JP2017073196A - 加熱装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、発熱体が設けられる基板に温度差が生じた場合でも該基板の破損を抑制することができる加熱装置を提供する。【解決手段】 セラミック基板６１と、セラミック基板６１上に設けられた抵抗発熱体６２ａ，６２ｂと、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた面と反対側の面で、且つセラミック基板６１の厚さ方向に投影したとき抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは重ならない位置に設けられた反り抑制部材６５ａ〜６５ｃであって、反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの線膨張係数がセラミック基板６１の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する反り抑制部材６５ａ〜６５ｃとを有することを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、耐熱性フィルムを介して記録材等の被加熱部材に熱エネルギーを付与する加熱装置、及びこれを備えた定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設けられる定着装置としては、熱ローラ方式やフィルム加熱方式のものが知られている。

フィルム加熱方式の定着装置では、熱ローラ方式の定着装置と比較して、スタンバイ時に電力を供給せず、消費電力を低く抑えることが可能な省エネルギーで、且つユーザの要求に応じて即時に使用可能なオンデマンドの定着装置として有効である。

フィルム加熱方式の定着装置は、セラミック基板と抵抗発熱体等で構成した定着ヒータを有する。更に、定着ヒータを支持する支持体と、定着ヒータと摺動する可撓性部材を有する。更に、可撓性部材を介して定着ヒータと圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有する。

そして、定着ニップ部で未定着のトナー画像が形成された記録材を挟持搬送して、可撓性部材を介した定着ヒータからの熱により未定着のトナー画像を記録材上に永久画像として定着する。可撓性部材としては、耐熱性を有する薄膜の樹脂製や金属製のフィルムが用いられる。

図11（ａ）はフィルム加熱方式の定着装置１１８の比較例１の構成を示す断面説明図である。６０は比較例１の加熱装置となる定着ヒータである。ヒータ基板としてアルミナ等のセラミック基板６１を用いている。定着ヒータ６０は図11（ａ）の紙面手前側から奥側に向かう方向を長手方向とする薄肉で細長い板状で構成される。

図11（ｂ）は定着ヒータ６０の構成を示す断面説明図である。定着ヒータ６０は、セラミック基板６１の一面側にセラミック基板６１の長手方向に沿って形成された抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを有する。更に、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを形成した面側を被覆するガラス層等の表面保護層６３等を有する。定着ヒータ６０は、全体が低熱容量の線状ヒータとされる。

図11（ａ）において、５０は耐熱性を有する樹脂製等の支持体である。支持体５０に設けた溝部５２内に定着ヒータ６０が嵌入される。定着ヒータ６０の表面保護層６３側が定着ヒータ６０の表面側であり、表面保護層６３側を外部に露呈させている。定着ヒータ６０を溝部５２内に嵌入して支持体５０に支持される。

５１は可撓性部材からなる定着フィルムである。５４は加圧部材としての弾性を有する加圧ローラである。支持体５０に支持された定着ヒータ６０の表面に定着フィルム５１を加圧ローラ５４により加圧して密着させて定着ニップ部Ｎを形成する。

定着フィルム５１は、加圧ローラ５４が図11（ａ）の反時計回り方向に回転駆動されることにより加圧ローラ５４に従動して支持体５０の外周を図11（ａ）の矢印ｄ方向に回転する。或いは、他の駆動手段により定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム５１の内周面側が定着ヒータ６０の表面に密着して定着ヒータ６０の表面に摺動して図11（ａ）の矢印ｄ方向に回転する。

定着ヒータ６０は、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに対する通電により抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが発熱して全体的に迅速に昇温する。そして、定着ヒータ６０の温度状態が図示しない温度検知手段により検知され、温度検知手段から図示しない制御手段に定着ヒータ６０の温度情報が入力される。制御手段は、温度検知手段により検知される定着ヒータ６０の温度情報が所定の設定定着温度に維持されるように抵抗発熱体６２ａ，６２ｂへの供給電力を制御して定着ヒータ６０を温調する。

加圧ローラ５４に従動して定着フィルム５１が支持体５０の外周を図11（ａ）の矢印ｄ方向に回転し、定着ヒータ６０の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂへの通電により抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの温度が所定の定着温度に立ち上って温調される。

その状態で、定着フィルム５１と加圧ローラ５４との間の定着ニップ部Ｎに未定着のトナー画像９を担持させた記録材Ｐを図11（ａ）の矢印Ａ方向に搬送して定着フィルム５１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送させる。

これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの熱は定着フィルム５１を介して記録材Ｐ上の未定着のトナー画像９に付与される。これにより記録材Ｐ上の未定着のトナー画像９が熱溶融して記録材Ｐの表面に熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着フィルム５１の外周面から曲率分離されて定着装置１１８から排出される。

フィルム加熱方式の定着装置１１８における定着ヒータ６０の支持方法は、支持体５０に設けた溝部５２に定着ヒータ６０を嵌入する座面５３を形成し、座面５３と定着ニップ部Ｎとの間で定着ヒータ６０を挟持する。

具体的な座面５３の構成としては、図11（ａ）に示すように、支持体５０に設けられた溝部５２の底面を座面５３として、座面５３の全面で定着ヒータ６０の背面を受け止める。

定着ヒータ６０を用いたフィルム加熱方式の定着装置１１８では、過大な電力が供給されて定着ヒータ６０内の一部の温度が急激に上昇する場合がある。その場合は、定着ヒータ６０のセラミック基板６１の内部で大きな温度差が生じる。これによりセラミック基板６１の強度を超える熱応力が加わることで定着ヒータ６０が破損する可能性があった。

例えば、定着ヒータ６０の温調制御を行なうトライアックが故障する場合がある。ここでトライアックとは、三端子を持つ半導体スイッチング素子である。更に、定着装置１１８を含む画像形成装置８が制御不能になる場合もある。

定着装置１１８の暴走によって定着ヒータ６０が過昇温し、定着ヒータ６０に当接される温度ヒューズやサーモスイッチ等の過昇温防止素子が作動する以前にセラミック基板６１が割れてしまう可能性があった。

定着ヒータ６０と、支持体５０の溝部５２内に嵌入した定着ヒータ６０を受ける座面５３とを有して定着ニップ部Ｎを構成する。その場合、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂからの熱は定着ニップ部Ｎ側と、定着ヒータ６０自身と、定着ヒータ６０を嵌入する座面５３を介して支持体５０側へ移動する。

図11（ａ）に示す定着装置１１８の場合、図11（ｂ）に示す抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない定着ヒータ６０の抵抗発熱体非形成領域Ｗｎからも支持体５０へ熱が移動する。このため図12（ａ），（ｂ）に示すように、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成された抵抗発熱体形成領域Ｗｈと、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない抵抗発熱体非形成領域Ｗｎとの温度差ΔＴ１が大きくなる。

特許文献１では、図12（ｃ），（ｄ）に示す比較例２の定着ヒータ７０の表面保護層６３の面とは反対側に熱伝導部材７１を設けている。これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂから出た熱がセラミック基板６１を介して熱伝導部材７１に届き、そこから熱伝導部材７１を伝わってセラミック基板６１の全域に伝わる。

熱伝導部材７１はセラミック基板６１よりも熱伝導が良い。このため図12（ａ），（ｂ）に示す比較例１のように、熱伝導部材７１が無い場合と比べて、図12（ｃ），（ｄ）に示す抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない抵抗発熱体非形成領域Ｗｎでもセラミック基板６１の温度が上がる。これによりセラミック基板６１内の温度差ΔＴ２が小さくなる。これにより熱応力の発生も小さくなり、定着ヒータ７０が破壊する可能性が低くなる。

特開平１０−２１３９８１号公報

図12（ａ）〜（ｄ）に示す比較例１、２の定着ヒータ６０，７０に対して同時間に同出力を抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに加える。そのときの定着ヒータ６０，７０の表面温度を比較する。

そのとき、図12（ｃ），（ｄ）に示す比較例２のように、熱伝導部材７１を設けた場合は、定着ヒータ７０の全域に亘って熱が拡散し易くなる。このため定着ヒータ７０内部の温度差ΔＴ２は小さくなるものの定着ヒータ７０の最高温度Ｔｐ２は、図12（ａ），（ｂ）に示す比較例１の定着ヒータ６０の最高温度Ｔｐ１よりも低くなってしまう。

図７に示す曲線ｂ，ｃは、図12（ａ）〜（ｄ）に示す各比較例１、２の定着ヒータ６０，７０における抵抗発熱体６２ａ，６２ｂへの通電時間と、温度上昇との関係を示す。図７に示す曲線ｂは、図12（ａ）に示す熱伝導部材７１が無い比較例１の定着ヒータ６０の温度曲線を示す。曲線ｃは、図12（ｃ）に示す熱伝導部材７１を設けた比較例２の定着ヒータ７０の温度曲線を示す。

図７の曲線ｂ，ｃで示す各定着ヒータ６０，７０が未定着のトナー画像９の定着に必要な定着温度Ｔｆまで到達するのに要する通電時間ｔ１，ｔ３を比較する。すると、図12（ａ），（ｂ）に示す熱伝導部材７１が無い比較例１の定着ヒータ６０の通電時間ｔ１よりも図12（ｃ），（ｄ）に示す熱伝導部材７１を設けた比較例２の定着ヒータ７０の通電時間ｔ３の方が長くなっている。これは、比較例２の定着ヒータ７０の立ち上げ時間の遅れや消費電力の増大を招く。

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、発熱体が設けられる基板に温度差が生じた場合でも該基板の破損を抑制することができる加熱装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、基板と、前記基板上に設けられた発熱体と、前記基板の前記発熱体を設けた面と反対側の面で、且つ前記基板の厚さ方向に投影したとき前記発熱体とは重ならない位置に設けられた熱膨張部材であって、前記熱膨張部材の線膨張係数が前記基板の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する熱膨張部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、発熱体が設けられる基板に温度差が生じた場合でも該基板の破損を抑制することができる。

本発明に係る加熱装置を定着装置に備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 本発明に係る加熱装置を備えた定着装置の周辺の構成を示す断面説明図である。 本発明に係る加熱装置を定着装置に備えた画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 （ａ）は本発明に係る加熱装置の第１実施形態の基板上に設けられた発熱体の構成を示す斜視説明図である。（ｂ）は第１実施形態の基板の発熱体が設けられた面とは反対側の面に設けられた熱膨張部材の構成を示す斜視説明図である。（ｃ）は第１実施形態の加熱装置の構成を示す短手方向の断面説明図である。 （ａ）は比較例１における基板と発熱体のそれぞれの熱膨張による伸び量を説明する斜視説明図である。（ｂ）は第１実施形態における基板と発熱体と熱膨張部材のそれぞれの熱膨張による伸び量を説明する斜視説明図である。（ｃ）は比較例１と第１実施形態のそれぞれの加熱装置の短手方向位置に作用する応力を示す図である。 基板と発熱体と熱膨張部材のそれぞれの線膨張係数の一例を示す図である。 比較例１、２と第１実施形態の加熱装置のそれぞれの昇温時間を示す図である。 比較例２と第１実施形態の加熱装置をそれぞれ設けた定着装置の立ち上げ時間を示す図である。 比較例１と第１実施形態の加熱装置をそれぞれ設けた定着装置の室温環境、低温環境からの立ち上げ時間、並びに、室温環境で温度暴走した場合の様子を示す図である。 （ａ）は本発明に係る加熱装置の第２実施形態の基板上に設けられた発熱体の構成を示す斜視説明図である。（ｂ）は第２実施形態の基板の発熱体が設けられた面とは反対側の面に設けられた通電により発熱する熱膨張部材の構成を示す斜視説明図である。（ｃ）は第２実施形態の加熱装置の構成を示す短手方向の断面説明図である。 （ａ）は比較例１の加熱装置を備えた定着装置の構成を示す断面説明図である。（ｂ）は比較例１の加熱装置の構成を示す短手方向の断面説明図である。 （ａ）は比較例１の加熱装置の短手方向の熱の移動方向を説明する断面説明図である。（ｂ）は比較例１の加熱装置の短手方向の温度分布を示す図である。（ｃ）は比較例２の加熱装置の短手方向の熱の移動方向を説明する断面説明図である。（ｄ）は比較例２の加熱装置の短手方向の温度分布を示す図である。

図により本発明に係る加熱装置及びこれを備えた定着装置及び画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

［第１実施形態］

先ず、図１〜図９を用いて本発明に係る加熱装置及びこれを備えた定着装置及び画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１に示す本実施形態の画像形成装置８は、複写機に適用した一例である。図１において、画像形成装置８には、スキャナ部１０、記録材Ｐにトナー画像９を形成する画像形成手段となる画像形成部１１及び記録材Ｐを収容するシートデッキ１２が設けられている。

画像読取手段となるスキャナ部１０は画像形成装置８本体の上部に設けられ、ブック原稿等の画像情報を読み取る。画像形成手段となる画像形成部１１は、画像形成装置８本体の下部に設けられている。画像形成部１１の下部には、シートデッキ１２が設けられている。

＜スキャナ部＞
スキャナ部１０には、光源１５１、プラテンガラス１５２、画像形成装置８本体に対して開閉可能な原稿圧板１５３、ミラー１５４、レンズ１５５、受光素子となる光電変換素子２０６及び画像処理部等が設けられている。

プラテンガラス１５２上に、本等のブック原稿やシート状の原稿を下向きにして載置して原稿圧板１５３により背面を押圧して静止状態でセットする。その後、図示しない読み取りスタートキーを押すと、光源１５１がプラテンガラス１５２の下部を図１の矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。

光源１５１の走査により読み取られた原稿の画像情報は、図示しない画像処理部で処理され、電気信号に変換されて、画像形成部１１の像露光手段となるレーザスキャナ１１１に伝送される。

本実施形態の画像形成装置８は、画像形成部１１のレーザスキャナ１１１に図示しない画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能する。また、パーソナルコンピュータ等の外部装置４８の出力信号を入力すればプリンタとして機能する。

また、他のファクシミリ装置からの信号を受信したり、図示しない画像処理部の信号を他のファクシミリ装置に送信したりすれば、ファクシミリ装置としても機能する。

＜給送部＞
画像形成部１１の下部には、シートカセット１が装着されている。このシートカセット１は、下段カセット１ａと上段カセット１ｂの二個で一つの給送ユニットＵ１，Ｕ２による合計で四個のシートカセット１が装着可能になっている。

図１の上方側に設けられた給送ユニットＵ１は、画像形成装置８本体に対して着脱可能に取り付けられ、図１の下方側に設けられた給送ユニットＵ２は、シートデッキ１２に対して着脱可能に取り付けられている。

下段カセット１ａ及び上段カセット１ｂ内に収容されたシート状の記録材Ｐは、給送回転体となるピックアップローラ３により繰り出され、フィードローラ４と、リタードローラ５との協動作用により一枚ずつ分離給送される。その後、搬送ローラ１０４，１０５によってレジストローラ１０６まで搬送される。

記録材Ｐは、レジストローラ１０６によって画像形成部１１の画像形成動作に同期するようにして画像形成部１１に設けられた感光ドラム１１２と転写ローラ１１５との転写ニップ部Ｒへと給送される。

シートカセット１（下段カセット１ａ、上段カセット１ｂ）とは別に、画像形成装置８本体の側面には手差しトレイ６が設けられている。手差しトレイ６上の記録材Ｐは、給送ローラ７より一枚ずつ給送され、更に、搬送ローラ１０５によりレジストローラ１０６に搬送される。

＜画像形成部＞
画像形成部１１は、像担持体となる感光ドラム１１２、像露光手段となるレーザスキャナ１１１、帯電手段となる帯電ローラ１１６、現像手段となる現像装置１１４、転写手段となる転写ローラ１１５等を備えている。

帯電ローラ１１６により一様に帯電された感光ドラム１１２の表面に対してレーザスキャナ１１１から出射された画像情報に応じたレーザ光１１１ａが走査露光されて静電潜像が形成される。その静電潜像に対して現像装置１１４により現像剤となるトナーが供給されることによりトナー画像９（現像剤画像）として現像される。

感光ドラム１１２の表面上に形成されたトナー画像９は、感光ドラム１１２の回転に同期してレジストローラ１０６により搬送された記録材Ｐの一面目に転写ローラ１１５により転写される。

図１において、１１７は、トナー画像９が転写された記録材Ｐを搬送する搬送部である。また、１１８は定着装置である。１１９，１２０は排出ローラである。トナー画像９が形成された記録材Ｐは、搬送部１１７により定着装置１１８に搬送される。

定着装置１１８により記録材Ｐ上の未定着のトナー画像９が加熱及び加圧されることによりトナーからなるトナー画像９が記録材Ｐの表面に加熱定着される。その後、排出ローラ１１９，１２０によって画像形成装置８本体の外部に設けられた排出トレイ１２２上に排出される。

記録材Ｐの両面にトナー画像９を形成する場合には、定着装置１１８から排出された記録材Ｐは排出ローラ１２０に狭持されて記録材Ｐの後端部が分岐点２０７を通過した時点で排出ローラ１２０が逆回転される。

これにより記録材Ｐは、両面パス１５７に導かれて両面トレイ１２１上に一旦載置される。その後、搬送ローラ１０４，１０５により搬送されて反転した後、レジストローラ１０６に搬送される。反転された記録材Ｐの二面目に前述したと同様にトナー画像９が形成された後、排出トレイ１２２上に排出される。

＜定着装置＞
次に、図２を用いて定着装置１１８の構成について説明する。図２は定着装置１１８と、その周辺部の構成を示す断面説明図である。図２に示すように、本実施形態の画像形成装置８は、回転する定着ベルトとなる定着フィルム５１が設けられた定着装置１１８を備えている。

更に、加圧部材となる加圧ローラ５４、検知手段を構成するフォトインタラプタ２２，２３、検知センサ２４，２５、プリント制御部１００、モータ制御部１０１を備えている。更に、像担持体となる感光ドラム１１２、転写手段となる転写ローラ１１５、記録材Ｐを搬送する搬送部１１７、定着装置１１８に設けられた加圧ローラ５４を回転駆動するモータ１３等を備えている。

感光ドラム１１２は、転写ローラ１１５に当接した状態で設けられている。感光ドラム１１２と転写ローラ１１５とが当接する転写ニップ部Ｒにより転写部が形成される。

搬送部１１７は、トナー画像９が形成された記録材Ｐを搬送する。検知センサ２４，２５には、それぞれ記録材Ｐが当接して押し回される図示しないフラグ部が設けてあり、フラグ部がフォトインタラプタ２２，２３の光路を遮光することによって記録材Ｐの到着及び通過を検知することができる。

本実施形態の定着装置１１８は、図２に示すように、テンションレスタイプのフィルム加熱方式を採用した定着装置１１８として構成される。定着フィルム５１として円筒状（無端状）のものを用いる。定着フィルム５１の周長の少なくとも一部はテンションフリー（テンションが加わらない状態）とする。定着フィルム５１を加圧部材であって加圧回転体としての加圧ローラ５４の回転駆動力で回転駆動するように構成したものである。

支持体５０は、加熱装置となる定着ヒータ４００を支持すると共に、定着フィルム５１の内周面に摺動して定着フィルム５１の回転をガイドする。支持体５０は、断面半円弧状の樋型で形成され、耐熱性及び断熱性を有して構成される。本実施形態の支持体５０は、耐熱モールド材で構成される。

定着ヒータ４００は、支持体５０に設けられた溝部５２に嵌入され、溝部５２の座面５３に耐熱性接着剤等により接着して固定されている。支持体５０は加圧ローラ５４から受ける押圧力と、定着ヒータ４００による撓みを抑えるために、板金からなるステー５５によってバックアップされている。

円筒状で定着ベルトとなる定着フィルム５１は、支持体５０と、定着ヒータ４００と、ステー５５とからなるアセンブリに対してルーズに外嵌されている。

加圧ローラ５４は、芯金５４ａの両端部を図示しない軸受部により回転自在に軸支されている。そして、定着フィルム５１を外嵌させた支持体５０、定着ヒータ４００、ステー５５からなるアセンブリを定着ヒータ４００が下向きになるようにして加圧ローラ５４の上側に配置する。

支持体５０には、図示しない付勢手段により総圧で４ｋｇ〜２０ｋｇの押し下げ力を作用させる。これにより定着ヒータ４００を加圧ローラ５４に対して定着フィルム５１を介在させて加圧ローラ５４の弾性力に抗して圧接させてある。

定着フィルム５１を挟んで定着ヒータ４００と加圧ローラ５４との間に定着ニップ部Ｎが形成される。本実施形態では、加圧ローラ５４の外径直径が３０ｍｍに設定され、定着ニップ部Ｎの記録材Ｐの搬送方向（図２の左右方向）の幅は、８ｍｍに設定される。

加圧ローラ５４は図示しない駆動手段により動力伝達手段を介して回転駆動力が伝達されて図２の反時計回り方向に回転駆動される。加圧ローラ５４の回転駆動により定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ５４の外周面と、定着フィルム５１の外周面との摩擦力で定着フィルム５１に回転力が作用する。

これにより定着フィルム５１が抵抗発熱体（発熱体）６２ａ，６２ｂの表面を覆う表面保護層６３に密着摺動しながら支持体５０の外周を図２の矢印ｄ方向に回転駆動される。定着ベルトとなる定着フィルム５１は、加熱装置となる定着ヒータ４００の表面保護層６３と摺動しつつ回転する。

支持体５０は、定着フィルム５１の回転移動を容易にする働きをする。定着ニップ部Ｎにおける定着ヒータ４００と、定着フィルム５１の内周面との摺動抵抗を低減するために支持体５０の外周面と、定着フィルム５１の内周面との間に耐熱性グリス等の潤滑剤を存在させると良い。

パーソナルコンピュータ等の外部装置４８からのプリントスタート信号を画像形成装置８が受信する。或いは、画像形成装置８に設けられたコピーボタンが押される。或いは、記録材Ｐの搬送経路上で定着装置１１８よりも記録材Ｐの搬送方向上流側（図２の右側）に配置された記録材Ｐを検知する検知センサ２４により記録材Ｐが検知される。

それらの信号に基づいて加圧ローラ５４の回転駆動が開始され、これと同時に定着ヒータ４００の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに通電されて加熱が開始される。

加圧ローラ５４の回転により定着フィルム５１の回転周速度が定常化し、定着ヒータ４００の温度が所定の温度に立ち上がる。その状態において、定着フィルム５１と加圧ローラ５４との間の定着ニップ部Ｎに未定着のトナーからなるトナー画像９を担持した記録材Ｐがトナー画像９側を定着フィルム５１側にして導入される。

これにより記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム５１を介して定着ヒータ４００に密着して定着ニップ部Ｎを定着フィルム５１と一緒に移動通過していく。その移動過程において加熱装置となる定着ヒータ４００の熱が定着フィルム５１を介して記録材Ｐ上（記録材上）に形成された未定着のトナーからなるトナー画像９に付与されてトナーが熱溶融し、記録材Ｐの表面に熱定着される。

定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着フィルム５１の外周面から曲率分離されて排出ローラ１１９，１２０に搬送されて機外に設けられた排出トレイ１２２上に排出される。

本実施形態のようなテンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置１１８は、以下の通りである。定着フィルム５１の回転状態で定着ニップ部Ｎにテンションが作用する。更に、定着ニップ部Ｎよりも定着フィルム５１の回転方向上流側の支持体５０の外周面部分と、定着フィルム５１との摺動部領域の定着フィルム５１の部分のみにテンションが作用する。

そして、それ以外の定着フィルム５１の部分にはテンションが作用しない。そのため定着フィルム５１の駆動トルクが小さい。更に、定着フィルム５１のステー５５の長手方向に沿って寄る移動力が小さい。

＜制御部＞
次に、図３を用いて画像形成装置８の制御部の構成について説明する。図３において、プリント制御部１００は、統合チップセット４１及びデータの伝送路となるシステムバス（Ｓｙｓｔｅｍ Ｂｕｓ）４２を介して制御手段となるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；中央演算装置）４３に接続される。

統合チップセット４１は、一連の関連のある複数の集積回路（ＩＣ；Ｉｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を組み合わせて構成される。

ＣＰＵ４３は、記憶手段となるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；リードオンリメモリ）４４に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて各種の演算処理を行う。ＲＯＭ４４には、画像形成装置８本体に設けられた給送ユニットＵ１やシートデッキ１２に設けられた給送ユニットＵ２から画像形成部１１へ給送される記録材Ｐの給送間隔情報が記憶されている。更に、定着装置１１８により未定着のトナー画像９が記録材Ｐに熱定着される定着温度情報が記憶されている。更に、給送される記録材Ｐの温度情報、印刷作業の残り枚数等の情報が格納されている。

電源ＯＦＦ後もリチウム電池等のバックアップ手段により記憶した内容を保持するＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；スタティックランダムアクセスメモリ）４５は以下の通りである。ＣＰＵ４３による演算処理における作業領域として利用される。

システムバス４２には、操作パネル４６と、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）制御基板４７とが接続されている。ＵＳＢ制御基板４７は、パーソナルコンピュータ等の外部装置４８と接続し、外部装置４８から画像データ等を受信することが出来る。

統合チップセット４１には、システムバス４２に同期して動作するＳＤＲＡＭ （Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる画像メモリ４９が接続されている。画像メモリ４９には、画像読取部を構成するスキャナ部１０で読み取られた画像データ、或いは、パーソナルコンピュータ等の外部装置４８から受信した画像データ等が一時的に記憶されて格納される。

プリント制御部１００には、電力制御部６００と、温度検知手段となるサーミスタ５６が接続されている。サーミスタ５６は、定着ヒータ４００の近傍で、図11（ａ）に示すと同様に支持体５０に設けられている。サーミスタ５６により検知した温度を電圧に変換し、その電圧値から抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの温度を決定する。

図示しない電源から入力された電力を電力制御部６００により制御し、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに流れる電流を制御して抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが適切な温度になるように制御する。

＜加熱装置＞
次に、図４を用いて加熱装置となる定着ヒータ４００の構成について説明する。図４（ａ）は、定着ヒータ４００を表面側から見た斜視説明図である。図４（ｂ）は、定着ヒータ４００を裏面側から見た斜視説明図である。図４（ｃ）は、定着ヒータ４００を短手方向に沿って切断した断面説明図である。

本実施形態の定着ヒータ４００は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、アルミナと、窒化アルミ等を主材料とする耐熱性及び絶縁性を有する細長い板材で構成されるセラミック基板（基板）６１を有する。セラミック基板６１は、図11（ａ）の矢印ｄ方向で示す定着フィルム５１の回転方向（図11（ａ）の矢印Ａ方向で示す記録材Ｐの搬送方向）に対して直交する方向を長手方向として構成される。

図４（ａ）に示すように、セラミック基板６１の表面側（基板上）には、二本の長尺状の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂがセラミック基板６１の長手方向に沿って並行に形成されている。

抵抗発熱体６２ａ，６２ｂは、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）や窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ）等の通電発熱抵抗体ペーストを用いてスクリーン印刷等でセラミック基板６１の表面上にパターン形成し、焼成することによりセラミック基板６１の表面側に形成される。

図４（ａ）に示すように、抵抗発熱体６２ａの両端部には、給電用配線パターン６２ｃ，６２ｄが電気的に接続されている。給電用配線パターン６２ｃ，６２ｄもセラミック基板６１の表面側に形成される。また、抵抗発熱体６２ｂの両端部には給電用配線パターン６２ｅ，６２ｆが電気的に接続されている。給電用配線パターン６２ｅ，６２ｆもセラミック基板６１の表面側に形成される。

給電用配線パターン６２ｃ〜６２ｆは、銀（Ａｇ）等の導電体ペーストを用いてスクリーン印刷等でセラミック基板６１の表面上にパターン形成し、焼成することによりセラミック基板６１の表面側に形成される。

図４（ｃ）に示す６３は、定着ヒータ４００の表面を保護して絶縁性を確保するためのガラスコーティング焼成層からなる表面保護層である。表面保護層６３は、図４（ａ）に示す抵抗発熱体６２ａ，６２ｂと、給電用配線パターン６２ｃ〜６２ｆの一部を覆うように形成される。

図４（ｂ）に示すように、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた表面側の面と反対側（裏面側）の面には、セラミック基板６１の長手方向に沿って並行に三本の熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが形成されている。

図４（ｃ）に示すように、セラミック基板６１の裏面側に設けられる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃは以下の通りである。セラミック基板６１の厚さ方向（図４（ｃ）の上下方向）に投影したとき、セラミック基板６１の表面側に設けられる抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは重ならない位置に設けられている。

本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた表面側の面と反対側（裏面側）の面に断熱層となる空気層１４ａ，１４ｂが設けられている。空気層１４ａ，１４ｂは、セラミック基板６１の厚さ方向（図４（ｃ）の上下方向）に投影したとき、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた面と反対側の面で、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに対向する位置に設けられている。図６に示すように、空気層１４ａ，１４ｂの熱伝導率は、セラミック基板６１の熱伝導率よりも小さい。

或いは、空気層１４ａ，１４ｂの代わりに、セラミック基板６１の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱部材を設けることも出来る。断熱部材の一例としては、図６に示すように、セラミック基板６１の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する発泡ポリイミド等を用いることが出来る。

抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに通電することにより発生した熱は、図12（ｃ）に示すように、熱伝導部材７１がセラミック基板６１の全面にある定着ヒータ７０だと熱伝導部材７１を伝わり抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに対向する位置を加熱してしまう。これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの表面温度を低下させてしまう。

一方、図４（ｃ）に示すように、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに対向する位置に断熱層として空気層１４ａ，１４ｂや断熱部材を設ける。これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに通電することにより発生した熱が抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに対向する位置に伝達されることを抑制することが出来る。これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの表面温度の低下を防止することができる。

＜熱応力＞
次に、図５を用いてセラミック基板６１の熱応力について説明する。図５（ａ）は、比較例１の定着ヒータ６０の構成を示す斜視説明図である。図５（ｂ）は、本実施形態の定着ヒータ４００の構成を示す斜視説明図である。

図５（ａ），（ｂ）に示す矢印Ｅ１は、各定着ヒータ６０，４００におけるセラミック基板６１の熱膨張による伸び量と方向を示す。矢印Ｅ２は、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの熱膨張による伸び量と方向を示す。

図５（ｂ）に示す矢印Ｅ３は、本実施形態の定着ヒータ４００における熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの熱膨張による伸び量と方向を示す。図５（ｂ）に示す矢印Ｅ４は、本実施形態の定着ヒータ４００におけるセラミック基板６１が反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの熱膨張に伴って更に伸びた伸び量と方向を示す。

図５（ａ）、図11（ｂ）及び図12（ａ）に示す比較例１の定着ヒータ６０の場合は以下の通りである。図12（ａ），（ｂ）に示すように、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成された抵抗発熱体形成領域Ｗｈを考慮する。更に、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない抵抗発熱体非形成領域Ｗｎを考慮する。両者の温度差ΔＴ１が大きい。

このため図５（ａ）に示すように、セラミック基板６１の熱膨張による矢印Ｅ１で示す伸び量と、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの熱膨張による矢印Ｅ２で示す伸び量との差も大きくなる。これにより比較例１の定着ヒータ６０の場合、図５（ｃ）の曲線ｅで示すように、図５（ａ）の矢印Ｅ１，Ｅ２で示すそれぞれの伸び量の差により大きな応力が発生する。

そして、図５（ｃ）に示すように、比較例１の定着ヒータ６０の短手方向の位置において定着ヒータ６０が破壊する応力の境界Ｓｂを超える箇所が存在するため定着ヒータ６０が割れてしまう。

一方、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００は以下の通りである。セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた表面側の面と反対側（裏面側）の面に熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられる。反り抑制部材６５ａ〜６５ｃは、セラミック基板６１の厚さ方向（図４（ｃ）の上下方向）に投影したとき抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは重ならない位置に設けられる。

ここで、熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの線膨張係数は、セラミック基板６１の線膨張係数よりも大きく、且つ反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの線膨張係数は、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの線膨張係数と同等以上に設定される。

これにより定着ヒータ４００の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成される抵抗発熱体形成領域Ｗｈと、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない抵抗発熱体非形成領域Ｗｎとの温度差ΔＴが大きい場合であっても以下の通りである。

図５（ｂ）の矢印Ｅ１で示すセラミック基板６１の熱膨張による伸び量に加えて、矢印Ｅ３で示す反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの熱膨張による伸び量に伴って矢印Ｅ４で示す伸び量だけセラミック基板６１が更に伸びる。

このため図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００のセラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成されていない抵抗発熱体非形成領域Ｗｎにおける総合的な伸び量は、｛矢印Ｅ１の伸び量＋矢印Ｅ４の伸び量｝となる。

図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが形成される抵抗発熱体形成領域Ｗｈにおける矢印Ｅ２で示す抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの熱膨張による伸び量と比較すると以下の通りである。両者の差は、図５（ａ）に示す矢印Ｅ１の伸び量と、矢印Ｅ２の伸び量との差よりも小さい。

これにより図５（ｃ）の曲線ｆで示す本実施形態の定着ヒータ４００のセラミック基板６１に作用する応力の発生量も少なくなる。このため本実施形態の定着ヒータ４００の短手方向の位置において定着ヒータ４００が破壊する応力の境界Ｓｂを超える箇所が存在せず定着ヒータ４００が割れることがない。

また、熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃは、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂにより加熱されるセラミック基板６１の熱分布に応じて配置される。特に、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの反対側は温度が高くなるので、その部分を避けるように配置することが望ましい。

これにより定着装置１１８により未定着トナーからなるトナー画像９を記録材Ｐに熱定着する際の定着に必要な温度に対する定着ヒータ４００のひびや割れの発生を抑制することができる。

具体的には、図６に示すように、セラミック基板６１を構成する材料として、アルミナ、窒化アルミニウムが採用できる。更に、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂや熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃを構成する材料として、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のペースト等が採用できる。それぞれの熱膨張係数は図６に示す通りである。

図11（ａ）に示して前述した比較例１と同様に、本実施形態の定着ヒータ４００は、セラミック基板６１の表面側に設けられた抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを図11（ａ）の下向きにして支持体５０に形成された溝部５２内に嵌入して固定される。

図４（ａ）に示すように、定着ヒータ４００の長手方向の両端部側に設けられた各給電用配線パターン６２ｃ〜６２ｆには、それぞれ図示しない給電用コネクタが電気的に接続して装着される。

そして、図示しないヒータ駆動回路側から給電用コネクタに電気的に接続された給電用配線パターン６２ｃ，６２ｄを介して抵抗発熱体６２ａに電力供給がなされて通電され抵抗発熱体６２ａが発熱する。

また、給電用コネクタに電気的に接続された給電用配線パターン６２ｅ，６２ｆを介して抵抗発熱体６２ｂに電力供給がなされて通電され抵抗発熱体６２ｂが発熱する。各抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの発熱により定着ヒータ４００が迅速に昇温する。

次に、図５及び図７を用いて本実施形態の効果について説明する。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す比較例１の定着ヒータ６０と、図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００のそれぞれの加熱時に各定着ヒータ６０，４００の短手方向の位置に発生する応力を比較した図である。

図５（ｃ）に示す曲線ｅは、図５（ａ）に示す比較例１の定着ヒータ６０の短手方向の位置に発生する応力を示す。図５（ｃ）に示す曲線ｆは、図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００の短手方向の位置に発生する応力を示す。

図５（ｃ）の縦軸に示すＳｂは、各定着ヒータ６０，４００が破壊する応力の境界を示す。各定着ヒータ６０，４００が破壊する応力の境界Ｓｂよりも大きな応力が各定着ヒータ６０，４００に作用すると、定着ヒータ６０，４００は破損する。

従って、図５（ａ）に示す比較例１の定着ヒータ６０に作用する応力は、図５（ｃ）に示す曲線ｅに示すように、定着ヒータ６０が破壊する応力の境界Ｓｂよりも大きな応力が定着ヒータ６０に作用するため定着ヒータ６０は破損する。

一方、図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００に作用する応力は、図５（ｃ）に示す曲線ｆに示すように、定着ヒータ４００が破壊する応力の境界Ｓｂよりも小さな応力しか定着ヒータ４００に作用しない。このため定着ヒータ４００は破損することがない。

図５（ａ）及び図12（ａ）に示す比較例１のように、セラミック基板６１の表面側に抵抗発熱体６２ａ，６２ｂだけが設けられた定着ヒータ６０を考慮する。

更に、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態のように、セラミック基板６１の表面側に抵抗発熱体６２ａ，６２ｂ設けられ、セラミック基板６１の裏面側に反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた定着ヒータ４００を考慮する。

更に、図12（ｃ）に示す比較例２のように、セラミック基板６１の表面側に抵抗発熱体６２ａ，６２ｂ設けられ、セラミック基板６１の裏面側に熱伝導部材７１が設けられた定着ヒータ７０を考慮する。

図７は、これらの定着ヒータ６０，７０，４００に同時間に同電圧を印加して通電させたときの抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの表面の温度Ｔと通電時間ｔとを示す図である。

抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに通電を開始してから抵抗発熱体６２ａ，６２ｂ上の温度Ｔが定着装置１１８により未定着のトナー画像９を記録材Ｐに熱定着するために必要な定着温度Ｔｆまで到達するのに要する通電時間ｔを比較する。

すると、図５（ａ）及び図12（ａ）に示す熱伝導部材７１も反り抑制部材６５ａ〜６５ｃも無い比較例１の定着ヒータ６０では、図７の曲線ｂで示すように通電時間ｔ１で定着温度Ｔｆに到達する。

一方、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００では、図７の曲線ｇで示すように通電時間ｔ２（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）で定着温度Ｔｆに到達する。

図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００は以下の通りである。定着温度Ｔｆに到達するまでに要する通電時間ｔ２の方が、図５（ａ）及び図12（ａ）に示す熱伝導部材７１も反り抑制部材６５ａ〜６５ｃも無い比較例１の定着ヒータ６０が定着温度Ｔｆに到達するまでに要する通電時間ｔ１よりも長い。

一方、図12（ｃ）に示す熱伝導部材７１が設けられた比較例２の定着ヒータ７０では、図７の曲線ｃで示すように通電時間ｔ３（＞ｔ２＞ｔ１）で定着温度Ｔｆに到達する。

図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００は以下の通りである。定着温度Ｔｆに到達するまでに要する通電時間ｔ２の方が、図12（ｃ）に示す熱伝導部材７１が設けられた比較例２の定着ヒータ７０が定着温度Ｔｆに到達するまでに要する通電時間ｔ３よりも短い。

本実施形態では、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように、定着ヒータ４００のセラミック基板６１の表面保護層６３側に設けられる抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは反対側に反り抑制部材６５ａ〜６５ｃを設ける。反り抑制部材６５ａ〜６５ｃは、セラミック基板６１の厚さ方向（図４（ｃ）の上下方向）に投影したとき抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは重ならない位置に設けられる。

図６に示すように、反り抑制部材６５ａ〜６５ｃの線膨張係数は、セラミック基板６１の線膨張係数よりも大きい。これにより抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの発熱によるセラミック基板６１内の温度差に起因する熱応力による割れの発生を防ぐことが可能となる。

また、図７に示すように、図12（ｃ）に示す熱伝導部材７１が設けられた比較例２の定着ヒータ７０が定着温度Ｔｆに到達するまでに要する通電時間ｔ３よりも短い通電時間ｔ２で本実施形態の定着ヒータ４００が定着温度Ｔｆに到達する。これにより定着ヒータ４００の立ち上げ時間を短縮することができる。

＜立ち上げ時間＞
次に、図８を用いて本実施形態の定着ヒータ４００と、熱伝導部材７１が設けられた比較例２の定着ヒータ７０との立ち上げ時間の差について説明する。

本実施形態の定着ヒータ４００と、比較例２の定着ヒータ７０とをそれぞれ定着装置１１８に組み込んだ画像形成装置８を考慮する。その画像形成装置８の電源（同電力）を入れたときに各定着ヒータ７０，４００を組み込んだ定着装置１１８の温度と立ち上げ時間との関係を図８に示す。

図８に示す直線ｈは、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００を組み込んだ定着装置１１８の温度と立ち上げ時間との関係を示す。図８に示す直線ｉは、図12（ｃ）に示す比較例２の定着ヒータ７０を組み込んだ定着装置１１８の温度と立ち上げ時間との関係を示す。

図12（ｃ）に示す比較例２のように、熱伝導部材７１が設けられた定着ヒータ７０では、熱伝導部材７１の作用により定着ヒータ７０全体を昇温させてしまう。このため図８の直線ｉで示すように、定着装置１１８の目標温度Ｔｍに到達するまでの立ち上げ時間ｔ５が遅くなる。

一方、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように、反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００では、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが設けられた一部分のみで昇温が早い。このため図８の直線ｈで示すように、定着装置１１８の目標温度Ｔｍに到達するまでの立ち上げ時間ｔ４（＜ｔ５）が早くなる。

これによりプラテンガラス１５２上に原稿をセットしてコピーボタン（スタートボタン）を押してから、最初の記録材Ｐが出てくるまでの時間であるファーストコピータイム（ＦＣＯＴ）を短くすることが可能となる。

＜定着ヒータ割れ＞
次に図９を用いて本実施形態の定着ヒータ４００と、比較例１の定着ヒータ６０との定着ヒータ割れの差について説明する。

図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示す本実施形態の定着ヒータ４００と、図５（ａ）及び図12（ａ）に示す比較例１の定着ヒータ６０とをそれぞれ定着装置１１８に組み込んだ画像形成装置８を考慮する。そして画像形成装置８の電源（同電力）を入れたときに各定着ヒータ６０，４００の立ち上げ時間と定着装置１１８の温度との関係を図９に示す。

図９の直線ｊ，ｋ，ｌは、図５（ａ）及び図12（ａ）に示すように、熱伝導部材７１も反り抑制部材６５ａ〜６５ｃも無い比較例１の定着ヒータ６０を組み込んだ定着装置１１８の温度と立ち上げ時間との関係を示す。

図９の直線ｎ，ｑ，ｒは、図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように、反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００を組み込んだ定着装置１１８の温度と立ち上げ時間との関係を示す。

図９の直線ｊ，ｎは、それぞれ室温環境からの立ち上がりを示す。図９の直線ｋ，ｑは、それぞれ低温環境からの立ち上がりを示す。図９の直線ｌ，ｒは、それぞれ室温環境で、画像形成装置８が暴走したときの立ち上がり示す。図９の直線ｋ，ｌの端点ｋ１，ｌ１は、それぞれ比較例１の定着ヒータ６０が破壊したことを示している。

図９の直線ｊで示すように、図５（ａ）及び図12（ａ）に示す熱伝導部材７１も反り抑制部材６５ａ〜６５ｃも無い比較例１の定着ヒータ６０を組み込んだ定着装置１１８の室温環境からの温度と立ち上げ時間との関係では問題ない。

一方、図９の直線ｋ，ｌで示すように、比較例１の定着ヒータ６０を組み込んだ定着装置１１８の低温環境からの温度と立ち上げ時間との関係や室温環境で暴走時の温度と立ち上げ時間との関係では以下の通りである。

定着ヒータ６０のセラミック基板６１の温度が低いときや抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが急激に発熱する。すると、セラミック基板６１の内部で大きな温度差が生じ、セラミック基板６１の強度を超える熱応力が発生してしまう。このため定着ヒータ６０が破損してしまう。

一方、図９の直線ｑ，ｒで示すように、反り抑制部材６５ａ〜６５ｃが設けられた本実施形態の定着ヒータ４００のセラミック基板６１の温度が低いときや抵抗発熱体６２ａ，６２ｂが急激に発熱する。その場合もセラミック基板６１の内部で大きな温度差が生じることがない。これによりセラミック基板６１の強度を超える熱応力が発生することもなく定着ヒータ４００が破損することがなかった。

［第２実施形態］
次に、図10を用いて本発明に係る加熱装置及びこれを備えた定着装置及び画像形成装置の第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。

前記第１実施形態では、図４（ａ）に示すように、セラミック基板６１の表面側のみに抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた一例である。

本実施形態では、図４（ｂ）に示す第１実施形態のセラミック基板６１の裏面側に設けられる熱膨張部材となる反り抑制部材６５ａ〜６５ｃを図10（ｂ）に示すように、通電により発熱する抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉに置き換えたものである。

本実施形態において熱膨張部材となる抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉは、セラミック基板６１の抵抗発熱体６２ａ，６２ｂを設けた表面側の面と反対側（裏面側）の面に設けられる。更に、セラミック基板６１の厚さ方向（図10（ｃ）の上下方向）に投影したとき抵抗発熱体６２ａ，６２ｂとは重ならない位置に設けられる。

本実施形態においても図６に示すように、熱膨張部材となる抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉの線膨張係数は、セラミック基板６１の線膨張係数よりも大きい。更に、抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉの線膨張係数は、抵抗発熱体６２ａ，６２ｂの線膨張係数と等しい（同等）。

各抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉの長手方向の両端部には、給電用配線パターン６２ｊ，６２ｋが電気的に接続されている。給電用配線パターン６２ｊ，６２ｋには、それぞれ図示しない給電用コネクタが電気的に接続して装着される。

これにより定着ヒータ７００の短手方向（図10（ｃ）の左右方向）の端部にも抵抗発熱体６２ｇ，６２ｉにより熱を加えることが可能になる。

これにより通常は温度が低くなりがちな定着ヒータ７００の短手方向の端部（図10（ｃ）の左右端部）に熱を加えて温度を上げることで定着ヒータ７００内の温度差が小さくなる。これによりセラミック基板６１の熱膨張による伸び量の差が減る。これにより熱応力の発生も小さくなりセラミック基板６１の破壊が発生しない。

また、図10（ｂ）に示す熱膨張部材となる抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉは、未定着のトナー画像９を記録材Ｐに熱定着するために使用するものではない。このため熱膨張部材となる抵抗発熱体６２ｇ〜６２ｉに通電して発生する発熱量は、図10（ａ）に示す抵抗発熱体６２ａ，６２ｂに通電して発生する発熱量よりも小さい。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。

６１…セラミック基板（基板）
６２ａ，６２ｂ…抵抗発熱体（発熱体）
６５ａ〜６５ｃ…反り抑制部材（熱膨張部材）

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた発熱体と、
   前記基板の前記発熱体を設けた面と反対側の面で、且つ前記基板の厚さ方向に投影したとき前記発熱体とは重ならない位置に設けられた熱膨張部材であって、前記熱膨張部材の線膨張係数が前記基板の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する熱膨張部材と、
   を有することを特徴とする加熱装置。
2. 前記熱膨張部材は、前記発熱体の線膨張係数と同等以上の線膨張係数を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記基板の前記発熱体を設けた面と反対側の面で、且つ前記基板の厚さ方向に投影したとき前記発熱体に対向する位置に断熱層を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
4. 前記断熱層が前記基板の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱部材であることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
5. 前記断熱層が空気層であることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
6. 前記熱膨張部材は、前記基板の熱分布に応じて配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の加熱装置。
7. 前記熱膨張部材は、通電により発熱することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の加熱装置。
8. 前記熱膨張部材の発熱量は、前記発熱体の発熱量よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の加熱装置と、
   前記加熱装置と摺動しつつ回転する定着ベルトと、
   を有し、
   前記定着ベルトを介した前記加熱装置からの熱により記録材上に形成された未定着のトナーを加熱定着することを特徴とする定着装置。
10. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
    請求項９に記載の定着装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

Images