７３の抵抗値は急激に増大した後の抵抗値Ｒ２は、各抵抗発熱体７２の抵抗値Ｒ１の２０［倍］以上１００［倍］以下になるように設定されている。
【００３８】
ソリッドヒータ７１の抵抗発熱体７２は、定着ベルト７８が接するガラスコート７５２の外周面において、ソリッドヒータ７１の長手方向に沿って複数配置されているが、図３に示すように、各抵抗発熱体７２は、互いに隣り合う抵抗発熱体７２同士が近接する程度に、長手方向に沿った幅が設定されている。一方、ＰＴＣ素子７３は非常に小さく形成されていて、例えば縦２［ｍｍ］×横２［ｍｍ］×厚さ０．１［ｍｍ］程度の大きさのチップとなっている。
このため、互いに隣り合うＰＴＣ素子７３同士は、抵抗発熱体７２間の距離に比べて大きく離れている。
したがって、図３に示すように、定着ベルト７８が接するガラスコート７５２の外周面における、ＰＴＣ素子７３が配置された占める領域Ｓ２（配置領域）は、抵抗発熱体７２が配置されて占める領域Ｓ１（配置領域）に比べて小さい。
【００３９】
ここで、ソリッドヒータ７１の抵抗発熱体７２の配置と、ソリッドヒータ７１によって加熱される定着ベルト７８と、定着ユニット６０（図２参照）により重畳トナー像が定着される用紙Ｐ１，Ｐ２の各幅Ｗ１，Ｗ２との関係について説明する。定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１の長手方向に沿った全長よりもわずかに短い。したがって、定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１が備える複数の抵抗発熱体７２によって、幅方向Ｗの全幅Ｗ０に亘って、概略均一な温度に加熱される。
定着ユニット６０のニップ部Ｎにおいて定着される用紙Ｐのうちサイズの大きいＢ４サイズの用紙Ｐ２の幅Ｗ２（幅方向Ｗに沿った長さ）は、図３に示すように、定着ベルト７８の全幅Ｗ０よりもわずかに短い程度であり、ソリッドヒータ７１の全ての抵抗発熱体７２を覆う長さに対応している。
【００４０】
一方、定着ユニット６０のニップ部Ｎにおいて定着される用紙Ｐのうちサイズの小さいＡ４サイズの用紙Ｐ１の幅Ｗ１（幅方向Ｗに沿った長さ）は、図３に示すように、定着ベルト７８の全幅Ｗ０に比べて短く、ソリッドヒータ７１の長手方向に沿って配置された抵抗発熱体７２のうち、両端の各１つずつの抵抗発熱体７２が覆われない長さに対応している。
つまり、図３に示した長手方向Ｌに沿って配置された抵抗発熱体７２のうち両端の各１つずつの抵抗発熱体７２は、Ａ４サイズの用紙Ｐ１を定着するときは、用紙Ｐ１が通過しない非通紙範囲（非通過範囲）に対応している。
【００４１】
ここで、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３は、基材７５１上に積層されたガラスコート７５２に封入されていて、ガラスコート７５２は、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３を定着ベルト７８から絶縁している。このソリッドヒータ７１においては、ガラスコート７５２に代えて、他の絶縁材料を適用する構成もある。
【００４２】
一方、基材７５１は、熱伝導性金属層７５１Ａと、熱伝導性金属層７５１Ａを挟んで設けられた一対の耐熱性金属層７５１Ｂとを有する基材（いわゆる、クラッド基材）である。
熱伝導性金属層７５１Ａは、耐熱性金属層７５１Ｂに比べて、熱伝導性が高く、耐熱性（加熱による耐酸化性）が低い金属層である。具体的には、熱伝導性金属層７５１Ａは、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上で、空気雰囲気中５００℃で１時間熱処理したとき、単位面積当たりの質量増加率が１．０ｍｇ／ｃｍ2以上の金属層である。
耐熱性金属層７５１Ｂは、熱伝導性金属層７５１Ａに比べて、熱伝導性が低く、耐熱性（加熱による耐酸化性）が高い金属層である。具体的には、耐熱性金属層７５１Ｂは、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ未満で、空気雰囲気中５００℃で１時間熱処理したとき、単位面積当たりの質量増加率が１．０ｍｇ／ｃｍ2未満の金属層である。
【００４３】
つまり、基材７５１は、外層として耐熱性金属層７５１Ｂと、内層として熱伝導性金属層７５１Ａを有する構成であるため、熱伝導性が高く、繰り返しの発熱により酸化が生じ難い耐熱性を有する基材となる。特に、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３が配置される側の外層となる耐熱性金属層７５１Ｂは、繰り返しの発熱に対する耐熱性（発熱による耐酸化性）に寄与し、抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３が配置される側とは反対側の外層となる耐熱性金属層７５１Ｂは、抵抗発熱体７２、ＰＴＣ素子７３、ガラスコート７５２を形成するときの加熱に対する耐熱性（発熱による耐酸化性）に寄与する。
なお、一般に、熱伝導性が高い金属は耐熱性（加熱による耐酸化性）が低く、耐熱性（加熱による耐酸化性）が高い金属は熱伝導性が低い傾向がある。
【００４４】
金属層の熱伝導率は、測定対象となる金属層をレーザーフラッシュ法で測定する値である。
金属層の質量増加率は、測定対象となる金属層を、空気雰囲気中５００℃で１時間熱処理した後と、加熱処理する前との質量を各々測定し、算出する値である。
【００４５】
熱伝導性金属層７５１Ａとしては、例えば、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層が挙げられる。これらの中でも、基材の熱伝導性向上の点から、熱伝導性金属層７５１Ａとしては、例えば、銅層、アルミ層、銀層、又は青銅（Ｃｕ−Ｓｎ）層が好ましく、銅層がより好ましい。なお、銅層に含まれるＣｕは、Ｃｕ、低酸素Ｃｕ、無酸素Ｃｕ、タフピッチＣｕ、リン脱酸Ｃｕ、純度９９．９９％以上の高純度Ｃｕが挙げられる。
【００４６】
耐熱性金属層７５１Ｂとしては、例えば、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層が挙げられる。これらの中でも、発熱に対する基材の耐熱性向上の点から、熱伝導性金属層７５１Ａとしては、例えば、ステンレス鋼層、ニッケル層、Ｎｉ−Ｃｒ層、又はチタン層が好ましい。
【００４７】
なお、金属層とは、対象金属が９０質量％（好ましくは９５質量％以上）含む金属層である。例えば、銅層とは、銅が９０質量％（好ましくは９５質量％以上）含む層である。
【００４８】
前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚と前記熱伝導性金属層の層厚との比（前記一対の耐熱性金属層の各層の層厚／前記熱伝導性金属層の層厚）は、基材の熱伝導性向上、及び発熱に対する基材の耐熱性向上の点から、１／３以上１０／１以下が好ましく、１／２以上８／１以下がより好ましく、１／１以上６／１以下がさらに好ましい。
熱伝導性金属層の層厚は、基材を厚さ方向に埋め込み、その断面より  測定する値である。
【００４９】
基材７５１は、例えば、次のように製造される。耐熱性金属層となる耐熱性金属板、熱伝導性金属層となる熱伝導性金属板、及び耐熱性金属層となる耐熱性金属板をそれぞれ目的とする厚みに圧延した後、冷間圧延加工により接合する。次に、接合された接合板を加熱して、各板間を拡散接合する。そして拡散接合された接合板を冷間圧延により、目的とする板厚まで加工し、クラッド板を得る。その後、得られたクラッド板を、プレス打ち抜き加工等の加工により、目的とする大きさの基材７５１を得る。
【００５０】
＜ヒータユニットの作用の説明＞
次に、本実施の形態のヒータユニット７０の作用について説明する。
ソリッドヒータ７１は、図５に示すように、電源７４から供給された電流により発熱するが、このとき通常の環境温度下では、ＰＴＣ素子７３がキュリー温度Ｔ０［度］以下となる。このため、ＰＴＣ素子７３に直列に接続された抵抗発熱体７２の抵抗値Ｒ１は、ＰＴＣ素子７３の抵抗値Ｒ２の１００［倍］程度大きい。したがって、ＰＴＣ素子７３は抵抗発熱体７２に比べて電力をほとんど消費することがなく発熱しない。これに対して、抵抗発熱体７２発熱する。
【００５１】
定着ベルト７８は、図３に示すように矢印Ｅ方向に進行しながら、ソリッドヒータ７１に巻き掛けられた部分において、ガラスコート７５２（図４参照）を介して抵抗発熱体７２により、幅方向Ｗの全域が加熱される。これにより、定着ベルト７８は、重畳トナー像を定着させるのに必要とされる目標温度に達する。定着ベルト７８の加熱された部分がニップ部Ｎ（図２参照）にまで回転すると、定着ベルト７８の加熱された部分が用紙Ｐに接する。このとき、ニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐに保持された未定着の重畳トナー像は、定着ベルト７８により加熱されるとともに、押圧パッド７９と加圧ロール８０とにより加圧されて、用紙Ｐに保持された未定着の重畳トナー像は用紙Ｐに定着される。
【００５２】
ここで、ニップ部Ｎに搬送されてきた用紙ＰがＢ４サイズの用紙Ｐ２の場合、用紙Ｐ２の幅Ｗ２は定着ベルト７８の全幅Ｗ０よりもわずかに短い程度であるため、定着ベルト７８の幅方向Ｗの全域が用紙Ｐ２に接する。このため、定着ベルト７８は、幅方向Ｗの全域に亘って温度が低下する。そして、定着ベルト７８が矢印Ｅ方向に進行して、温度が低下した部分が、図２に示すようにソリッドヒータ７１に戻ると、ガラスコート７５２を介して抵抗発熱体７２により再度、目標温度まで加熱される。
【００５３】
このとき、ガラスコート７５２は定着ベルト７８との熱交換によって冷やされるため、ガラスコート７５２に封入されているＰＴＣ素子７３は、キュリー温度Ｔ０［度］（図６参照）を超えることがない。したがって、このヒータユニット７０は、上述した動作（ガラスコート７５２と定着ベルト７８との熱交換（定着ベルト７８の加熱、ガラスコート７５２の温度低下）、定着ベルト７８と用紙Ｐ２との熱交換（定着ベルト７８の温度低下）、定着ベルト７８とガラスコート７５２との熱交換）を繰り返す。
なお、ソリッドヒータ７１においてＰＴＣ素子７３を、抵抗発熱体７２よりも、定着ベルト７８が進行する方向（矢印Ｅ方向）の上流側に配置すると、抵抗発熱体７２で加熱される前の段階の、温度が低下した定着ベルト７８の部分に、ガラスコート７５２を介して接するため、ＰＴＣ素子７３も定着ベルト７８との熱交換により冷やされ、キュリー温度Ｔ０［度］に達しにくくする。
【００５４】
一方、ニップ部Ｎ（図２参照）に搬送されてきた用紙ＰがＡ４サイズの用紙Ｐ１の場合は、用紙Ｐ１の幅Ｗ１（図３参照）が定着ベルト７８の全幅Ｗ０よりも短いため、定着ベルト７８には、幅方向Ｗの両端（用紙Ｐ１の幅Ｗ１よりも外側）に非通紙範囲が形成される。定着ベルト７８のうち非通紙範囲は、ニップ部Ｎにおいて用紙Ｐ２との接触による熱交換が行われないため、用紙Ｐ１が通過する通紙範囲に比べて、温度の低下の程度が少ない。
そして、通紙範囲よりも温度が高い状態の非通紙範囲の定着ベルト７８の部分は、ソリッドヒータ７１に戻ってガラスコート７５２を介した抵抗発熱体７２による再度の加熱が行われる。この動作が繰り返されると、定着ベルト７８の、非通紙範囲の部分は目標温度を超えた状態が続き、この非通紙範囲に対応するガラスコート７５２の部分の温度を低下させなくなり、非通紙範囲に対応するガラスコート７５２の部分の温度は上昇する。
この結果、非通紙範囲に対応するガラスコート７５２の部分からの熱伝導により、この部分に封入されているＰＴＣ素子７３の温度が上昇し、やがてキュリー温度Ｔ０［度］（図６参照）を超える。
【００５５】
図７は、Ａ４サイズの用紙Ｐ１が定着ユニット６０に通紙を開始されてからの経過時間と、非通紙範囲に対応するガラスコート７５２の部分に封入されているＰＴＣ素子７３の温度との対応関係を示す図である。
非通紙範囲の部分のＰＴＣ素子７３がキュリー温度Ｔ０［度］を超えると、図６に示すように、ＰＴＣ素子７３の抵抗率は急激に大きくなり始め、抵抗値Ｒ２（図５参照）も大きくなる。そして、ＰＴＣ素子７３の温度が、キュリー温度Ｔ０［度］を超えた温度Ｔ１［度］に達したとき、ＰＴＣ素子７３は、その大きくなった抵抗値Ｒ２の影響により、自己発熱を開始する。この結果、図７に示すように、ＰＴＣ素子７３の温度はさらに急激に上昇し、一層高い温度Ｔ２［度］に瞬時に達する。
【００５６】
温度がＴ２［度］に達したＰＴＣ素子７３の抵抗率は、図６の特性に示すように、通常の環境温度のときの抵抗率に比べて数千倍以上に大きくなり、ＰＴＣ素子７３の抵抗値Ｒ２は抵抗発熱体７２の抵抗値Ｒ１に比べて２０［倍］以上１００［倍］以下になる。この結果、非通紙範囲の部分のＰＴＣ素子７３及びこのＰＴＣ素子７３が直列に接続された回路の部分には、電流がほとんど流れなくなり、定着ベルト７８の加熱に関与していた抵抗発熱体７２は発熱しなくなる。
これにより、非通紙範囲に対応したガラスコート７５２の温度が低下し始め、非通紙範囲に対応した定着ベルト７８の部分も、図７に示すように温度が低下し始め、目標温度よりも低い状態となる。
【００５７】
また、通紙範囲よりも温度が高い状態の非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の熱は、熱伝導率が高い基材７５１を通じて、非通紙範囲よりも温度が低い通紙範囲の定着ベルト７８の部分に伝熱し易くなるため、非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の温度が低下し易くなる。なお、熱伝導性が高い基材７５１により、発熱開始から短時間で定着ベルト７８全体（被加熱体全体）の昇温温度を均一に近い状態となる。これにより、画像形成開始からの待機時間の短縮化も図られる。
なお、基材７５１として、耐熱性金属層７５１Ｂの単層体を適用すると、繰り返しの発熱に対する耐熱性は有するものの、熱伝導率が低いため、熱が基材７５１を通じて伝熱し難いため、非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の温度が低下し難くなる。一方、基材７５１として、熱伝導性金属層７５１Ａの単層体を適用すると、熱伝導率が低いため、熱が基材７５１を通じて伝熱し易いため、非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の温度が低下し易くなるもの、繰り返しの発熱に対する耐熱性が低く、酸化による劣化が生じ易くなる。
【００５８】
このように、本実施の形態のヒータユニット７０、定着ユニット６０及び画像形成装置１によれば、通過する用紙Ｐのサイズ違いによって、用紙Ｐが通過しない非通紙範囲の定着ベルト７８の温度が目標温度を超える温度に維持されるのを抑制する。この結果、ヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分（例えば、定着ベルト７８（図２参照）、基材７５１、ガラスコート７５２など）の熱負荷を、非通紙範囲を通紙範囲と同じように加熱し続けるものに比べて低減させる。そして、熱負荷の低減により、熱負荷を原因とするヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の寿命の短縮を抑制する。
【００５９】
なお、ＰＴＣ素子７３の抵抗値Ｒ２が急激に大きくなることで、このＰＴＣ素子７３にはほとんど電流は流れなくなるが、わずかな電流は流れるため、ＰＴＣ素子７３は、図７に示すように、温度Ｔ２［度］で維持された状態となる。
この温度Ｔ２［度］は、通紙範囲の部分の抵抗発熱体７２の発熱温度よりも高いが、ＰＴＣ素子７３の配置されている領域Ｓ２（図３参照）は、抵抗発熱体７２の配置されている領域Ｓ１に比べて極めて小さい。このため、非通紙範囲の部分でＰＴＣ素子７３が高い温度Ｔ２［度］で発熱しても、ガラスコート７５２を介して定着ベルト７８の非通紙範囲の部分を加熱するだけの出力とはならない。
このように、本実施形態のヒータユニット７０におけるＰＴＣ素子７３は、定着ベルト７８を加熱する機能を有していない。
【００６０】
なお、ＰＴＣ素子７３は、図４に示すように、抵抗発熱体７２よりも基材７５１に近い位置に配置されているため、ガラスコート７５２の外周面に接する定着ベルト７８からの深さ方向への距離も、抵抗発熱体７２に比べてＰＴＣ素子７３の方が長くなっている。したがって、この観点からも、ＰＴＣ素子７３が定着ベルト７８に与える熱的影響は、抵抗発熱体７２に比べて小さい。
上述した説明において、Ａ４サイズの用紙Ｐ１が通過する通紙範囲の部分では、ＰＴＣ素子７３がキュリー温度Ｔ０［度］を超えないため、通紙範囲の部分における抵抗発熱体７２及びＰＴＣ素子７３の動作は、通紙範囲Ｂ４サイズの用紙Ｐ２が通過したときの動作と同じである。
【００６１】
＜他の実施の形態＞
（熱伝導抑制部）
図８は、抵抗発熱体７２とＰＴＣ素子７３との間に、熱伝導を抑制する熱伝導抑制部７７を設けた構成の、図４相当の断面図である。
上述した実施の形態のヒータユニット７０は、図４に示すように、各抵抗発熱体７２と、各抵抗発熱体７２に直列に接続されたＰＴＣ素子７３とを、ガラスコート７５２で一体に封入した構成であるが、図８に示すように、抵抗発熱体７２とＰＴＣ素子７３との間に、熱伝導を抑制する熱伝導抑制部７７を設けてもよい。
熱伝導抑制部７７としては、ガラスコート７５２よりも熱伝導率の低い材料を配置した部分などを適用する構成がある。例えば、図８に示すようにガラスコート７５２にスリットを形成することで空気層ができ、この空気層を熱伝導抑制部７７としたり、このスリットに、樹脂やセラミック等、ガラスコート７５２よりも熱伝導率の低い材料を充填して熱伝導抑制部７７としたりする構成がある。
【００６２】
このように、抵抗発熱体７２とＰＴＣ素子７３との間に熱伝導抑制部７７を設けた構成のヒータユニット７０によれば、抵抗発熱体７２の発する熱がガラスコート７５２に熱伝導しても、熱伝導抑制部７７が、そのガラスコート７５２の熱をＰＴＣ素子７３に熱伝導するのを抑制する。
この結果、抵抗発熱体７２が目標となる温度（用紙Ｐの未定着の重畳トナー像を定着するのに必要とされる定着ベルト７８の温度まで、定着ベルト７８を加熱するための温度）に達する以前の段階で、ＰＴＣ素子７３が、抵抗発熱体７２の発熱の影響を受けて、抵抗値Ｒ２が急激に大きくなるのを抑制し、目標となる温度に達する以前に抵抗発熱体７２の発熱が停止しないようにする。
【００６３】
（ＰＴＣ素子の配置）
図９は、ＰＴＣ素子７３を抵抗発熱体７２よりも定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の下流側に配置した構成のソリッドヒータ７１を示す、図４相当の断面図である。
図示のソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３が抵抗発熱体７２よりも定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の下流側に配置されている。この図９に示したソリッドヒータ７１によっても、図４に示したソリッドヒータ７１のように、通過する用紙Ｐのサイズ違いによって、用紙Ｐが通過しない非通紙範囲の定着ベルト７８の温度が目標温度を超える温度に維持されるのを抑制する。
この結果、ヒータユニット７０（図２参照）や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の熱負荷を、非通紙範囲を通紙範囲と同じように加熱し続けるものに比べて低減させる。そして、熱負荷の低減により、熱負荷を原因とするヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の寿命の短縮を抑制する。
【００６４】
図１０は、定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向に関して、相対的に上流側の抵抗発熱体７２Ａ（抵抗発熱体７２のうち相対的に上流側に配置されたもの）と相対的に下流側の抵抗発熱体７２Ｂ（抵抗発熱体７２のうち相対的に下流側に配置されたもの）との間に、ＰＴＣ素子７３を配置した構成のソリッドヒータ７１を示す、図４相当の断面図である。
図示のソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３が相対的に上流側の抵抗発熱体７２Ａよりも定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の下流側に配置され、相対的に下流側の抵抗発熱体７２Ｂよりも定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の上流側に配置されている。
【００６５】
この図１０に示したソリッドヒータ７１によっても、図４に示したソリッドヒータ７１のように、通過する用紙Ｐのサイズ違いによって、用紙Ｐが通過しない非通紙範囲の定着ベルト７８の温度が目標温度を超える温度に維持されるのを抑制する。この結果、ヒータユニット７０（図２参照）や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の熱負荷を、非通紙範囲を通紙範囲と同じように加熱し続けるものに比べて低減させる。そして、熱負荷の低減により、熱負荷を原因とするヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の寿命の短縮を抑制する。
なお、ＰＴＣ素子７３は、抵抗発熱体７２が配置された基材７５１上に配置されていることで一体化した構成となるが、必ずしも基材７５１上に配置されていなくてもよい。
【００６６】
（基材の形状）
図１１，１２は、ＰＴＣ素子７３の厚さが図４などに示したＰＴＣ素子７３の厚さよりも厚い場合の基材７５１の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、図１１は基材７５１に段差７５１Ｃを形成した形状、図１２は基材７５１に凹み７５１Ｄを形成した形状をそれぞれ示す。
図１１に示したソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３が配置される部分における基材７５１が段差７５１Ｃによって低くなり（半径方向の半径が小さくなり）、その低くなった分だけガラスコート７５２の厚さが厚くなり、ＰＴＣ素子７３の厚さが図４などに示したＰＴＣ素子７３の厚さよりも厚い場合であっても、ＰＴＣ素子７３はガラスコート７５２の内部に配置される。
図１２に示したソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３が配置される部分における基材７５１が凹み７５１Ｄによって低くなり、その低くなった分だけガラスコート７５２の厚さが厚くなり、ＰＴＣ素子７３の厚さが図４などに示したＰＴＣ素子７３の厚さよりも厚い場合であっても、ＰＴＣ素子７３はガラスコート７５２の内部に配置される。
【００６７】
図１３，１４は、基材７５１の形状のバリエーションを示す図４相当の断面図であり、図１３は基材７５１が平板状に形成されたもの、図１４は図１３に示した平板状の基材７５１の、定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の上流側及び下流側の各端部７５１ＥにＲ形状が形成されたもの（各端部のみが湾曲したもの）をそれぞれ示す。
このように、図１３又は図１４に示した基材７５１を有するソリッドヒータ７１によっても、ガラスコート７５２の表面に接して矢印Ｅ方向に進行する定着ベルト７８（図４参照）への熱伝導を行い得る。
【００６８】
（電気回路の電極部）
図１５は、図４に示した断面図に、図５に示した電気回路を表した模式図である。図４に示したソリッドヒータ７１は、実際には図１５に示すように、ＰＴＣ素子７３に接続された第１電極７６Ａと、抵抗発熱体７２に接続された第２電極７６Ｂとが基材７５１上に設けられている。そして、第１電極７６Ａと第２電極７６Ｂとが電源７４に接続されて、図５に示した電気回路が構成されている。
図１６は、図１５に示したＰＴＣ素子７３を、導電性の基材７５１に接続し、この基材７５１と第２電極７６Ｂとを電源７４に接続した構成を示す模式図である。図１６に示したソリッドヒータ７１は、基材７５１を図１５における第１電極７６Ａとして機能させているため、第１電極７６Ａを形成したものよりも構成が簡略化される。
なお、図１６に示したソリッドヒータ７１では、基材７５１の表面のうち、電源７４に接続される部分以外の範囲については、絶縁層で覆うなど、周囲部材との絶縁を確保することが好ましい。
【００６９】
（ソリッドヒータ）
ソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３を有さないソリッドヒータであってもよい。つまり、ソリッドヒータ７１は、ＰＴＣ素子７３を有さず、抵抗発熱体７２（発熱体の一例）と、抵抗発熱体７２が表面上に配置される基材７５１と、を備えた態様であってもよい。
ＰＴＣ素子７３を有さないソリッドヒータ７１でも、熱伝導性が高い基材７５１を有することで、通紙範囲よりも温度が高い状態の非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の熱は、熱伝導率が高い基材７５１を通じて、非通紙範囲よりも温度が低い通紙範囲の定着ベルト７８の部分に伝熱し易くなるため、非通紙範囲の定着ベルト７８の部分の温度が低下し易くなる。このため、ＰＴＣ素子７３を有さなくても、本実施の形態のヒータユニット７０、定着ユニット６０及び画像形成装置１によれば、通過する用紙Ｐのサイズ違いによって、用紙Ｐが通過しない非通紙範囲の定着ベルト７８の温度が目標温度を超える温度に維持されるのを抑制する。この結果、ヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分（例えば、定着ベルト７８（図２参照）、基材７５１、ガラスコート７５２など）の熱負荷を、非通紙範囲を通紙範囲と同じように加熱し続けるものに比べて低減させる。そして、熱負荷の低減により、熱負荷を原因とするヒータユニット７０や定着ユニット６０などのうち、非通紙範囲に対応した部分の寿命の短縮を抑制する。
また、熱伝導性が高い基材７５１により、発熱開始から短時間で定着ベルト７８全体（被加熱体全体）の昇温温度を均一に近い状態となる。これにより、画像形成開始からの待機時間の短縮化も図られる。
【００７０】
ＰＴＣ素子７３を有さないソリッドヒータ７１も、図１７に示すように、湾曲状の基材７５１を有する態様、図１８に示すように、平板状の基材７５１を有する態様、図１９に示すように、定着ベルト７８の進行方向となる矢印Ｅ方向の上流側及び下流側の各端部７５１ＥにＲ形状が形成された基材７５１（各端部のみが湾曲した基材７５１）を有する態様のいずれの態様であってもよい。なお、図１７〜図１９は、図４相当の断面図である。また、図１７〜図１９に付している符号は、図４に付した符号と同じ部材を示している。
【００７１】
ソリッドヒータ７１は、被加熱体として定着ユニット６０の定着ベルト７８を加熱する用途以外に、例えば、各種分析装置、半導体製造装置、各種プラント、家電、住宅設備等で利用する各種熱源として適用される。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
＜基材の作製＞
（基材１〜７、１４の作製）
耐熱性金属層となるＳＵＳ４３０板、熱伝導性金属層となる無酸素Ｃｕ板、及び耐熱性金属層となるＳＵＳ４３０板をそれぞれ目的とする厚みに圧延し、それぞれの板の表面の酸化被膜を除去した後、冷間圧延加工により、接合した。
次に、接合された接合板を９００℃×６０ｍｉｎ加熱して、各板間を拡散接合した。さらに、拡散接合された接合板を冷間圧延により、目的とする板厚（０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍ）まで加工し、クラッド板を得た。
得られたクラッド板を、プレス打ち抜き加工で、サイズ：幅３０ｍｍ×長さ４１８ｍｍの基材を作製した。これら工程を経て、表１に示す厚さ、各層の比率を持ち、熱伝導性金属層（無酸素Ｃｕ層）が一対の耐熱性金属層（ＳＵＳ４３０層）で挟まれた平板状の基材１〜７、１４（図１３参照）を得た。
【００７４】
（基材８〜１３の作製）
平板状の基材１〜６の幅方向端部を曲げ加工を施し、端部が曲率半径Ｒ＝１２．５ｍｍで湾曲した基材７〜１２を得た（図１４参照）。なお、表１中、基材の形状を「Ｒ＝１２．５ｍｍ」と表記する。
【００７５】
（基材１５〜１８の作製）
ＳＵＳ４３０板を冷間圧延により、目的とする板厚（０．２ｍｍ、０．３ｍｍ）まで加工し、クラッド板を得た。
得られたＳＵＳ４３０板を、プレス打ち抜き加工で、サイズ：幅３０ｍｍ×長さ４１８ｍｍの基材を作製した。これら工程を経て、表１に示す層厚を持ち、耐熱性金属層の単層（ＳＵＳ４３０層）からなる平板状の基材１５〜１８を得た（図１３参照）。
【００７６】
（基材１９〜２２の作製）
平板状の基材１５〜１８の幅方向端部を曲げ加工を施し、端部が曲率半径Ｒ＝１２．５ｍｍで湾曲した基材１９〜２２を得た（図１４参照）。なお、表１中、基材の形状を「Ｒ＝１２．５ｍｍ」と表記する。
【００７７】
＜実施例１〜１４、比較例１〜８＞
表１に示す基材を使用し、基材上に、絶縁ガラス層形成、銀電極及び銀配線形成、抵抗発熱体形成、ＰＴＣ素子実施、ガラスコート層形成の各工程を経て、実施例１〜１４、比較例１〜８のソリッドヒータを作製した（図１３、図１４参照）。
ただし、実施例３、５、７、９、１１、１３及び１４、並びに比較例２、４、６及び８のソリッドヒータは、ＰＴＣ素子実装は行わず、ＰＴＣ素子を有さないソリッドヒータとした（図１８、図１９参照）。
【００７８】
＜評価＞
（非通紙部温度上昇評価）
−通紙部と非通紙部の温度差−
各例で得られたソリッドヒータを図２に示す構成と類似した定着装置（定着ユニット）に装着した。そして、この定着装置を用いて、Ａ４紙を用紙の長手方向に沿った搬送にて、連続１００枚通紙し、通紙時に、通紙部と非通紙部の温度を計測した。そしれ、連続１００枚通紙後、通紙部と非通紙部の温度差を調べた。結果を表１に示す。
【００７９】
（実機評価）
−定着待ち時間−
各例で得られたソリッドヒータを画像形成装置（富士ゼロックス製、Ｄｏｃｕ  ＰｒｉｎｔＣ６２０）の定着装置に装着した。この画像形成装置を用いて、Ａ４紙を用紙の長手方向に沿った搬送にて、連続１００枚通紙し、通紙後、Ａ４紙を用紙の短手方向に沿った搬送にて定着可能になるまでの時間（定着ベルト表面温度均一化までの定着待ち時間）を測定した。そして、画像濃度５０％のハーフトーン画像を形成し、画像の画質について下記評価基準で評価した。結果を表１に示す。
−画質の評価基準−
Ａ：濃度むらなし
Ｂ：僅かに濃度むらが発生
Ｃ：少し濃度むらが発生
Ｄ：濃度むらが発生
【００８０】
（ソリッドヒータの耐久性）
ソリッドヒータの耐久性について、次のように評価した。各例で得られたソリッドヒータを画像形成装置（富士ゼロックス製、Ｄｏｃｕ  ＰｒｉｎｔＣ６２０）の定着装置に装着し、この画像形成装置を用いて、Ａ４紙を用紙の長手方向に沿った搬送にて、連続１００枚通紙後、停止させ常温まで戻す、繰り返し加熱テストを実施した。評価基準は、次の通りである。
−耐久性の評価基準−
Ａ：  １００枚×１０，０００回を超えて問題なし
Ｂ：  １００枚×７，０００回を超え１００枚×１０，０００回以下で断線
Ｂ-：１００枚×５，０００回を超え１００枚×７，０００回以下で断線
Ｃ：  １００枚×３，０００回を超え１００枚×５，０００回以下で断線
Ｄ：  １００枚×３，０００回以下で断線
【００８１】
【表１】
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【００８２】
上記結果から、本実施例のソリッドヒータは、比較例のソリッドヒータに比べて、定着ベルトにおける通紙域と非通紙域の温度が小さく、非通紙域の温度上昇が抑制されていることがわかる。また、定着待ち時間も短く、発熱開始から短時間で定着ベル全体の昇温温度を均一に近い状態にすることがわかる。
さらに、本実施例のソリッドヒータは、耐熱性金属層であるＳＵＳ４３０層の単層からなる比較例の基材と同等の耐熱性を有していることもわかる。
【符号の説明】
【００８３】
７０…ヒータユニット、７１…ソリッドヒータ（加熱装置の一例）、７２…抵抗発熱体（発熱体の一例）、７３…ＰＴＣ素子（正の温度係数を有する抵抗素子の一例）、７８…定着ベルト（ベルト部材の一例）、７５１…基材、７５１Ａ…熱伝導性金属層、７５１Ｂ…耐熱性金属層
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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