(57)【要約】【課題】細長い基板全体が通電により発熱するヒータにおいて基板の長手方向と直交する短手方向の断面部分の発熱ムラを低減できる像加熱装置の提供。【解決手段】通電により発熱するヒータ１と、前記ヒータに通電する給電部材３ａ，３ｂと、前記ヒータとともにニップ部Ｎを形成するバックアップ部材４０と、を有し、前記ニップ部で記録材Ｐが担持する像ｔを加熱する像加熱装置において、前記ヒータは、前記バックアップ部材の長手方向に沿って形成された細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板２を有しており、前記基板は、前記基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性の材料により前記バックアップ部材の長手方向両端の外側まで形成されており、前記給電部材は、前記バックアップ部材の長手方向両端の外側で前記基板と接触していることを特徴とする。【選択図】図３
2009063815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータとともにニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で記録材が担持する像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、前記バックアップ部材の長手方向に沿って形成された細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記基板は、前記基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性の材料により前記バックアップ部材の長手方向両端の外側まで形成されており、前記給電部材は、前記バックアップ部材の長手方向両端の外側で前記基板と接触していることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータと接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記ヒータとニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で像を担持する記録材を挟持搬送しつつ像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、前記バックアップ部材の長手方向に沿って形成された細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記基板は、前記基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性の材料により前記バックアップ部材の長手方向両端の外側まで形成されており、前記給電部材は、前記バックアップ部材の長手方向両端の外側で前記基板と接触していることを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記ヒータの基板は、基板最大到達温度以下の温度範囲において、１０００ｐｐｍ／Ｋ以上の負の抵抗温度係数を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する像加熱装置（定着器）として、フィルム加熱方式のものがある。フィルム加熱方式の定着器は、セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する可撓性部材と、可撓性部材を介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着トナー像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。したがって、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ  ＰｒｉｎｔＯｕｔ  Ｔｉｍｅ）を短くできる。またこの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００３】
ところで、可撓性部材を用いた定着器を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域（非通紙領域）が過度に昇温することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを保持するホルダや加圧ローラが熱により損傷する場合がある。そこで、可撓性部材を介してヒータと加圧ローラで定着ニップ部を形成する定着器を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行っている。これにより、ヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。
【０００４】
そこで、上述した定着器に用いるヒータとして、抵抗温度特性は、温度が上昇するほど抵抗値が下がる抵抗温度係数（ＮＴＣ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）のものを用いることも考えられている。ヒータがＮＴＣ特性であれば、非通紙領域が過昇温しても非通紙領域の抵抗値は下がるので、非通紙領域の過度の昇温、所謂非通紙部昇温を抑えられるという発想である。
【０００５】
セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータにおいては、発熱体としてＮＴＣ特性をもつペースト状の電気抵抗体をセラミックス基板上にスクリーン印刷し、焼成工程を経ることによってヒータを得ることができる（特許文献１）。
【０００６】
一方、ＮＴＣ特性をもつ発熱体は、一般的には抵抗が高く、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いという上述の定着装置のメリットを生かすことができない。そのため、ＮＴＣ特性をもつ材料を細長い基板状に加工して使用する場合もある。特許文献２にはカーボンヒータについて記載されている。このように、ＮＴＣ特性をもつ材料をバルク状態で使用することにより、ヒータとしての総抵抗を小さくすることができ、定着可能温度までの立ち上がりの早さと小サイズ連続プリント時の非通紙部昇温の抑制を両立することが可能となる。
【特許文献１】特開平０６−０１９３４７号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＮＴＣ特性をもつ材料により細長い基板を一体成型したバルクヒータを定着器に具備させ、基板の長手方向両端部に給電を行う。その場合、ＰＴＣ特性をもつ材料により細長い基板を一体成型したバルクヒータを定着器に具備させたときに比べて、基板の短手方向の断面内で、発熱ムラが発生しやすい。
【０００８】
ＰＴＣ特性のバルクヒータは、基板において発熱した部分の抵抗が上がり発熱が抑制され、温度が低く抵抗が低い部分へ電流が流れるために、自己調整的に基板の短手方向断面内の発熱が一様になる。
【０００９】
一方、ＮＴＣ特性のバルクヒータは、基板が発熱すると発熱した部分の抵抗が下がり、さらに抵抗が下がった部分が発熱しやすい傾向があるため、自己調整的には基板の短手方向断面の発熱は一様になりにくい。特に、基板の長手方向電極間の最短距離が最も発熱しやすく、それ以外の基板の短手方向断面部分は、発熱しにくい。その結果、基板の発熱ムラでも、特に記録材搬送方向の発熱ムラ、即ち基板の短手方向断面部分の発熱ムラが大きい場合には、発熱による基板上の熱応力の増大により、基板の応力破壊が発生することがある。
【００１０】
そこで、ＮＴＣ特性のバルクヒータにおいて、基板の応力破壊の発生を抑えるために、基板の短手方向の幅を広げると、基板の長手方向において記録材搬送幅全体に対応する領域が十分に発熱しない。そのため、記録材へ伝えられる熱量が増えず、加熱定着性改善効果が十分に得られず、未定着トナー像の定着不良の原因になる。
【００１１】
本発明の目的は、細長い基板全体が通電により発熱するヒータにおいて基板の長手方向と直交する短手方向の断面部分の発熱ムラを低減できる像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための構成は、通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータとともにニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で記録材が担持する像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータは、前記バックアップ部材の長手方向に沿って形成された細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記基板は、前記基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性の材料により前記バックアップ部材の長手方向両端の外側まで形成されており、前記給電部材は、前記バックアップ部材の長手方向両端の外側で前記基板と接触していることを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するための構成は、通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータと接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記ヒータとニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で像を担持する記録材を挟持搬送しつつ像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータは、前記バックアップ部材の長手方向に沿って形成された細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記基板は、前記基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性の材料により前記バックアップ部材の長手方向両端の外側まで形成されており、前記給電部材は、前記バックアップ部材の長手方向両端の外側で前記基板と接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、細長い基板全体が通電により発熱するヒータにおいて基板の長手方向と直交する短手方向の断面部分の発熱ムラを低減できる像加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を図面に基づいて説明する。
【００１６】
［実施例１］
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１７】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を画像加熱定着装置（定着器）として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００１８】
１１は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。例えばアルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面に有機光導電体等の感光層を形成した有機感光ドラムである。
【００１９】
１２は帯電手段としての帯電ローラである。この帯電ローラ１２により感光ドラムの外周面（表面）が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
【００２０】
１０はレーザ露光装置である。このレーザ露光装置１０は不図示のイメージスキャナやコンピュータ等の外部装置から入力する画像情報に対応して変調したレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光により感光ドラム１１表面の一様帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム面の露光明部の電荷が減衰または除電されて、感光ドラム面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２１】
１３は現像手段としての現像装置である。この現像装置１３は現像ローラ１３ａを有し、このローラ１３ａにより感光ドラム１１表面の静電潜像をトナー（現像剤）によってトナー像（現像像）として可視像化する。
【００２２】
１７は給紙カセットであり、記録材（転写材）Ｐを積載して収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１８が回転されて給紙カセット１７内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給送される。その給送された記録材Ｐは搬送ローラ１９によりシートパス２０を通じてレジストローラ対２１に搬送される。そしてこのレジストローラ対２１により感光ドラム１１と転写ローラ１６との間の当接ニップ部である転写部Ｔに所定の制御タイミングにて導入される。
【００２３】
転写部Ｔに導入された記録材Ｐはこの転写部Ｔで挟持搬送され、その間、転写ローラ１６により感光ドラム１１表面のトナー像が記録材Ｐ面に順次に静電的に転写されていく。
【００２４】
転写部Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１１表面から分離された後に定着装置２２へ搬送導入され、トナー像の加熱定着処理を受ける。
【００２５】
一方、記録材分離後（記録材に対するトナー像転写後）の感光ドラム１１表面はクリーニング装置１４のクリーニングブレード１４ａにより転写残トナーや紙粉等の付着物の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００２６】
また、定着装置２２を通った記録材Ｐは搬送ローラ２３により排紙ローラ２４に送られる。そしてこの排紙ローラ２４によりプリンタ上面の排紙トレイ２５上に排紙される。
【００２７】
本実施例のプリンタは、感光ドラム１１と、帯電ローラ１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１４の４つのプロセス機器について、これらを一括してプリンタ本体に対して着脱・交換自在のプロセスカートリッジ１５として構成してある。
【００２８】
（２）定着装置（像加熱装置）２２
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。
【００２９】
図２は定着装置２２の一例の横断面構成模型図である。図３は定着装置２２の縦断面構成模型図である。図４は定着装置２２を記録材導入側から見た図である。この定着装置２２は、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示のテンションレスタイプのフィルム加熱方式の像加熱装置である。
【００３０】
テンションレスタイプのフィルム加熱方式の像加熱装置は、可撓性部材としてエンドレスベルト状若しくは円筒状の耐熱性フィルムを用いている。そしてこのフィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリーとし、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。
【００３１】
３２は加熱体支持部材兼フィルムガイド部材としてのステーである。このステー３２は、長手方向に長い横長の耐熱樹脂製の剛性部材であって、横断面略半円形樋型に形成してある。本実施例では、ステー３２の材質（材料）として高耐熱性の液晶ポリマーを用いた。このステー３２は長手方向両端部が装置フレーム（不図示）の側板に保持されている。
【００３２】
１は加熱体としてのヒータであり、上記ステー３２の下面にステー３２の長手方向に沿って設けた溝部３２ａ内に嵌入させてある。ヒータ１については次の（３）項で詳述する。
【００３３】
３３は可撓性部材としての耐熱性に優れた円筒状のフィルムである。フィルム３３はステー３２の外周にルーズに外嵌されている。フィルム３３は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚は、総厚１００μｍ以下程度としている。フィルム３３の具体例としては、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層を使用できる。或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施例では、フィルム３３として、厚み５０μｍのポリイミドフィルム上に厚み１０μｍのＰＴＦＥをコーティングしたフィルム層厚６０μｍのものを使用した。フィルム３３の内周面側には、摺動性を向上させるためにグリスが塗られている。
【００３４】
４０はバックアップ部材としての弾性加圧ローラである。加圧ローラ４０は、鉄、アルミ等の金属製の丸軸状の芯金４１上に、弾性層としてのシリコーンソリッドゴム、シリコーンスポンジゴム等の絶縁性、若しくは、導電剤を分散した導電性を有する弾性層４２を形成している。そしてこの上に離型層４３としてフッ素樹脂層が形成されている。この加圧ローラ４０は、長手方向に長い横長の部材であって、芯金４１の長手方向両端部が軸受部材（不図示）を介して上記の装置フレームの側板に回転可能に保持されている。そしてこの加圧ローラ４０は、不図示の加圧バネによって約１２７Ｎ（１３ｋｇｆ）の加圧力で加圧ローラ４０の外周面（表面）がフィルム３３の外周面（表面）に接触するように加圧されている。即ち、ヒータ１と加圧ローラ４０の間（正確にはヒータ１を保持するステー３２と加圧ローラ４０の間）には所定の圧力が掛けられることによって、ヒータ１と加圧ローラ４０の間にフィルム３３を挟んで所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成されている。つまり、バックアップ部材である加圧ローラはヒータ１とともにニップ部を形成している。加圧ローラ４０の弾性層４２の寸法は、長さ２３０ｍｍ、外径φ２５、肉厚３ｍｍである。
【００３５】
回転駆動機構Ｍの駆動力が加圧ローラ４０の芯金４１端部に設けた駆動ギアＧに伝達されることによって、加圧ローラ４０は矢印方向に所定の周速度で回転される。加圧ローラ４０の回転により、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ４０表面とフィルム３３表面との摩擦力でフィルム３３に回転力が作用する。フィルム３３はその内面側がニップ部Ｎにおいてヒータ１の表面（後述する基板２の表面）に密着して摺動しながらステー３２の周りを矢印方向に加圧ローラ４０の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。ステー３２は従動回転するフィルム３３のガイド部材の役目もしている。
【００３６】
ヒータ１の温度が所定の定着温度に立ち上がり、フィルム３３の回転周速度が定常化した状態で、フィルム３３と加圧ローラ４０との間にトナー像ｔを担持する記録材Ｐが定着入口ガイド４５に沿って導入される。そして、記録材Ｐがフィルム３３と一緒にニップ部Ｎで挟持搬送されることにより、ヒータ１の熱がフィルム３３を介して記録材Ｐに付与され記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはフィルム３３表面から分離されて搬送ローラ２３に搬送される。
【００３７】
（３）加熱体（ヒータ）１
図５の（ａ）はヒータ１の構成と温調制御系と給電部材３ａ，３ｂと記録材搬送基準の説明図、（ｂ）はヒータ１の基板２と給電部材３ａの接触状態を表す図である。
【００３８】
ヒータ１は、長手方向に細長い基板２を有する。基板２として、β型（立方晶系）のＳｉＣを主成分とする導電性セラミックを使用した。具体的には、（株）ブリヂストン社製、商品名：ピュアベータ−Ｒ、体積抵抗値：四探針法で約０．１Ω・ｃｍ、抵抗温度係数は、室温（２５℃）付近から、基板の最大到達温度である３００℃までの範囲で−３０００ｐｐｍ／Ｋの材料を使用した。基板２の寸法は、厚み１ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ２５０ｍｍである。従って、基板２は、加圧ローラ４０とニップ部Ｎを形成する加圧ローラ４０の弾性層４２よりも長く形成してある。つまり、基板は、バックアップ部材である加圧ローラの外側（加圧ローラの長手方向両端面より外側）まで形成されている。以下、基板２の長手方向において、その基板２における加圧ローラ４０の長手方向両端面より外側の領域をヒータ長手ニップ外領域と記す。
【００３９】
３ａ，３ｂはステー３２の長手方向両端部に保持された給電部材である。給電部材３ａ，３ｂとして、ＳＵＳ板を曲げたものを基板２のヒータ長手ニップ外領域において基板２の表面（フィルム摺動面）と反対面側の裏面に接触させている。つまり、給電部材は、バックアップ部材である加圧ローラの長手方向両端の外側（弾性層の長手方向両端の外側）で基板と接触している。
【００４０】
ヒータ１は、商用電源（ＡＣ電源）５４からＡＣ電源制御回路（トライアック）５３を介して給電部材３ａ，３ｂに通電がなされることによって、基板２全体が発熱し迅速に昇温する。即ち、ヒータ１は、ＡＣ電源５４→給電部材３ａ→基板２→給電部材３ｂの経路で通電されて、基板２が発熱する。基板２の表面（フィルム摺動面）と反対面側の裏面には、温度検知手段としてのサーミスタ５０が配置してある。このサーミスタ５０によってヒータ１の温度状態が検知される。そのサーミスタ５０の温度情報をＡ／Ｄコンバータ５１を通じて制御手段としての制御回路（ＣＰＵ）５２に取り込む。ＣＰＵ５２はサーミスタ５０からの温度情報に基づいてトライアック５３からヒータ１に供給するＡＣ電圧を位相制御、波数制御等することによってヒータ１への給電を制御して、ヒータ１を所定の定着温度（目標温度）に温度制御する。
【００４１】
ここで、紙幅とは記録材Ｐの面において記録材搬送方向Ｘと直交する方向の記録材寸法である。本実施例のプリンタは、記録材の幅方向中央を搬送基準としており、定着装置２２のヒータ１の長手方向の中央が各種サイズの記録材Ｐの搬送基準となる。図５の（ａ）において、Ｏはその記録材搬送基準線（仮想線）である。Ａはこのプリンタで使用可能な定型の最大紙幅の記録材の通紙部（最大通紙領域）であり、ヒータ１の基板２の長さと等しくなっている。Ｂはこのプリンタで使用可能な定型の最小紙幅の記録材の通紙部（最小通紙領域）である。Ｃは最大紙幅の記録材よりも紙幅が小さい記録材（小サイズ紙）を通紙したときにヒータ１の長手方向においてニップ部Ｎ内に生じる非通紙部（非通紙領域）である。非通紙部Ｃの領域幅は、通紙された小サイズ紙の紙幅の大小に応じて異なる。
【００４２】
ヒータ１の温度を検出する前記のサーミスタ５０は、大小どの紙幅の記録材が通紙されても必ず記録材通紙領域となる最小通紙領域即ち通紙部Ｂに対応する領域に設けられている。ヒータ１の基板２の材質（材料）としてＳｉＣを用いる理由は、温度が上がると抵抗値が低下する特性、即ちＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を利用し、ヒータ１の非通紙部Ｃの過昇温を抑えるためである。従って、基板は、基板最大到達温度以下の温度範囲において、基板の発熱温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性を有する。
【００４３】
次に、ＮＴＣ特性の基板２からなるヒータ１を用いれば非通紙部Ｃの過昇温が低減できる理由について図６を用いて説明する。
【００４４】
図６はヒータ１のモデル図である。ヒータの基板２に流れる電流をＩとし、ヒータ１の通紙部の抵抗値をＲ１、非通紙部の片側の抵抗値をＲ２とした場合、通紙部の発熱量Ｗ１はＩ２・Ｒ１であり、非通紙部の発熱量Ｗ２はＩ２・Ｒ２である。簡単のため、ニップ部Ｎに記録材Ｐを通紙（導入）していない状態でＲ１＝２×Ｒ２となる位置、つまり非通紙部の長さ（両側の非通紙部の長さの和）が通紙部の長さと等しくなる位置で通紙部と非通紙部を区切って考える。ここで、ニップ部Ｎに記録材Ｐを通紙していない状態において、基板２の単位長さ当りの抵抗値はヒータ１全体で均一である。
【００４５】
ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性をもつ材料で上記基板２と同じ寸法の基板を一体成形してなるヒータを搭載する定着装置において、小サイズ紙を通紙した場合を考える。そのヒータにより加熱されているフィルムは小サイズ紙と接触するため、その小サイズ紙の幅分、通紙部の熱が奪われる。その通紙部の温度はサーミスタにより検知され、そのサーミスタの温度情報に基づいて通紙部の温度が下がらないように通電制御が行われる。そのため、小サイズ紙に熱を奪われることのない非通紙部は通紙部に対して高温となる。この場合、ＰＴＣ特性により非通紙部の単位長さ当りの抵抗値は通紙部の単位長さ当りの抵抗値よりも高くなるので、片側の非通紙部の発熱量Ｗ２は通紙部の発熱量Ｗ１に比べて大きくなる。つまり、非通紙部の単位長さ当りの発熱量が通紙部よりも増えてしまう。また、発熱量が大きくなると温度が上昇するので、更に抵抗が高くなり、いっそう発熱量が増えてしまう。
【００４６】
一方、本実施例のようにＮＴＣ特性をもつヒータ１において、小サイズ紙を通紙した場合では、温度が高い方が抵抗値が低くなるので、非通紙部の単位長さ当りの抵抗値は通紙部の単位長さ当りの抵抗値よりも低くなる。よって、片側の非通紙部の発熱量Ｗ２は通紙部の発熱量Ｗ１に比べて小さくなる。つまり、非通紙部の単位長さ当りの発熱量が通紙部よりも少なくなる。このため、ＰＴＣ特性をもつヒータよりも非通紙部の発熱を抑制できる。
【００４７】
以上の理由により、ＮＴＣ特性のヒータ１であれば、小サイズ紙通紙時の非通紙部の温度を低く抑えることができる。
【００４８】
本実施例においては、ヒータ１の基板２の材質をＳｉＣ焼結体とした。ＳｉＣは、焼成条件によっても異なるが、一般に４００℃以下では、大きな負の抵抗温度係数を有しているので、ヒータ１の非通紙部の昇温、所謂非通紙部昇温を大幅に低減できる。また、ＳｉＣ以外にも、基板２の材質としてＬａＣｒＯ３等を主成分とする他のセラミック発熱体を用いることも可能である。このようなセラミック発熱体で基板を一体成型したバルクヒータにおいては、基板全体が発熱することが可能である。
【００４９】
（４）発熱ムラの説明
図７は本実施例の定着装置２２の特徴部を説明するための比較例の定着装置の説明図である。
【００５０】
比較例に示す定着装置２２は、加圧ローラ４０の弾性層４２の長さをヒータ１の基板２の長さと同じ長さに設定した点を除いて、本実施例の定着装置２２と同じ構成としてある。
【００５１】
図７において、（ａ）はヒータ１の基板２と加圧ローラ４０との長手方向端部、及び給電部材２ａの説明図である。（ｂ）はヒータ１の基板２の長手方向端部と給電部材２ａの関係を表す図である。（ｃ）は（ａ）のヒータ１の基板２の長手方向端部の線ＡＢ断面（断面１）の温度分布を表す図である。（ｄ）は（ｂ）のヒータ１の基板２の長手方向端部の線ＣＤ断面（断面２）の温度分布を表す図である。
【００５２】
比較例の定着装置２２において、ニップ部Ｎに通紙を行い、ヒータ１の基板２の長手方向両端部の給電部材３ａ，３ｂ間に通電が行われた場合、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ断面１、断面２のような温度分布となる。（ｃ）、（ｄ）に示す温度分布は、それぞれ、比較例の定着装置２２を搭載したプリンタでプリント動作を開始し、その定着装置２２のヒータ１の基板２に温調されながら通電され、紙をニップ部Ｎに通紙する直前に測定された温度分布である。
【００５３】
断面図１の温度分布は、基板２のＡ側の面（裏面）とＢ側の面（表面）にそれぞれ設置した熱電対によって測定した結果である。断面図１の温度分布は、基板２のＡ側の面の方がＢ側の面に比べて温度が高く観測された。
【００５４】
断面図２の温度分布は、基板２の短手方向において表面の５カ所に設置した熱電対によって温度測定した結果である。断面図２の温度分布では、基板２の短手方向において給電部材３ａと接触している接点部と対応する領域、つまり基板２の短手方向中央部に発熱ピークを持つことが分かる。ところが、基板２の短手方向の両端部及び、上記接点部と対応する領域以外の領域で発熱が十分なされていないことが分かる。これは、基板２の長手方向両端部の給電部材３ａ，３ｂ間に、最短距離で局所的に電流が流れた結果、電流が流れた部分（給電部材３ａと接触している接点部と対応する領域）だけが発熱しているために起こる現象である。
【００５５】
このように、基板２の短手方向、つまり記録材搬送方向Ｘにおいて局所的な発熱しか発生しないと、発熱による基板２上の熱応力の増大により、基板２の応力破壊が発生することがある。また記録材Ｐへ伝えられる熱量の減少により、トナー像ｔの加熱定着不良の原因になることがある。これを防止するためには、ニップ部Ｎ内の基板２の短手方向の温度分布を一様にさせることが必要である。
【００５６】
図８は本実施例の定着装置２２の特徴部の説明図である。図８において、（ａ）はヒータ１の基板２と加圧ローラ３０の弾性層４２との長さ関係、ヒータ１の基板２の長手方向の温度分布、及びヒータ１の基板２の長手方向の抵抗分布を表す図である。（ｂ）は（ａ）の基板２の長手方向の抵抗分布を表す図である。（ｃ）は（ａ）のヒータ１の基板２の長手方向端部の温度分布を表す図である。（ｄ）は（ａ）のヒータ１の基板２の短手方向端部の温度分布を表す図である。なお、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、基板２において図７の線ＡＢ断面及び、線ＣＤ断面と同一箇所、同一条件で測定した温度分布を表したものである。
【００５７】
図８の（ａ）にて示したように、基板２のヒータ長手ニップ外領域（基板２の長手方向両端部、それぞれ１０ｍｍづつ）は、ニップ部Ｎ内の領域に比べて、加圧ローラ４０の弾性層４２が存在しない。従って、基板２のヒータ長手ニップ外領域は、加圧ローラ４０が存在しない分、熱容量が小さいため、基板２の温度はニップ部Ｎに比べて高くなる。実際に、基板２のヒータ長手ニップ外領域とニップ部Ｎ内の領域の温度を測定した。その結果、基板２のヒータ長手ニップ外領域の温度は、連続０〜５００枚程度の通紙で２００〜３００℃程度であり、像加熱時の際の基板２のニップＮ内の領域の基板温度は、１５０℃程度であった。基板２はＮＴＣ特性をもっているので、図８の（ｂ）のように、温度が高くなった箇所の抵抗が小さくなる。基板２のヒータ長手ニップ外領域の抵抗は、基板２のニップ部Ｎ内の領域の抵抗よりも小さい。そのため、給電部材３ａ，３ｂから給電された電流は、一度基板２のヒータ長手ニップ外領域において短手方向断面全域に拡散されてから、基板２のニップＮ部内の領域に通電されるようになる。その結果、図８の（ｃ）、図８の（ｄ）のように、温度分布が基板２の短手方向に一様に発熱することが可能となる。従って、基板２のニップ部Ｎ外側の領域とニップＮ内の領域における基板短手方向の発熱ムラを低減できる。
【００５８】
[実施例２]
本発明に係る定着装置の他の例を説明する。
【００５９】
図９は本実施例の定着装置２２の特徴部の他の例の説明図である。
【００６０】
本実施例に示す定着装置２２は、ヒータ１の基板２のヒータ長手ニップ外領域において基板２の長手方向端面２ａ，２ｂに給電部材３ａ，３ｂを接触させた点を除いて、実施例１の定着装置２２と同じ構成としてある。
【００６１】
[実施例３]
本発明に係る定着装置の他の例を説明する。
【００６２】
図１０は本実施例の定着装置２２の特徴部の他の例の説明図である。
【００６３】
本実施例に示す定着装置２２は、ヒータ１の基板２のヒータ長手ニップ外領域において基板２裏面に給電部材３ａ，３ｂを接触させた点を除いて、実施例１の定着装置２２と同じ構成としてある。
【００６４】
[実施例４]
本発明に係る定着装置の他の例を説明する。
【００６５】
図１１は本実施例の定着装置２２の特徴部の他の例の説明図である。
【００６６】
上記実施例２〜４の各定着装置２２においても、給電部材３ａ，３ｂから給電された電流は、一度基板２のヒータ長手ニップ外領域において短手方向断面全域に拡散されてから、基板２のニップ部Ｎ内の領域に通電される。従って、上記実施例２〜４の各定着装置２２も実施例１の定着装置２２と同じ作用効果を得ることができる。
【００６７】
上記実施例１〜４の各定着装置２２において、ヒータ１の基板２の抵抗温度係数を室温から基板最大到達温度以下の温度範囲において、−３０００ｐｐｍ／Ｋに設定してあるが、基板２の抵抗温度係数は特にこれにこだわらない。比較例の他の定着装置（不図示）との比較検討により、−１０００ｐｐｍ／Ｋであれば同様にニップ部内での発熱ムラがなく、上記実施例１〜４の各定着装置２２と同等の効果が得られる。よって、ヒータ１の基板２の抵抗温度係数は、−１０００ｐｐｍ／Ｋよりも値が大きい方が好ましい。これを下回ると発熱ムラが若干発生し始めるものの、同様の効果は得られる。つまり、ヒータの基板は、基板最大到達温度以下の温度範囲において、１０００ｐｐｍ／Ｋ以上の負の抵抗温度係数を有していればよい。
【００６８】
[その他]
１）実施例１〜４では、フィルム３３を挟んでヒータ１と加圧ローラ４０とによりニップ部Ｎを形成する構成の定着装置２２を説明したが、定着装置２２はこれに限らない。つまり、定着装置２２の他の例として、フィルム３３を設けずにヒータ１と加圧ローラ４０とによりニップ部Ｎを形成する構成の装置であってもよい。そのような構成の定着装置においても、各実施例の定着装置２２と同様な作用効果を得ることができる。
【００６９】
２）各実施例において記録材の搬送を中央基準で行うプリンタに定着装置２２を搭載した例を説明したが、定着装置２２は記録材の搬送を片側基準で搬送するプリンタに搭載してもよい。
【００７０】
３）本発明の像加熱装置は各実施例の加熱定着装置に限られず、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など、広く画像を担持した記録材を加熱処理する手段・装置として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】画像形成装置の一例の構成模型図
【図２】実施例１に係る定着装置の一例の横断面構成模型図
【図３】実施例１に係る定着装置の縦断面構成模型図
【図４】実施例１に係る定着装置を記録材導入側から見た図
【図５】（ａ）はヒータの構成と温調制御系と給電部材と記録材搬送基準の説明図、（ｂ）はヒータの基板と給電部材の接触状態を表す図
【図６】ヒータのモデル図
【図７】実施例１に係る定着装置の特徴部を説明するための比較例の定着装置の説明図
【図８】実施例１に係る定着装置の特徴部の説明図
【図９】実施例２に係る定着装置の特徴部の説明図
【図１０】実施例３に係る定着装置の特徴部の説明図
【図１１】実施例４に係る定着装置の特徴部の説明図
【符号の説明】
【００７２】
１‥‥ヒータ、２‥‥基板、３ａ，３ｂ‥‥給電部材、３３‥‥フィルム、４０‥‥弾性加圧ローラ、Ｎ‥‥ニップ部、Ｐ‥‥記録材
【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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