JP2017004909A - ヒータおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】録媒体を加熱および加圧することで、記録媒体に付着したトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置において、非通紙部の過度な昇温を抑え、所望の発熱分布を実現することができる、ＰＴＣ特性のヒータ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】長尺な基板と、基板上の長手方向に沿って設けられる一対の導体３ａ，３ｂと、一対の導体３ａ，３ｂの間に電気的に並列接続されて設けられる複数の抵抗発熱体４ａ２０〜４ａ２３と、を具備し、抵抗発熱体は、ＰＴＣ特性を有しており、基板の短手方向において、並設される抵抗発熱体の少なくとも一部がオーバーラップするように斜設されており、導体と接続される角度が基板の長手方向において任意となるように構成する。【選択図】図５

Description

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。

ＯＡ機器、家電用電気製品、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、例えば、複写機やファクシミリなどの画像形成装置において用紙にトナーを定着する画像形成装置に用いられる。また、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られる。ヒータは、給電用電極、導体、抵抗発熱体が基板上に形成されていることで構成され、給電用電極から供給された電力により、抵抗発熱体が発熱する。

抵抗発熱体の材料として一般的に、抵抗温度係数［ｐｐｍ／℃］が０あるいは正となる、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を持つ材料で形成する方法がある。

ＰＴＣ特性の抵抗発熱体は、総じてシート抵抗値が低く、一つのヒータに形成する抵抗発熱体の総抵抗値を商用電源で使用できる範囲に設定することは困難である。そこで、ヒータの長手方向において、抵抗発熱体を複数に分割し、かつ各抵抗発熱体でヒータの短手方向に電流が流れるように、一対の導体をヒータの短手方向の両端に配設することで、総抵抗値を上げながら所望とする発熱量を実現している。

特開２０１２−１８９８０６号公報

ヒータは、加熱できる最大サイズよりも小さいサイズの紙等が連続して通過する場合、非通紙部の領域が過度に昇温する。そこで非通紙部に配設される抵抗発熱体の抵抗値や配設される間隔等を調整し、昇温対策を実施している。しかしながら従来の調整方法では、所望とする発熱分布を得ることが困難であった。

本発明は、所望の発熱分布を実現することができる、ＰＴＣ特性のヒータ及び画像形成装置を提供する。

実施形態のヒータは、長尺な基板と；前記基板上の長手方向に沿って設けられる一対の導体と；前記一対の導体の間に電気的に並列接続されて設けられる複数の抵抗発熱体と；を具備し、前記抵抗発熱体は、ＰＴＣ特性を有しており、前記基板の短手方向において、並設される前記抵抗発熱体の少なくとも一部がオーバーラップするように斜設されており、前記導体と接続される角度が前記基板の長手方向において任意となるように設けられることを特徴とする。

本発明によれば、所望とする発熱分布を実現することができる、ＰＴＣ特性のヒータ及び画像形成装置を提供することができる。

従来のヒータを例示する概略図である。 従来のヒータを拡大して例示する概略図である。 従来のヒータの調整方法を拡大して例示する概略図である。 従来のヒータの調整方法を拡大して例示する概略図である。 第１の実施形態のヒータを部分的に拡大する概略図である。 第２の実施形態のヒータを部分的に拡大する概略図である。 第３の実施形態のヒータを部分的に拡大する概略図である。 ヒータの使用例である画像形成装置の概略図である。

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。

なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の寸法や比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、各図面において同じ構成および作用効果については、同一符号を用いてその説明を省略する。

以下、従来のヒータの構成を、図１、図２を参照して説明する。

図１に例示するように、ヒータ１Ａは、基板２と、一対の導体３と、抵抗発熱体４ａｎと、を具備する。ここでｎとは正の整数であり、抵抗発熱体４ａｎが基板２上で配設される数量を表す。従来のヒータ１Ａの基板２長手方向に、例えば３１個の抵抗発熱体４ａ１〜４ａ３１を形成する。

図２に例示するようにヒータ１Ａは、導体３ａ、３ｂの間に並設される複数の抵抗発熱体４ａｎの斜設される角度θが、ヒータ１Ａ長手方向において一様に形成されている。抵抗発熱体４ａｎの斜設される角度θとは、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ａ短手方向においてオーバーラップする対角どうしを結ぶ直線Ｌ１と、一方の対角が導体３に接続される端部どうしをヒータ１Ａ長手方向において結ぶ直線Ｌ２との間の角度として定義する。

また各抵抗発熱体４ａｎの長さＡｎと幅Ｂｎ、抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度θ４ａｎも、基板２長手方向において一様に形成されている。角度θ４ａｎは、抵抗発熱体４ａｎと導体３とが接続される面に引かれる直線Ｌ３と、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしが基板２短手方向においてオーバーラップする対角の一方が、導体３に接続される端部どうしを基板２長手方向において結ぶ直線Ｌ２との間の角度として定義する。

図１に例示するように、各抵抗発熱体４ａｎが基板２長手方向において発熱する領域を、発熱領域Ｔｎとし、ヒータ１Ａが基板２長手方向において発熱する領域を発熱領域Ｔとすると、Ｔ＝Ｔｎ×３１となる。例えば、基板２中央の抵抗発熱体４ａ１１〜４ａ２１が形成される発熱領域Ｔ１１〜Ｔ２１を通紙部とし、基板２両端の抵抗発熱体４ａ１〜４ａ１０が形成されるＴ１〜Ｔ１０と、抵抗発熱体４ａ２２〜４ａ３１が形成される発熱領域Ｔ２２〜Ｔ３１を非通紙部とする。

例えば、小さいサイズの紙等が連続してヒータ１Ａを通過する場合、基板２端部は非通紙部となるため、徐々に昇温する現象が発生する。非通紙部が過度に昇温すると、ヒータ１Ａが搭載されるプリンターの部品が損傷する可能性がある。また、非通紙部が昇温した状態で大きいサイズの記録媒体が通過すると、高温オフセットとなり、トナーが均一に定着しないなどの不具合が起こりやすくなる。

非通紙部の昇温対策として、例えば基板２端部における抵抗発熱体４ａｎの材料を調整する方法がある。基板２端部に配設される抵抗発熱体４ａｎを、高抵抗値の抵抗体ペーストを用いて構成する場合、電流が流れにくくなるため発熱量を抑制することが可能となる。しかし抵抗発熱体４ａｎの形成時に少なくとも２種類の抵抗体ペーストを使用するため、工程数が増え製造コスト増加につながる。また、基板２上に抵抗体ペーストを塗布する際、抵抗値の異なる抵抗体ペースト同士が混同しないよう、工程上の位置ずれを考慮して、抵抗発熱体４ａｎ同士の間隔を広くとる必要がある。その場合、基板２長手方向において抵抗発熱体４ａｎが形成されない領域が広くなり、ヒータ１Ａの発熱分布が不均一になりやすい。また、抵抗発熱体４ａｎの配設数が減少することにより、温度分布を細かく調整することが困難となる。

従来の非通紙部昇温対策として、基板両端部における抵抗発熱体４ａｎの幅Ｂｎを狭く形成し、発熱量を減少させる方法を、図３を参照して説明する。

例えば、ヒータ１Ｂ長手方向の非通紙部における抵抗発熱体４ａ１〜４ａ１０と４ａ２２〜４ａ３１の幅Ｂｎを、基板２通紙部における抵抗発熱体４ａ１１〜４ａ２１の幅Ｂｎよりも狭く形成する。図３に例示するように、抵抗発熱体４ａ２２の幅Ｂ２２は、隣り合う抵抗発熱体４ａ２１の幅Ｂ２１よりも狭く形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａ２２は高抵抗化するため電流が流れにくくなり、発熱量が減少する。したがって非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの幅Ｂｎを狭く形成する場合、非通紙部における発熱量は減少する。

しかしこの場合、ヒータ１Ｂ通紙方向視において抵抗発熱体４ａｎが存在しない非発熱領域Ｇが形成される。例えば図３に例示するように、抵抗発熱体４ａ２１、４ａ２２、４ａ２３それぞれの発熱領域Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３の間には非発熱領域Ｇが形成されている。非発熱領域Ｇは、ヒータ１Ｂの通紙方向視において抵抗発熱体４ａｎが形成されない領域であるため発熱せず、非発熱領域Ｇの面積が広いほどヒータ１Ｂの発熱分布が不均一となり、通過する記録媒体に、部分的なトナー定着不良が発生する。この対策として、例えば非通紙部の抵抗発熱体４ａｎを近接して並設し、非発熱領域Ｇが形成されないようにする方法がある。しかしこの場合、基板２長手方向の発熱領域Ｔの長さが短くなるため、抵抗発熱体４ａｎを配設する数量を増やす必要が生じてくる。

他の非通紙部昇温対策として、基板非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの長さＡｎを長く形成し、発熱量を減少させる方法を、図４を参照して説明する。

例えば、ヒータ１Ｃ長手方向の非通紙部における抵抗発熱体４ａ１〜４ａ１０、４ａ２２〜４ａ３１の長さＡｎを、ヒータ１Ｃ通紙部における抵抗発熱体４ａ１１〜４ａ２１の長さＡｎよりも長く形成する。図４に例示するように、抵抗発熱体４ａ２２の長さＡ２２は、隣り合う抵抗発熱体４ａ２１の長さＡ２１よりも長く形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａ２２は高抵抗化するため電流が流れにくくなり、発熱量が減少する。したがって非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの長さＡｎを長く形成する場合、非通紙部における発熱量は減少する。

しかしこの場合、ヒータ１Ｃの通紙方向視において、抵抗発熱体４ａ２２の発熱領域Ｔ２２と、隣り合う抵抗発熱体４ａ２３の発熱領域Ｔ２３の一部が重なっている。非通紙部における発熱領域Ｔ２２とＴ２３が重なる面積は、通紙部における発熱領域Ｔ２０とＴ２１が重なる面積よりも広く形成されている。このため、ヒータ１Ｃでは、通過する箇所によって記録媒体が受け取る熱量に差が生じ、トナー定着が不均一となるおそれがある。

この対策として、ヒータ１Ｃの非通紙部において抵抗発熱体４ａｎの間隔を広げて並設し、発熱領域Ｔｎが重ならないように形成する方法がある。ただし、ヒータ１Ｃ長手方向の発熱領域Ｔの長さに制約がある場合、抵抗発熱体４ａｎが配設される数量を少なくする必要が生じてくる。

非通紙部の昇温対策として、抵抗発熱体４ａｎの長さＡｎや幅Ｂｎを調整する場合、上述するようにヒータ１Ｂ、１Ｃの長手方向における発熱領域Ｔの長さが変動したり、抵抗発熱体４ａｎが配設される数量を調整したりする必要が生じる。

本発明に係るヒータ１は、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとが接続される角度を基板２長手方向において調整することによって、抵抗発熱体４ａｎの抵抗値を変化させることができる。その際、基板２長手方向における発熱領域Ｔの長さや抵抗発熱体４ａｎが配設される数量を考慮することなく、所望とする発熱分布を実現することを可能とする。

第１の実施形態について、図５を参照して説明する。

一対をなす導体３ａ、３ｂは、ヒータ１Ｄの一方の面上に設けられ、抵抗発熱体４ａｎに電力を供給するものである。導体３ａ、３ｂは、ヒータ１Ｄの短手方向における幅を一定とし、ヒータ１Ｄの長手方向に沿って互いに所定の間隔を保って形成される。導体３ａ、３ｂは、抵抗発熱体４ａｎと比較して抵抗値が十分低い銀（Ａｇ）等の導体ペーストで構成されている。

抵抗発熱体４ａｎはＰＴＣ特性を有し、ヒータ１Ｄの長手方向に互いに離間するように複数に分割して並設されている。複数の抵抗発熱体４ａｎは、導体３ａ、３ｂの間に並列接続され、導体３ａと３ｂを電気的に直列接続している。複数の抵抗発熱体４ａｎは、ヒータ１Ｄの短手方向において、並設される抵抗発熱体４ａｎの少なくとも一部がオーバーラップするように斜設されている。

本実施形態におけるヒータ１Ｄは、通紙部における抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整している。これにより、通紙部における抵抗発熱体４ａｎの抵抗値は、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの抵抗値よりも小さくなる。ここで、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの調整前の接続角度と、調整後の接続角度との差をΔθ１と定義する。

ヒータ１Ｄの通紙部上に並設される複数の抵抗発熱体４ａｎは、斜設される角度θが、ヒータ１Ｄ長手方向において一様に形成されている。また、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとが接続される角度θ４ａｎは、ヒータ１Ｄ中央の通紙部と両端の非通紙部では異なる角度に形成されている。

図５に例示するように、ヒータ１Ｄ通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２１が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２１とする。また、ヒータ１Ｄ非通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２２が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２２とする。θ４ａ２１は、調整前の大きさがθ４ａ２２と同等であり、調整後はθ４ａ２２よりもΔθ１小さく形成されており、以下の式となる。

θ４ａ２１＝θ４ａ２２−Δθ１

θ４ａ２１がθ４ｓ２２よりもΔθ１小さく形成されることにより、抵抗発熱体４ａ２１の幅Ｂ２１は変化しないが、長さＡ２１は抵抗発熱体４ａ２２の長さＡ２２と比較して、短く形成されている。そのため、抵抗発熱体４ａ２１は、抵抗発熱体４ａ２２と比較して低抵抗となり、電流が流れやすくなるため発熱量が大きくなる。

このように、通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度が、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度よりΔθ１小さく形成されることにより、通紙部は非通紙部と比較して発熱量を大きくすることが可能となる。したがってヒータ１Ｄを記録媒体が通過する際、非通紙部の過度の昇温を抑制することが可能となる。

本実施形態において、通紙部における抵抗発熱体４ａｎの斜設される角度θと、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ｄ短手方向においてオーバーラップする対角どうしを結ぶ直線の長さＬ１は、ヒータ１Ｄ長手方向において一様となるよう形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度θ４ａｎを調整しても、複数の抵抗発熱体４ａｎの各発熱領域Ｔｎは、ヒータ１Ｄ長手方向においてすべて同等の長さに形成することが可能となる。これにより、ヒータ１Ｄ長手方向の発熱領域Ｔは、ヒータ１Ａ長手方向の発熱領域Ｔと同等の長さに形成される。

従来の昇温対策のように、並設される発熱領域Ｔｎがヒータ１Ｄの通紙方向視で重なったり、非発熱領域Ｇが形成されたりするなどの現象が生じないため、抵抗発熱体４ａｎの配設数や発熱領域Ｔの長さを調整する必要がない。抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整することにより、抵抗発熱体４ａｎを所望の抵抗値に調整することができ、ヒータ１Ｔの非通紙部における過度の昇温を抑制することが可能となる。

次に、第２の実施形態について、図６を参照して説明する。

本実施形態におけるヒータ１Ｅは、通紙部における抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整している。これにより、通紙部における抵抗発熱体４ａｎの抵抗値は、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの抵抗値よりも小さくなる。ここで、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの元の接続角度と、調整後の接続角度との差をΔθ２と定義する。

ヒータ１Ｅの通紙部上に並設される複数の抵抗発熱体４ａｎは、斜設される角度θが、ヒータ１Ｅ長手方向において一様に形成されている。また、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとが接続される角度θ４ａｎは、ヒータ１Ｅ中央の通紙部と両端の非通紙部では異なる角度に形成されている。

図６に例示するように、ヒータ１Ｅ通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２１が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２１とする。また、ヒータ１Ｅ非通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２２が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２２とする。θ４ａ２１は、調整前の大きさがθ４ａ２２と同等であり、調整後はθ４ａ２２よりもΔθ２小さく形成されており、以下の式となる。

θ４ａ２１＝θ４ａ２２−Δθ２

θ４ａ２１がθ４ａ２２よりもΔθ２小さく形成されることにより、抵抗発熱体４ａ２１の長さＡ２１は抵抗発熱体４ａ２２の長さＡ２２と比較して、短く形成されている。また、抵抗発熱体４ａ２１の幅Ｂ２１は、抵抗発熱体４ａ２２の幅Ｂ２２よりも広く形成されている。そのため、抵抗発熱体４ａ２１は、抵抗発熱体４ａ２２と比較して低抵抗となり、電流が流れやすくなるため発熱量が大きくなる。

このように、通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度が、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度よりΔθ２小さく形成されることにより、通紙部は非通紙部と比較して発熱量を大きくすることが可能となる。したがってヒータ１Ｅを記録媒体が通過する際、非通紙部の過度の昇温を抑制することが可能となる。

本実施形態において、通紙部における抵抗発熱体４ａｎが斜設される角度θと、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ｅ短手方向においてオーバーラップする対角どうしを結ぶ直線の長さＬ１は、ヒータ１Ｅ長手方向において一様となるよう形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度θ４ａｎを調整しても、複数の抵抗発熱体４ａｎの各発熱領域Ｔｎは、ヒータ１Ｅ長手方向においてすべて同等の長さに形成することが可能となる。これにより、ヒータ１Ｅ長手方向の発熱領域Ｔは、ヒータ１Ａ長手方向の発熱領域Ｔと同等の長さとすることが可能となる。

従来の昇温対策のように、並設される発熱領域Ｔｎがヒータ１Ｅの通紙方向視で重なったり、非発熱領域Ｇが形成されたりするなどの現象が生じないため、抵抗発熱体４ａｎの配設数や発熱領域Ｔの長さを調整する必要がない。抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整することにより、抵抗発熱体４ａｎを所望の抵抗値に調整することができ、ヒータ１Ｅ非通紙部における過度の昇温を抑制することが可能となる。

次に、第３の実施形態について、図７を参照して説明する。

本実施形態におけるヒータ１Ｆは、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整している。これにより、非通紙部における抵抗発熱体４ａの抵抗値は、通紙部における抵抗発熱体４ａｎの抵抗値よりも大きくなる。ここで、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの元の接続角度と、調整後の接続角度との差をΔθ３と定義する。

ヒータ１Ｆの非通紙部上に並設される複数の抵抗発熱体４ａｎは、斜設される角度θが、ヒータ１Ｆ長手方向において一様に形成されている。また、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとが接続される角度θ４ａｎは、ヒータ１Ｆ中央の通紙部と両端の非通紙部では異なる角度に形成されている。

図６に例示するように、ヒータ１Ｆ通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２１が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２１とする。また、ヒータ１Ｆ非通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２２が、導体３ａ、３ｂと接続される角度をθ４ａ２２とする。θ４ａ２２は、調整前の大きさがθ４ａ２１と同等であり、調整後はθ４ａ２１よりもΔθ３大きく形成されており、以下の式となる。

θ４ａ２２＝θ４ａ２１+Δθ３

θ４ａ２２がθ４ａ２１よりもΔθ３大きく形成されることにより、抵抗発熱体４ａ２２の長さＡ２２は抵抗発熱体４ａ２１の長さＡ２１と比較して、長く形成されている。そのため、抵抗発熱体４ａ２２は、抵抗発熱体４ａ２１と比較して高抵抗となり、電流が流れにくくなるため発熱量が小さくなる。

このように、通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度が、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎが導体３ａ、３ｂと接続される角度よりΔθ３大きく形成されることにより、非通紙部は通紙部と比較して発熱量を小さくすることが可能となる。したがってヒータ１Ｆを記録媒体が通過する際、非通紙部の過度の昇温を抑制することが可能となる。

本実施形態において、非通紙部における抵抗発熱体４ａｎの斜設される角度θと、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ｆ短手方向においてオーバーラップする対角どうしを結ぶ直線の長さＬ１は、ヒータ１Ｅ長手方向において一様となるよう形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度θ４ａｎを調整しても、複数の抵抗発熱体４ａｎの各発熱領域Ｔｎは、ヒータ１Ｆ長手方向においてすべて同等の長さに形成することが可能となる。これにより、ヒータ１Ｆ長手方向の発熱領域Ｔは、ヒータ１Ａ長手方向の発熱領域Ｔと同等の長さとすることが可能となる。

従来の昇温対策のように、並設される抵抗発熱体４ａｎの発熱領域Ｔｎがヒータ１Ｆの通紙方向視で重なったり、非発熱領域Ｇが形成されたりするなどの現象が生じないため、抵抗発熱体４ａｎの配設数や発熱領域Ｔの長さを調整する必要がない。抵抗発熱体４ａと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整することにより、抵抗発熱体４ａｎを所望の抵抗値に調整することができ、ヒータ１Ｆ非通紙部における過度の昇温を抑制することが可能となる。

本実施形態におけるヒータ１Ｆは、ヒータ１Ｆ非通紙部における抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整することにより、抵抗値が大きくなるよう形成されている。ここで、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの元の接続角度と、調整後の接続角度との差をΔθ３と定義する。

ヒータ１Ｆ上に並設される複数の抵抗発熱体４ａｎは、斜設される角度θが、ヒータ１Ｆ長手方向において一様に形成されている。また、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとが接続される角度θ４ａは、ヒータ１Ｆ中央の通紙部と両端の非通紙部では異なる角度に形成されている。

図７に例示するように、通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２１と、導体３ａ、３ｂとが接続される角度をθ４ａ２１とする。また、非通紙部に形成される抵抗発熱体４ａ２２と、導体３ａ、３ｂとが接続される角度をθ４ａ２２とする。θ４ａ２２はθ４ａ２１よりもΔθ３大きく形成されており、以下の式となる。

θ４ａ２２＝θ４ａ２１+Δθ３

θ４ａ２２がθ４ａ２１よりもΔθ３大きく形成されることにより、抵抗発熱体４ａ２２の長さＡ２２は、抵抗発熱体４ａ２１の長さＡ２１と比較して、長く形成されている。そのため、抵抗発熱体４ａ２２は、抵抗発熱体４ａ２１よりも低抵抗となり、電流が流れにくくなるため発熱量が小さくなる。

このように、非通紙部における抵抗発熱体４ａ１〜４ａ１０、抵抗発熱体４ａ２２〜４ａ３１が導体３ａ、３ｂに接続される角度が、通紙部における抵抗発熱体４ａ１１〜４ａ２１が導体３ａ、３ｂに接続される角度よりもΔθ３大きく形成されることにより、通紙部と比較して発熱量を小さくすることが可能となる。

本実施形態において、抵抗発熱体４ａｎの斜設される角度θと、並設される抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ｆ短手方向においてオーバーラップする対角どうしを結ぶ直線の長さＬ１は、ヒータ１Ｆ長手方向において一様に形成されている。これにより、抵抗発熱体４ａの抵抗値を変化させるためにθ４ａを調整しても、複数の抵抗発熱体４ａｎの各発熱領域Ｔｎは、ヒータ１Ｆ長手方向において同等の長さとすることが可能となる。抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整する際、発熱領域Ｔｎがヒータ１Ｆ長手方向において同等の長さであることにより、ヒータ１Ｆ長手方向における発熱領域Ｔは、ヒータ１Ａの発熱領域Ｔと同等の長さとなる。

したがって、隣り合う抵抗発熱体４ａｎどうしがヒータ１Ｆ通紙方向視で重なったり、非発熱領域が形成されたりするなどの現象が生じないため、抵抗発熱体４ａｎの配設数や発熱領域Ｔを調整する必要がない。抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を調整することにより、抵抗発熱体４ａｎを所望の抵抗値に調整することができ、ヒータ１Ｆの非通紙部における昇温を抑制することが可能となる。

本実施形態では、抵抗発熱体４ａｎの列を１列で例示したが、基板２の短手方向において、複数列に形成されていてもよい。また、抵抗発熱体４ａｎの分割される数量や大きさは本実施形態に限定されず、ヒータの種類や大きさ、用途に応じて適宜変更することが可能である。

また本実施形態では、ヒータ１の非通紙部における昇温抑制対策について例示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、基板２に当接されるサーミスタ等の部品によって、ヒータ１の温度が部分的に低下する対策を講じる場合や、ヒータ１を用途に応じた発熱分布に設計したい場合などがある。その際、抵抗発熱体４ａｎと導体３ａ、３ｂとの接続角度を適宜調整することにより、所望とする発熱分布を実現することが可能となる。

本発明における基板２は、耐熱性および絶縁性を有し、本実施形態では矩形状に形成されている。基板２は、例えば厚みが０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度の平板であり、アルミナ等のセラミックやガラスセラミック、または耐熱複合材料などから構成される。基板２の形状は、短手方向および短手方向と交差する長手方向を有していれば、本実施形態に限定されるものではない。

抵抗発熱体４ａｎは、ＰＴＣ特性を有しており、ホウケイ酸などのガラスに、８族、９族のルテニウム(Ｒｕ)、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）などの酸化物のうち、少なくとも１種類、あるいはそれ以上の種類を添加した混合物からなる抵抗体ペーストで構成されている。抵抗発熱体４ａは、抵抗体ペーストを基板２上に塗布し、乾燥、焼成して形成される。「塗布」とは、基板２上に抵抗体ペーストを塗りつけることができればどのような方法でもよく、スクリーン印刷を含むものである。

オーバーコート層６は、基板２上に形成された一対の導体３ａ、３ｂおよび抵抗発熱体４ａを覆っており、本実施形態では帯状に形成されている。オーバーコート層６は、例えば、アルミナ等の熱伝導性に優れた無機酸化物フィラーを、２５〜３５質量％加えたガラス層である。

オーバーコート層６は、導体３ａ、３ｂおよび抵抗発熱体４ａを覆うことで、導体３ａ、３ｂおよび抵抗発熱体４ａが直接大気に露出することを防止し、外部からの干渉（例えば、機械的、化学的、電気的な干渉）によって導体３ａ、３ｂおよび抵抗発熱体４ａｎが損傷・破損することを抑制するものである。

次に、ヒータ１を備えた定着装置１００の一実施形態について説明する。図８はヒータ１の使用例である定着装置１００を示す説明図である。定着装置１００は、ヒータ１と、定着フィルム２００と、加圧ローラ３００とで構成されている。なお、定着装置１００は、実際は画像形成装置に内蔵されているが、画像形成装置は省略する。

定着フィルム２００は、ポリイミド樹脂等の耐熱性シートからなるロール状のフィルムである。この定着フィルム２００の底部に、ヒータ１が配置されている。

加圧ローラ３００は、回転軸によって回転可能に構成されたローラである。そのローラの表面には、耐熱性の弾性材料として、シリコーンゴム層が形成されている。シリコーンゴム層は、定着フィルム２００を介して、ヒータ１と弾接している。

ヒータ１が通電され、抵抗発熱体４ａｎで熱が発生し、その熱は基板を介し、定着フィルム２００および加圧ローラ３００を加熱する。そこに、定着フィルム２００および加圧ローラ３００の回転によってトナー像５００が付着した用紙４００が送られると、トナー像５００は自然放熱して冷却固化し、画像形成装置から離れる。

本実施形態によれば、所望とする発熱分布を実現したヒータ１を用いることにより、用途に応じた画像形成装置１００を提供することができる。

なお、本実施形態では、ヒータ１を画像形成装置１００のトナー定着用に使用する例を説明した。しかし、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器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使用することができる。

本発明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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１ ヒータ、 ２ 基板、 ３ 導体、 ４ 抵抗発熱体

Claims (4)

1. 長尺な基板と；
   前記基板上の長手方向に沿って設けられる一対の導体と；
   前記一対の導体の間に電気的に並列接続されて設けられる複数の抵抗発熱体と；
   を具備し、前記抵抗発熱体は、ＰＴＣ特性を有しており、前記基板の短手方向において、並設される前記抵抗発熱体の少なくとも一部がオーバーラップするように斜設されており、前記導体と接続される角度が前記基板の長手方向において任意となるように設けられることを特徴とするヒータ。
2. 前記抵抗発熱体は、前記基板の短手方向において、並設される前記抵抗発熱体の少なくとも一部がオーバーラップするように斜設される角度が、前記基板の長手方向において任意となるように設けられることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
3. 前記抵抗発熱体は、前記基板の短手方向において、並設される前記抵抗発熱体の少なくとも一部とオーバーラップする対角どうしが前記導体と接続される位置が、前記基板の長手方向において任意となるように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ。
4. 通過する記録媒体を加熱する請求項１から３のいずれか一に記載のヒータと；
   前記記録媒体を加熱するローラと；
   を具備し、前記記録媒体を加熱および加圧することで、前記記録媒体に付着したトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。

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