JP2022033252A - ヒータ及び加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発熱部材を用いて、回転体を加熱し、回転体での温度ムラを低減して均熱化を図ったヒータ及び加熱装置を提供する。【解決手段】実施形態のヒータは、耐熱性の絶縁基材と、前記絶縁基材の第１の面に、第１の方向に配列した複数の発熱部材と、前記複数の発熱部材間の間隙部分を補足するように、前記絶縁基材の前記第１の面とは異なる面に配置し、受動的に保有した熱を放射する熱放射体と、を備える。【選択図】図１３

Description

本実施形態は、ヒータ及び加熱装置に関する。

従来、画像形成装置に搭載される定着装置においては、複数個の発熱体を用紙の搬送方向と直交する方向に分割配置し、用紙上のトナー像を加熱することが検討されている。この場合、隣接する発熱体と発熱体との間に間隙を必要とする。但し、この間隙部分は発熱できない。このため、間隙部分で温度が低下し、温度むらを生じるという課題がある。

特開２０１５－２８５３１号公報

本発明が解決しようとする課題は、複数の発熱部材を用いて加熱を行う際に、温度むらを低減して均熱化を図ったヒータ及び加熱装置を提供することにある。

本実施形態のヒータは、耐熱性の絶縁基材と、前記絶縁基材の第１の面に、第１の方向に配列した複数の発熱部材と、前記複数の発熱部材間の間隙部分を補足するように、前記絶縁基材の前記第１の面とは異なる面に配置し、受動的に保有した熱を放射する熱放射体と、を備える。

第１の実施形態に係る定着装置を含む画像形成装置を示す構成図。 第１の実施形態における画像形成部の一部を拡大して示す構成図。 第１の実施形態に係る定着装置の一例を示す構成図。 第１の実施形態におけるＭＦＰの制御系を示すブロック図。 第１の実施形態における加熱部材の基本構成を示す平面図。 図５の加熱部材の発熱部材群と駆動回路の接続状態を示す説明図。 図６の発熱部材群と用紙の印字領域との位置関係を示す説明図。 第１の実施形態における発熱部材群の別の配置例を示す図。 第１の実施形態における発熱部材群の更に別の配置例を示す図。 第１の実施形態における加熱部材の構成を示す斜視図、断面図及び概略断面図。 第１の実施形態における加熱部材の他の構成を示す斜視図、断面図及び概略断面図。 第１の実施形態における加熱部材の更に他の構成を示す概略断面図。 第２の実施形態における加熱部材の構成を示す斜視図、断面図及び概略断面図。 第２の実施形態における加熱部材の他の構成を示す斜視図、断面図及び概略断面図。 第２の実施形態における加熱部材の更に他の構成を示す概略断面図。 実施形態に係る定着装置の変形例を示す構成図。 実施形態におけるＭＦＰの制御動作を示すフローチャート。

（第1の実施形態）
図１は、第1の実施形態に係るヒータおよび定着装置（加熱装置）を含む画像形成装置を示す構成図である。図１において、画像形成装置１０は、例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではＭＦＰを例に説明する。

ＭＦＰ１０の本体１１の上部には透明ガラスの原稿台１２があり、原稿台１２上には自動原稿搬送部（ＡＤＦ）１３が開閉自在に設けられている。また、本体１１の上部には操作部１４が設けられている。操作部１４は、各種のキーを有するオペレーションパネルとタッチパネル式の表示器を有している。

本体１１内のＡＤＦ１３の下部には、読取装置であるスキャナ部１５が設けられている。スキャナ部１５は、ＡＤＦ１３によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、密着型イメージセンサ１６（以下、単にイメージセンサと呼ぶ）を備えている。イメージセンサ１６は、主走査方向（図１では奥行方向）に配置されている。

イメージセンサ１６は、原稿台１２に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台１２に沿って移動しながら、原稿画像を１ライン分ずつ読み取る。これを原稿サイズ全体にわたって実行し１ページ分の原稿の読み取りを行う。また、ＡＤＦ１３によって送られる原稿の画像を読み取る場合、イメージセンサ１６は、固定位置（図示の位置）にある。

更に、本体１１内の中央部にはプリンタ部１７を有している。プリンタ部１７は、スキャナ部１５で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データを処理して、記録媒体（例えば用紙）に画像を形成する。また本体１１の下部には、各種サイズの用紙を収容する複数の給紙カセット１８を備えている。尚、画像を形成する記録媒体としては、用紙のほかにＯＨＰシート等があるが、以下の説明では、用紙に画像を形成する例を説明する。

プリンタ部１７は、感光体ドラムと、露光器としてＬＥＤを含む走査ヘッド１９を有し、走査ヘッド１９からの光線によって感光体を走査して画像を生成する。プリンタ部１７は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを含む。

画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト２１の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置されている。また、走査ヘッド１９も画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応した複数の走査ヘッド１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋを有している。

図２は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち、画像形成部２０Ｋを拡大して示す構成図である。尚、以下の説明において各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同じ構成であるため、画像形成部２０Ｋを例に説明する。

画像形成部２０Ｋは、像担持体である感光体ドラム２２Ｋを有する。感光体ドラム２２Ｋの周囲には、回転方向ｔに沿って帯電チャージャ２３Ｋ、現像器２４Ｋ、一次転写ローラ（転写器）２５Ｋ、クリーナ２６Ｋ、ブレード２７Ｋ等を配置している。感光体ドラム２２Ｋの露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光を照射し、感光体ドラム２２Ｋ上に静電潜像を形成する。

画像形成部２０Ｋの帯電チャージャ２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの表面を一様に帯電する。現像器２４Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりブラックのトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム２２Ｋに供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ２６Ｋは、ブレード２７Ｋを用いて感光体ドラム２２Ｋ表面の残留トナーを除去する。

また、図１に示すように、画像形成部２０Ｙ～２０Ｋの上部には、現像器２４Ｙ～２４Ｋにトナーを供給するトナーカートリッジ２８を設けている。トナーカートリッジ２８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジ２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋを含む。

中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２に張架され、循環的に移動する。また中間転写ベルト２１は感光体ドラム２２Ｙ～２２Ｋに対向して接触している。中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２Ｋに対向する位置には、一次転写ローラ２５Ｋにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム２２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト２１に一次転写する。

中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１には、二次転写ローラ３３を対向して配置している。駆動ローラ３１と二次転写ローラ３３間を用紙Ｐが通過する際に、二次転写ローラ３３により二次転写電圧が用紙Ｐに印加される。そして中間転写ベルト２１上のトナー像を用紙Ｐに二次転写する。中間転写ベルト２１の従動ローラ３２付近には、ベルトクリーナ３４を設けている。

また、図１で示すように、給紙カセット１８から二次転写ローラ３３に至る間には、給紙カセット１８内から取り出した用紙Ｐを搬送する給紙ローラ３５を設けている。更に、二次転写ローラ３３の下流には加熱装置である定着装置３６を設けている。また、定着装置３６の下流には搬送ローラ３７を設けている。搬送ローラ３７は用紙Ｐを排紙部３８に排出する。更に、定着装置３６の下流には、反転搬送路３９を設けている。反転搬送路３９は、用紙Ｐを反転させて二次転写ローラ３３の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用される。

図１、図２は実施形態の一例を示すものであり、定着装置３６以外の画像形成装置部分の構造は、図１、図２の例に限定するものではなく、公知の電子写真方式画像形成装置の構造を用いることができる。

図３は、加熱装置である定着装置３６を示す構成図である。定着装置３６は、回転体である定着ベルト４１、プレスローラ４２（加圧ローラ）、ベルト搬送ローラ４３，４４、テンションローラ４５を有している。定着ベルト４１は、弾性層が形成されたエンドレスベルトであり、ベルト搬送ローラ４３，４４及びテンションローラ４５で回転可能に張架され、定着ベルト４１がプレスローラ４２の一部に巻きついている。テンションローラ４５は、定着ベルト４１に所定の張力を加える。

また回転体（定着ベルト４１）の内側にあって、ベルト搬送ローラ４３と４４の間に板状の加熱部材４６（ヒータ）を設けている。加熱部材４６は、定着ベルト４１の内側に接触し、プレスローラ４２の方向に押圧され、定着ベルト４１とプレスローラ４２との間に所定幅の定着ニップを形成する。

用紙Ｐが定着ニップを通過する際に、熱と圧力で用紙Ｐ上のトナー像を用紙Ｐに定着する。プレスローラ４２は、モータによって駆動力が伝達され回転する（回転方向を図３の矢印ｔで示す）。定着ベルト４１、ベルト搬送ローラ４３，４４及びテンションローラ４５は、プレスローラ４２が回転することで従動する（その回転方向を図３の矢印ｓで示す）する。

回転体である定着ベルト４１は、例えば厚さ５０ｕｍのＳＵＳ基材或いは７０ｕｍの耐熱樹脂であるポリイミド上の外側に厚さ２００ｕｍのシリコンゴム層（弾性層）が形成され、最外周はＰＦＡ等の表面保護層で被覆されている。プレスローラ４２は、例えばφ１０ｍｍの鉄棒表面に厚さ５ｍｍのシリコンスポンジ層が形成され、最外周はＰＦＡ等の表面保護層で被覆されている。加熱部材４６の詳細な構成については、後述する。

図４は、第１の実施形態におけるＭＦＰ１０の制御系の構成例を示すブロック図である。制御系は、例えば、ＭＦＰ１０全体を制御するＣＰＵ１００、バスライン１１０、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２、スキャナ部１５、入出力制御回路１２３、給紙・搬送制御回路１３０、画像形成制御回路１４０、定着制御回路１５０を備えており、ＣＰＵ１００と各回路はバスライン１１０を介して接続されている。

ＣＰＵ１００は、ＭＦＰ１０全体を制御するもので、ＲＯＭ１２０或いはＲＡＭ１２１に記憶されるプログラムを実行することにより画像形成のための処理機能を実現する。ＲＯＭ１２０は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラム及び制御データなどを記憶する。ＲＡＭ１２１は、ワーキングメモリである。

ＲＯＭ１２０（或いはＲＡＭ１２１）は、例えば、画像形成部２０や定着装置３６等の制御プログラムと、制御プログラムが使用する各種の制御データを記憶する。本実施形態における制御データの具体例としては、用紙の印字領域の大きさ（主走査方向での幅）と通電させる発熱部材との対応関係などが挙げられる。

定着装置３６の定着温度制御プログラムは、トナー像が形成された用紙における画像形成領域の大きさを判定する判定ロジックと、用紙が定着装置３６の内部に搬送される前に画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材のスイッチング素子を選択して通電し、加熱部材４６における加熱を制御する加熱制御ロジックとを含んでいる。

Ｉ／Ｆ１２２は、ユーザ端末やファクシミリ等の各種装置との通信を行う。入出力制御回路１２３は、オペレーションパネル１４ａと表示器１４ｂを制御する。オペレーションパネル１４ａを操作者が操作することで、例えば用紙サイズや、原稿のコピー部数、等を指定することができる。

給紙・搬送制御回路１３０は、給紙ローラ３５或いは搬送路の搬送ローラ３７等を駆動するモータ群１３１等を制御する。給紙・搬送制御回路１３０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて給紙カセット１８近傍或いは搬送路上の各種センサ１３２の検知結果を考慮してモータ群１３１等を制御する。

画像形成制御回路１４０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて感光体ドラム２２、帯電器２３、露光器１９、現像器２４、転写器２５をそれぞれ制御する。

定着制御回路１５０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて定着装置３６のプレスローラ４２を回転する駆動モータ１５１を制御する。また加熱部材４６の発熱部材（後述）への通電を制御する。また定着制御回路１５０は、サーミスタ等の温度検知部材１５２から加熱部材４６の温度情報を入力し、加熱部材４６の温度を制御する。尚、本実施形態では定着装置３６の制御プログラム及び制御データをＭＦＰ１０の記憶装置内に記憶してＣＰＵ１００で実行する構成としているが、定着装置３６専用に演算処理装置と記憶装置を別途設ける構成にしてもよい。

図５は、第１の実施形態における加熱部材４６（ヒータ）の基本構成を示す平面図である。加熱部材４６は発熱部材群で構成される。図５に示すように、加熱部材４６は、耐熱性の絶縁基材、例えばセラミック基板５０の上に長手方向（図示左右方向）に所定の幅の発熱部材５１を複数本並べて配列している。

発熱部材５１は、例えばセラミック基板５０の一方の面上に直接あるいはグレーズ層及び発熱抵抗体層を積層して形成される。発熱抵抗体層は、上述したように発熱部材５１を構成するもので、例えばＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成され、加熱部材４６の長手方向において所定の長さと所定の個数に分割されている。発熱部材５１の配置の詳細については、後述する。また、発熱部材５１の用紙搬送方向（図示上下方向）の両端部には電極５２ａ，５２ｂを形成している。

尚、用紙搬送方向は、以下の説明ではＹ方向として説明する。また加熱部材４６の長手方向は、用紙搬送方向と直交する方向であり、用紙に画像を形成するときの主走査方向に対応し、以下の説明ではＸ方向として説明する。

図６は、図５の加熱部材４６の、発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す説明図である。図６において、複数の発熱部材５１は、それぞれ複数の駆動ＩＣ（集積回路）５３１，５３２，５３３，５３４によって個別に通電が制御される。即ち、発熱部材５１の各電極５２ａは、駆動ＩＣ５３１，５３２，５３３，５３４を介して駆動源５４の一端に接続され、各電極５２ｂは、駆動源５４の他端に接続されている。

駆動ＩＣ５３１～５３４の具体例としては、ＦＥＴで成るスイッチング素子、トライアックス、スイッチングＩＣなどを用いることができる。駆動ＩＣ５３１～５３４の各スイッチがオンすることで、駆動源５４から発熱部材５１に通電される。したがって、駆動ＩＣ５３１～５３４は、発熱部材５１の切替部を構成する。駆動源５４は、例えば、交流電源（ＡＣ）や、直流電源（ＤＣ）を使用することができる。尚、以下の説明では、駆動ＩＣ５３１～５３４を総称して駆動ＩＣ５３と呼ぶ場合がある。

また、駆動源５４に直列にサーモスタット５５を接続してもよい。サーモスタット５５は、加熱部材４６の温度が予め設定した温度（危険温度）になったときにオフして、駆動源５４と発熱部材５１との接続を絶ち、加熱部材４６が異常に加熱されるのを防ぐ。

図７は、図６の発熱部材群と用紙の印字領域との位置関係を説明する図である。ここでは、用紙Ｐが矢印Ｙ方向に搬送されるものとする。図７においては、用紙の印字領域（画像形成領域の幅Ｗ）に対応する位置にある発熱部材５１に接続された駆動ＩＣ５３のスイッチが選択的にオンして通電され、加熱される状態を示している。即ち、用紙Ｐの印字領域のみが集中的に加熱される。

また、定着装置３６内に用紙Ｐが搬送される前に、用紙Ｐの印字領域の大きさが判定される。用紙Ｐの印字領域を判定する方法としては、スキャナ部１５で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データの解析結果を利用する方法がある。また、用紙Ｐに対する余白設定などの印刷フォーマット情報に基づいて印字領域を判定する方法や、光学センサの検出結果に基づいて印字領域を判定する方法などが挙げられる。

図８は、第１の実施形態における発熱部材群の別の配置例を示す図である。定着装置３６に搬送される用紙Ｐのサイズは様々である。例えば、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ）、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ）、Ｂ４サイズ（２５７ｍｍ）、Ａ４横のサイズ（２９７ｍｍ）が比較的多く用いられる。

そこで、図８では、用紙サイズ（ここでは上述の４種類のサイズ）に対応して、複数種の幅の発熱部材５１をＸ方向に配列している。発熱部材群は、搬送される用紙の搬送精度やスキューの発生、或いは非加熱部分への熱の逃げを考慮して、加熱領域に５％程度の余裕を持つように通電される。

例えば、上記の４種類のサイズの中で、最小サイズであるＡ５サイズの幅（１４８ｍｍ）に対応して、Ｘ方向の中央部に第１の発熱部材５１１を設けている。また、次に大きいＡ４サイズの幅（２１０ｍｍ）に対応して、発熱部材５１１のＸ方向の外側に、第２の発熱部材５１２，５１３を設けている。同様に、次に大きいＢ４サイズの幅（２５７ｍｍ）に対応して、第２の発熱部材５１２，５１３の外側に第３の発熱部材５１４，５１５を設けている。また、更に大きいＡ４横サイズの幅（２９７ｍｍ）に対応して、第３の発熱部材５１４，５１５の外側に第４の発熱部材５１６，５１７を設けている。

そして、各発熱部材（５１１～５１７）の電極５２ａは、駆動ＩＣ５３１～５３７を介して駆動源５４の一端に接続され、各電極５２ｂは、駆動源５４の他端に接続されている。尚、図８に示す発熱部材（５１１～５１７）の数とそれぞれの幅は一例として挙げたもので、これに限定されるものではない。

こうして、図８では、用紙Ｐが搬送路の中央部に沿って搬送され、最小サイズ（Ａ５）の用紙Ｐが搬送された場合には、中央部の第１の発熱部材５１１に接続された駆動ＩＣ５３１のみがスイッチオンとなる。また用紙Ｐのサイズが大きくなるにつれて、第２～第４の発熱部材（５１２～５１７）に接続された駆動ＩＣ（５３２～５３７）がそれぞれ順次にスイッチオンとなる。

図９は、第１の実施形態における発熱部材群の更に別の配置例を示す図である。図９では、用紙Ｐが搬送路の一方の端部（例えば左側）に沿って搬送される例を示しており、図８と同様に、４種類の用紙サイズに対応して、複数種の幅の発熱部材５１をＸ方向に配列している。

例えば、４種類のサイズの中で、最小サイズであるＡ５サイズの幅に対応して、Ｘ方向の最も左側に第１の発熱部材５１１を設けている。また、次に大きいＡ４サイズの幅に対応して、発熱部材５１１の右側に第２の発熱部材５１２を設けている。同様に、次に大きいＢ４サイズの幅に対応して、第２の発熱部材５１２の右側に第３の発熱部材５１３を設けている。また、更に大きいＡ４横サイズの幅に対応して、第３の発熱部材５１３の右側に第４の発熱部材５１４を設けている。

そして、各発熱部材（５１１～５１４）の電極５２ａは、駆動ＩＣ５３１～５３４を介して駆動源５４の一端に接続され、各発熱部材（５１１～５１４）の電極５２ｂは、駆動源５４の他端に接続されている。尚、図９に示す発熱部材（５１１～５１４）の数とそれぞれの幅は一例として挙げたもので、これに限定されるものではない。

こうして、図９では、最小サイズ（Ａ５）の用紙Ｐが搬送された場合には、最も左側の第１の発熱部材５１１に接続された駆動ＩＣ５３１のみがスイッチオンとなる。また用紙Ｐのサイズが大きくなるにつれて、第２～第４の発熱部材（５１２～５１４）に接続された駆動ＩＣ（５３２～５３４）がそれぞれ順次にスイッチオンとなる。

また、本実施形態では、通紙領域にラインセンサ４０（図１参照）を配置し、通過する用紙のサイズと位置をリアルタイムで判定できるようにしている。或いは、印刷動作の開始時に画像データ、或いはＭＦＰ１０内の用紙の貯蔵されている給紙カセット１８の情報から用紙サイズを判定するようにしてもよい。

ところで、図５、図６の加熱部材４６では、隣接する発熱部材５１の間に間隙５６が存在する。また図８、図９の加熱部材４６も同様に、隣接する発熱部材の間に間隙５６が存在する。この間隙５６部分は発熱できないため、間隙部分で温度低下を生じ、用紙の搬送方向Ｙと直角する方向に発熱むらが生じていた。発熱むらは、定着品質に影響し、特にカラー印刷の場合は、発色、光沢に差異が発生する可能性があるため、加熱部材４６を均熱化することが課題となっている。

そこで、第１の実施形態に係るヒータおよび定着装置は、セラミック基板を、例えば、多層構造とし、セラミック基板の第１の面（第１層上）に複数の発熱部材５１をＸ方向に配列し、第２の面（第２層上）に、複数の発熱部材間の間隙を補足するように、能動的又は受動的に発熱（保有した熱を放射）する熱放射体を配置するようにしている。

図１０は、一実施形態に係る加熱部材４６（ヒータ）の構成を示す図であり、（ａ）は、斜視図である。図１０（ａ）の加熱部材４６は、図５に示すように、一定幅の発熱部材５１をＸ方向に複数個配列した例に対応する。

図１０（ａ）に示すように、耐熱性の絶縁基材であるセラミック基板５０は、第１層のセラミック基板５０１と第２層のセラミック基板５０２を有する多層構造としている。尚、第１層のセラミック基板５０１は、セラミック基板５０の中で本体部分を構成する層、即ち、基層を成す。

そして、セラミック基板５０の第１の面（例えば、第１層のセラミック基板５０１）上に直接、発熱抵抗層が積層されている。またセラミック基板５０の第２の面（例えば、第２層のセラミック基板５０２）上に直接、発熱抵抗層が積層されている。発熱抵抗層は、発熱部材５１を構成し、例えばＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成される（或いは、発熱部材５１は、セラミック基板５０１、５０２上にグレーズ層及び発熱抵抗層を積層して構成してもよい）。ここで、第２の面の複数の発熱部材５１は、均熱化のための部材であり、能動的に保有した熱を放射する熱放射体を構成する。

また、第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１は、所定の間隙５７を置いて、セラミック基板５０１の長手方向（Ｘ方向）に配列している。また、第２層のセラミック基板５０２上の各発熱部材５１も所定の間隙５７を置いて、セラミック基板５０２の長手方向（Ｘ方向）に配列している。

但し、第２層に配置した発熱部材５１は、第１層の発熱部材５１間の間隙５７を補足するように配置している。つまり、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、上下方向に互い違いに配置されている。また、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。更に第２層のセラミック基板５０２上に保護層５０３を設けても良い。保護層５０３は、例えばＳｉ_３Ｎ_４などによって形成される。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印Ａ方向から見た加熱部材４６の断面図である。図１０（ｂ）で示すように、発熱部材５１はセラミック基板５０１，５０２に多層に形成されている。発熱部材５１（発熱抵抗層）の形成方法は既知の方法（例えばサーマルヘッドの作成方法）と同様であり、発熱抵抗層の上にアルミニウムでマスキング層を形成する。隣接する発熱部材間は絶縁される。また、Ｙ方向に発熱部材５１が露出するようなパターンでアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）を形成する。

各発熱部材５１の両端のアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）には配線用の導電体５８が接続され、導電体５８は、セラミック基板５０１，５０２にスクリーン印刷等で形成された配線パターン５９にスルーホールパターン（スルーホールに銀ペーストを充填）で接続され、配線パターン５９を、それぞれ駆動ＩＣ５３のスイッチング素子に繋ぐようにしている。したがって、各発熱部材５１への給電は、駆動源５４から配線パターン５９と導電体５８、及び駆動ＩＣ５３のスイッチング素子を介して行われる。

更に、第２層のセラミック基板５０２上の発熱部材５１、アルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）、導電体５８等の全てを覆うように、最上部に保護層５０３を形成する。このような発熱部材群に対して駆動源５４からＡＣやＤＣを供給する場合は、駆動ＩＣのスイッチング素子（トライアック、ＦＥＴ）をゼロクロス回路によってスイッチングし、フリッカにも配慮するとよい。

図１０（ｃ）は、加熱部材４６をＹ方向から見た概略断面図である。図１０（ｃ）から分かるように、第１層のセラミック基板５０１、第２層のセラミック基板５０２上には、発熱部材５１が配列されている。第１層の発熱部材５１は、所定幅の間隙５７を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。また、第２層の発熱部材５１は、第１層の間隙５７を補足するように所定幅の間隙５７を置いて配列されている。

第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、上下方向に互い違いに配置されており、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。

図１０（ｄ）は、加熱部材４６の他の例を示す概略断面図である。図１０（ｄ）の加熱部材４６は、図８の例に対応する。図１０（ｄ）では、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６のみを示している。発熱部材５１１、５１３，５１５，５１７は、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６の配置に対して左右対称であり、図示は省略する。

図１０（ｄ）の例では、第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１６、５１２は、所定幅の間隙５７を置いて、セラミック基板５０１上のＸ方向に配列している。また、第２層のセラミック基板５０２上の各発熱部材５１４，５１１は、第１層の間隙５７を補足するように所定幅の間隙５７を置いて配列している。

第１層の発熱部材（５１６，５１２）と、第２層の発熱部材（５１４，５１１）は、上下方向に互い違いに配置されている。また、第１層の発熱部材のＸ方向の両端部は、第２層の発熱部材のＸ方向の両端部とオーバラップしている。したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。

加熱部材４６の温度を均一化することにより、定着ベルト４１の温度ムラを低減して均熱化を図ることができ、画像形成時にトナーが均一に付着し、色ムラが少なくなり、画像の品質を向上することができる。

尚、図１０（ｄ）の加熱部材４６は、図８の例に対応するものであるが、図９の例に対応するように構成することもできる。即ち、セラミック基板５０１上に、図９の発熱部材５１１、５１３を、間隙５７を置いて配置し、セラミック基板５０２上に、発熱部材５１２、５１４を、間隙５７を置いて配置してもよい。この場合も、第１層の発熱部材のＸ方向の両端部は、第２層の発熱部材のＸ方向の両端部とオーバラップするように配列する。

第１の面（第１層）の発熱部材と、第２の面（第２層）の発熱部材は、セラミック基板５０の表面（加熱部材４６が定着ベルト４１と接触する位置）から遠い層（第１層）の発熱部材の発熱量が大きくなるように設定すると、より均熱化を図ることができる。

即ち、加熱部材４６を定着ベルト４１に接触した際に、セラミック基板５０の基層を成す第１層のセラミック基板５０１は、定着ベルト４１から離れた距離に位置する。このため、定着ベルト４１に近い第２層の発熱部材５１の発熱量よりも、第１層の発熱部材の発熱量を大きくすることで、定着ベルト４１と接する加熱部材４６の長手方向の発熱量は、ほぼ均一となり、定着ベルト４１を均一の温度で加熱することができる。

定着ベルト４１と接触する位置から遠い層の発熱部材の発熱量を大きくするには、材質の異なる抵抗発熱層を用いるとよい。或いは、発熱量を大きくするために、同一材料で膜厚の厚い抵抗発熱層を形成するとよい。またセラミック基板５０の表面から見たとき、遠い層の発熱部材のＹ方向の長さを短くしてもよい。

こうして、加熱部材４６は、第１の面の発熱部材の発熱量と、第２の面の発熱部材（熱放射体）の発熱量が異なるように設定し、定着ベルト４１との接触位置（ニップ）に対して近い層（第２層）にある発熱部材５１の発熱量よりも、遠い層（第１層）にある発熱部材５１の発熱量が大きくなるようにすることで、より均熱化を図ることができる。

図１１は、一実施形態に係る加熱部材４６（ヒータ）の他の構成を示す図である。図１１（ａ）は、斜視図である。加熱部材４６は、単一の絶縁基板（例えば、セラミック基板５０１）の両面に、それぞれ一定幅の発熱部材５１をＸ方向に複数個配列している。尚、図１１において、セラミック基板５０１の上側の面を表面とし、下側の面を裏面として説明する。

セラミック基板５０１の裏面（第１の面）及び表面（第２の面）には、それぞれ直接、発熱抵抗層が積層されて形成されている（或いはセラミック基板５０１の裏面及び表面にグレーズ層及び発熱抵抗層が積層されて形成されてもよい）。発熱抵抗層は、発熱部材５１を構成し、例えばＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成される。

また、セラミック基板５０１の裏面（第１の面）に形成した各発熱部材５１は、所定の間隙５７を置いて、長手方向（Ｘ方向）に配列している。また、セラミック基板５０１の表面（第２の面）に形成した各発熱部材５１も所定の間隙５７を置いて、長手方向（Ｘ方向）に配列している。但し、表面に配置した発熱部材５１は、裏面の発熱部材５１間の間隙５７を補足するように配置され、裏面に配置した発熱部材５１と、表面に配置した発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。更にセラミック基板５０１の上面側に保護層５０３を設け、下面側に保護層５０４を設けても良い。保護層５０３、５０４は、例えばＳｉ_３Ｎ_４などによって形成される。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印Ａ方向から見た加熱部材４６の断面図である。図１１（ｂ）で示すように、発熱部材５１はセラミック基板５０１の両面に形成している。また、Ｙ方向に発熱部材５１が露出するようなパターンでアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）を形成している。

各発熱部材５１の両端の電極５２ａ，５２ｂには、配線用の導電体５８が接続されている。導電体５８は、セラミック基板５０１にスクリーン印刷等で形成された配線パターン５９に接続され、配線パターン５９は、それぞれ駆動ＩＣ５３のスイッチング素子に繋ぐようにしている。

図１１では、主に発熱部材５１の配置を説明するため、配線パターン５９の詳細は略しているが、セラミック基板５０１のＹ方向の幅を広くすれば、配線パターン５９を形成するスペースを確保することができる。こうして、各発熱部材５１への給電は、駆動源５４から配線パターン５９と導電体５８、及び駆動ＩＣ５３のスイッチング素子を介して行われる。

図１１（ｃ）は、加熱部材４６をＹ方向から見た概略断面図である。セラミック基板５０１の裏面側の発熱部材５１は、所定幅の間隙５７を置いて、Ｘ方向に配列している。また、表面側の発熱部材５１は、裏面側の間隙５７を補足するように所定幅の間隙５７を置いて配列している。

裏面側の発熱部材５１と表面側の発熱部材５１は、上下方向に互い違いに配置されており、それぞれの発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。

図１１（ｄ）は、加熱部材４６の他の例を示す概略断面図である。図１１（ｄ）の加熱部材４６は、図８の例に対応する。図１１（ｄ）では、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６のみを示している。発熱部材５１１、５１３，５１５，５１７は、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６の配置に対して左右対称であり、図示は省略する。

図１１（ｄ）の例では、セラミック基板５０１の裏面側に、所定幅の間隙５７を置いて発熱部材５１６，５１２をＸ方向に配列している。また、セラミック基板５０１の表面側に、間隙５７を補足するように発熱部材５１４、５１１を所定幅の間隙５７を置いて、Ｘ方向に配列している。裏面側の発熱部材（５１６，５１２）と、表面側の発熱部材（５１４，５１１）は、上下方向に互い違いに配置され、それぞれの発熱部材のＸ方向の両端部はオーバラップしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。加熱部材４６の温度を均一化することにより、定着ベルト４１の温度ムラを低減して均熱化を図ることができ、画像形成時の品質を向上することができる。

尚、第１の面（裏面）の発熱部材と、第２の面（表面）の発熱部材は、セラミック基板５０１の表面（加熱部材４６が定着ベルト４１と接触する位置）から遠い面（裏面）の発熱部材の発熱量が大きくなるように設定すると、より均熱化を図ることができる。

尚、図１１（ｄ）の加熱部材４６は、図８の例に対応するものであるが、図９の例に対応するように構成することもできる。即ち、セラミック基板５０１の第１の面（例えば裏面）に、図９の発熱部材５１１、５１３を、間隙５７を置いて配置する。また、間隙５７を補足するように、第２の面（例えば表面に）に発熱部材５１２、５１４を、間隙５７を置いて配置する。この場合も、第１の面の発熱部材のＸ方向の両端部は、第２の面の発熱部材のＸ方向の両端部とオーバラップするように配列する。

図１２は、加熱部材４６の別の変形例を示す概略断面図である。図１２は、図１０（ｃ）における第１層の発熱部材５１と第２層の発熱部材５１の配列の変形例である。図１２（ａ）に示すように、第１層、第２層のセラミック基板５０１、５０２上には、発熱部材５１が配列されている。第１層の発熱部材５１は、所定幅の間隙５７を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。また、第２層の発熱部材５１は、第１層の間隙５７を補足するように所定幅の間隙５７を置いて配列されている。

第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、上下方向に互い違いに配置されているが、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がオーバラップすることなく、対向する間隙５７に一致するようにしている。つまり、間隔５７は、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１のＸ方向の幅と一致するように設定している。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、切れ目なくＸ方向に配置され、均一の温度に制御することが可能となる。図１０（ｃ）のように、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１がオーバーップしていないが、第１層の間隙５７を第２層の発熱部材５１で補足しているため、間隙５７部分の温度低下を抑えることができる。

また、図１２（ｂ）は、加熱部材４６の更なる変形例である。第１層、第２層のセラミック基板５０１、５０２上には、それぞれ発熱部材５１が所定幅の間隙５７を置いてＸ方向に配列されており、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、上下方向に互い違いに配置されている。

但し、第１層の発熱部材５１と、第２層の発熱部材５１は、Ｘ方向の端部がオーバラップすることなく、間隔５７は、第１層、第２層の発熱部材５１のＸ方向の幅よりも若干大き目に設定している。したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、多少の切れ目を有してＸ方向に配置されることになる。

図１２（ｂ）の例では、図１０（ｄ）のように、第１層と第２層の発熱部材５１の端部がオーバラップしていないが、第１層の間隙５７の大部分を第２層の発熱部材５１で補足しているため、間隙５７部分の温度低下を抑える効果はある。

尚、第１層の発熱部材５１と第２層の発熱部材５１がオーバーップしない構成は、図８、図９の加熱部材４６、及び図１１の単層構造のセラミック基板５０１に形成した加熱部材４６にも、適用することができる。

以上述べたように、一実施形態に係るヒータおよび定着装置によれば、加熱部材４６（ヒータ）における複数の発熱部材は、発熱部材間の絶縁が確保され、かつ温度ムラの発生を低減することができる。

尚、本実施形態では、耐熱性の絶縁基材として、セラミックスを例として述べたが、ガラス・エポキシ基板や、ガラス・コンポジット基板などの耐熱性の絶縁基材であれば、同様の効果があることは明白である。また、例えば発熱抵抗層の上部のより上の層をＳｉＯ_２としても良い。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係るヒータ及び定着装置について説明する。第２の実施形態における加熱部材４６は、セラミック基板を、例えば多層構造とし、セラミック基板の第１の面（第１層のセラミック基板上）に複数の発熱部材５１をＸ方向に配列し、第２の面（第２層のセラミック基板上）に複数の発熱部材間の間隙を補足するように、複数の熱良導体層６０を配列するようにしている。第２の面の複数の熱良導体層６０は、均熱化のための部材であり、受動的に発熱（保有した熱を放射）する熱放射体を構成する。

図１３は、第２の実施形態に係る加熱部材４６の構成を示す図であり、（ａ）は、斜視図である。図１３（ａ）の加熱部材４６は、図５に示すように、一定幅の発熱部材５１をＸ方向に配列した例に対応する。

図１３（ａ）に示すように、耐熱性の絶縁基材であるセラミック基板５０は、第１層のセラミック基板５０１と第２層のセラミック基板５０２を有する多層構造としている。そして第１層のセラミック基板５０１上に直接、発熱抵抗層が積層されている（或いは第１層のセラミック基板５０１上にグレーズ層及び発熱抵抗層が積層されている）。発熱抵抗層は、発熱部材５１を構成し、例えばＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成される。

また、第２層のセラミック基板５０２上には、第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１間の間隙５６部分を補足するように所定の間隔を置いて、熱良導体層６０を配列している。熱良導体層６０は、アルミニウムや銅などの金属層でなる均熱化のための部材であり、第１層の発熱部材５１の熱を受けることで発熱する。つまり、熱良導体層６０は、受動的に保有した熱を放射する熱放射体を構成する。第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるようにＸ方向に配置され、発熱部材５１の熱を熱良導体層６０に伝えることで、間隙５６部分の温度低下を低減するようにしている。これにより加熱部材４６を均一の温度に制御することが可能となる。更に第２層のセラミック基板５０２上に保護層５０３を設けても良い。保護層５０３は、例えばＳｉ_３Ｎ_４やＳｉＯ_２などによって形成される。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の矢印Ａ方向から見た加熱部材４６の断面図である。図１３（ｂ）で示すように、発熱部材５１はセラミック基板５０１上に形成されている。発熱部材５１（発熱抵抗層）の形成方法は既知の方法（例えばサーマルヘッドの作成方法）と同様であり、発熱抵抗層の上にアルミニウムでマスキング層を形成する。隣接する発熱部材間は絶縁される。また、Ｙ方向に発熱部材５１が露出するようなパターンでアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）を形成する。

各発熱部材５１の両端のアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）には配線用の導電体５８が接続され、導電体５８は、セラミック基板５０１にスクリーン印刷等で形成された配線パターン５９にスルーホールパターンで接続され、配線パターン５９に、それぞれ駆動ＩＣ５３のスイッチング素子に繋ぐようにしている。したがって、各発熱部材５１への給電は、駆動源５４から配線パターン５９と導電体５８、及び駆動ＩＣ５３のスイッチング素子を介して行われる。

また、第２層のセラミック基板５０２上には、第１層のセラミック基板上の各発熱部材５１間の間隙５６部分を補足するように所定の間隔を置いて、熱良導体層６０を配列している。更に、第２層のセラミック基板５０２の熱良導体層６０等の全てを覆うように、最上部に保護層５０３を形成する。

図１３（ｃ）は、加熱部材４６をＹ方向から見た概略断面図である。図１３（ｃ）から分かるように、第１層、第２層のセラミック基板５０１、５０２上には、発熱部材５１と熱良導体層６０がそれぞれ配置されている。第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１は、所定幅の間隙５６を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。

また、第２層に配列した熱良導体層６０は、第１層の間隙５６を補足するように所定の間隔を置いて配列している。第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるように配置され、発熱部材５１の熱を熱良導体層６０に伝えることで間隙５６部分の温度低下を低減するようにしている。これにより加熱部材４６を均一の温度に制御することが可能となる。

図１３（ｄ）は、加熱部材４６の他の例を示す概略断面図である。図１３（ｄ）の加熱部材４６は、図８に示した例に対応する。図１３（ｄ）では、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６のみを示している。発熱部材５１１、５１３，５１５，５１７は、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６の配置に対して左右対称であり、図示は省略する。

図１３（ｄ）の例では、第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６は、所定幅の間隙５６を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。また、第２層のセラミック基板５０２に配列した熱良導体層６０は、第１層の間隙５６を補足するように配列している。

第１層の発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６と、第２層の熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。したがって、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるようにＸ方向に配置され、発熱部材５１の熱を熱良導体層６０に伝えることで間隙５６部分の温度低下を低減するようにしている。

図１３の実施形態に係る定着装置によれば、加熱部材４６における複数の発熱部材５１は、発熱部材間の絶縁が確保される。かつ間隙５６部分にある熱良導体層６０は、発熱部材５１からの熱を受けて受動的に発熱することで、間隙部分の温度低下を低減し、温度ムラの発生を低減することができる。

加熱部材４６で発生した熱は、定着ベルト４１の基材、弾性層、表面保護層等により拡散されていくため、熱良導体層６０は、発熱部材５１間の間隙５６部分を跨ぐ形で配置すると良い。

本実施例では画像サイズに相当する部分の発熱に関して述べたが、ヒータを細分化して、画像のあるところのみ加熱させるか、或いは何らかの事情で、部分的に温度差があるところを補正しながら加熱することもできる。

図１４は、第２の実施形態に係る加熱部材４６の変形例の構成を示す図であり、（ａ）は、斜視図である。図１４（ａ）の加熱部材４６は、単一の絶縁基板（例えば、セラミック基板５０１）の第１の面（裏面）に発熱部材５１をＸ方向に複数個配列し、第２の面（表面）に熱良導体層６０をＸ方向に配列している。

図１４（ａ）に示すように、セラミック基板５０１の裏面には、直接、発熱抵抗層が積層されて形成されている（或いは、セラミック基板５０１の裏面にグレーズ層及び発熱抵抗層が積層されて形成されている）。発熱抵抗層は、発熱部材５１を構成し、例えばＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成される。各発熱部材５１は、所定の間隙５６を置いて、長手方向（Ｘ方向）に配列している。

また、セラミック基板５０１の表面には、裏面に形成した各発熱部材５１間の間隙５６部分を補足するように所定の間隔を置いて、熱良導体層６０を配列している。熱良導体層６０は、アルミニウムや銅などの金属層である。セラミック基板５０１の裏面の発熱部材５１と、表面の熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップするように配列している。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるようにＸ方向に配置され、発熱部材５１の熱を熱良導体層６０に伝えることで、間隙５６部分の温度低下を低減するようにしている。これにより加熱部材４６を均一の温度に制御することが可能となる。

更にセラミック基板５０１の表面に保護層５０３を設け、裏面に保護層５０４を設けても良い。保護層５０３、５０４は、例えばＳｉ_３Ｎ_４やＳｉＯ_２などによって形成される。

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の矢印Ａ方向から見た加熱部材４６の断面図である。図１４（ｂ）で示すように、発熱部材５１はセラミック基板５０１の裏面に形成されている。また、発熱部材５１のＹ方向にアルミニウム層（電極５２ａ，５２ｂ）を形成している。

各発熱部材５１の両端の電極５２ａ，５２ｂには配線用の導電体５８が接続され、導電体５８は、セラミック基板５０１にスクリーン印刷等で形成された配線パターン５９に接続され、配線パターン５９に、それぞれ駆動ＩＣ５３のスイッチング素子に繋ぐようにしている。

図１４では、主に、発熱部材５１と熱良導体層６０の配置を説明するため、配線パターン５９の詳細は略しているが、セラミック基板５０１のＹ方向の幅を広くすれば、配線パターン５９を形成するスペースを確保することができる。こうして、各発熱部材５１への給電は、駆動源５４から配線パターン５９と導電体５８、及び駆動ＩＣ５３のスイッチング素子を介して行われる。

図１４（ｃ）は、加熱部材４６をＹ方向から見た概略断面図である。図１４（ｃ）から分かるように、セラミック基板５０１の裏面には、発熱部材５１が配置され、表面には、熱良導体層６０が配置されている。

セラミック基板５０１の裏面に形成した各発熱部材５１は、所定幅の間隙５６を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。また、セラミック基板５０１の表面に配列した熱良導体層６０は、発熱部材５１の間隙５６を補足するように所定の間隔を置いて配列している。裏面の発熱部材５１と、表面の熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるように配置される。熱良導体層６０は、発熱部材５１からの熱を受けて受動的に発熱することで、間隙５６部分の温度低下を低減するようにしている。これにより加熱部材４６を均一の温度に制御することが可能となる。

図１４（ｄ）は、加熱部材４６の他の例を示す概略断面図である。図１４（ｄ）の加熱部材４６は、図８に示した例に対応する。図１４（ｄ）では、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６のみを示している。発熱部材５１１、５１３，５１５，５１７は、発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６の配置に対して左右対称であり、図示は省略する。

図１４（ｄ）の例では、セラミック基板５０１の裏面に形成した各発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６は、所定幅の間隙５６を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。また、セラミック基板５０１の表面の熱良導体層６０は、間隙５６を補足するように配列している。

発熱部材５１１、５１２，５１４，５１６と、熱良導体層６０は、Ｘ方向の端部がそれぞれオーバラップしている。したがって、発熱部材５１は、間隙５６が熱良導体層６０によって隠れるようにＸ方向に配置される。熱良導体層６０は、発熱部材５１からの熱を受けて受動的に発熱し、間隙５６部分の温度低下を低減する。

図１４の実施形態に係る定着装置によれば、加熱部材４６における複数の発熱部材は、発熱部材間の絶縁が確保される。かつ間隙５６部分にある熱良導体層６０は、発熱部材５１からの熱を受けて受動的に発熱することで、間隙部分の温度低下を低減し、温度ムラの発生を低減することができる。

尚、図１４（ｄ）の加熱部材４６は、図８の例に対応するものであるが、図９の例に対応するように、セラミック基板５０１の第１の面（例えば裏面）に発熱部材５１１、５１２、５１３、５１４を、間隙５６を置いて配置し、第２の面（例えば表面に）に熱良導体層６０を、互い違いになるように配置してもよい。

図１５は、加熱部材４６の別の変形例を示す概略断面図である。図１５は、図１３（ｃ）における第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体層６０の配列の変形例である。図１５（ａ）から分かるように、セラミック基板５０１、５０２上には、発熱部材５１と熱良導体層６０がそれぞれ配置されている。第１層のセラミック基板５０１上の各発熱部材５１は、所定幅の間隙５６を置いて、セラミック基板５０１のＸ方向に配列している。

第１層の発熱部材５１と、熱良導体層６０は、上下方向に互い違いに配置されているが、熱良導体層６０のＸ方向の幅は、対向する間隙５６に一致するようにしている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１と熱良導体層６０は、切れ目なくＸ方向に配置される。つまり、図１０（ｃ）のように、第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体層６０は、オーバーップしていないが、第１層の間隙５６を第２層の熱良導体層６０で補足しているため、間隙５６部分の温度低下を抑えることができる。

また、図１５（ｂ）は、加熱部材４６の更なる変形例である。第１層のセラミック基板５０１上には、発熱部材５１が所定幅の間隙５６を置いてＸ方向に配列されている。また、第２層の熱良導体６０は、間隙５６を補足するように配列されている。

第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体６０は、上下方向に互い違いに配置されているが、Ｘ方向の端部はオーバラップすることなく、熱良導体６０のＸ方向の幅は、間隙５６よりも若干小さくなっている。

したがって、加熱部材４６を図の真上から見た場合、発熱部材５１と熱良導体６０は、多少の切れ目を有してＸ方向に配置される。図１４（ｃ）のように、第１層の発熱部材５１と、第２層の熱良導体６０の端部はオーバーップしていないが、第１層の間隙５６の大部分を第２層の熱良導体６０で補足しているため、間隙５６部分の温度低下を抑える効果はある。

尚、第１層の発熱部材５１と第２層の発熱部材５１がオーバーップしない構成は、図８、図９の加熱部材４６、及び図１４の単層構造のセラミック基板５０１に形成した加熱部材４６にも、適用することができる。

図１６は、実施形態に係る定着装置３６の変形例を示す構成図である。図１６の定着装置３６は、図３の定着ベルト４１を、円筒状のエンドレスベルト４１１に置換したものである。定着装置３６は、円筒状の回転体である定着ベルト４１１、プレスローラ４２を有している。

プレスローラ４２は、モータによって駆動力が伝達されて回転する（回転方向を図１６の矢印ｔで示す）。プレスローラ４２が回転することで定着ベルト４１１は従動して回転する（その回転方向を図１０の矢印ｓで示す）。また回転体（定着ベルト４１１）の内側にあって、プレスローラ４２と対向するように板状の加熱部材４６を設けている。

また定着ベルト４１の内側には、円弧状のガイド４７を設け、定着ベルト４１１は、ガイド４７の外周に沿って取り付けられている。また加熱部材４６は、ガイド４７に取り付けた支持部材４８に支持され、加熱部材４６は、定着ベルト４１１の内側に接触し、かつプレスローラ４２の方向に押圧される。したがって、定着ベルト４１１とプレスローラ４２との間に所定幅の定着ニップを形成し、用紙Ｐが定着ニップを通過する際に、熱と圧力で用紙Ｐ上のトナー像を用紙Ｐに定着する。

つまり、定着ベルト４１１は、ガイド４７に支持されながら、加熱部材４６の周りを周回する。また加熱部材４６は、図６又は図８、図９に示す基本構成を有し、図１０（または図１３）に示すように、多層構造のセラミック基板５０、又は、図１１（または図１４）に示すように、単層構造のセラミック基板５０１に形成される。

以下、上記のように構成されたＭＦＰ１０の印刷時の動作を図１７のフローチャートを用いて説明する。図１７は、第１の実施形態におけるＭＦＰ１０の制御の具体例を示すフローチャートである。

先ず、Ａｃｔ１（動作１）において、スキャナ部１５が画像データを読込むと、ＣＰＵ１００は、画像形成部２０における画像形成制御プログラムと定着装置３６における定着温度制御プログラムを並列して実行する。

画像形成処理が開始されると、Ａｃｔ２では、読込んだ画像データを処理し、Ａｃｔ３で、感光体ドラム２２の表面に静電潜像が書込まれる。またＡｃｔ４で、現像器２４は、静電潜像を現像する。

他方、定着温度制御処理が開始されると、例えば、ラインセンサ４０の検出信号や、オペレーションパネル１４ａによる用紙選択情報、或いは画像データの解析結果等に基づいて、ＣＰＵ１００は、Ａｃｔ５で、用紙サイズと画像データの印字範囲の大きさをそれぞれ判定する。またＡｃｔ６で、定着制御回路１５０は、用紙Ｐの印字範囲に対応する位置に配置された発熱部材群を発熱対象として選択する。例えば、図７に示した例では、印字領域の幅に対応して中央に配置されている１４個の発熱部材５１が選択される。

次に、ＡＣｔ７で、選択された発熱部材群への温度制御開始信号をＯＮにすると、選択された発熱部材群への通電が行われ、温度が上昇する。

次に、Ａｃｔ８で、定着ベルト４１の内側或いは外側に配置された温度検知部材１５２により、発熱部材群の表面温度を検知する。更にＡｃｔ９で、ＣＰＵ１００は、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定した場合（Ａｃｔ９：Ｙｅｓ）は、Ａｃｔ１０へ進む。一方、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定した場合（Ａｃｔ９：Ｎｏ）は、Ａｃｔ１１へ進む。

Ａｃｔ１１で、ＣＰＵ１００は、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定した場合（Ａｃｔ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、Ａｃｔ１２で、先のＡｃｔ６において選択された発熱部材群への通電をＯＦＦにし、Ａｃｔ８へ戻る。

また、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定した場合（Ａｃｔ１１：Ｎｏ）は、Ａｃｔ９の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、ＣＰＵ１００は、Ａｃｔ１３で、発熱部材群への通電をＯＮ状態に維持、或いは、再度ＯＮにし、Ａｃｔ８へ戻る。

次に、ＣＰＵ１００は、Ａｃｔ１０で、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Ｐを転写部に搬送する。また、Ａｃｔ１４で、用紙Ｐにトナー像を転写する。そして用紙Ｐにトナー像を転写した後、用紙Ｐを定着装置３６内に搬送する。

次に、Ａｃｔ１５で、定着装置３６は用紙Ｐにトナー像を定着させる。またＡｃｔ１６で、ＣＰＵ１００は、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する。ここで、印字処理を終了すると判定した場合（Ａｃｔ１６：Ｙｅｓ）は、Ａｃｔ１７で、全ての発熱部材群への通電をＯＦＦにし、処理を終了する。一方、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合（Ａｃｔ１６：Ｎｏ）、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Ａｃｔ１へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。

以上述べたように、本実施形態に係る定着装置３６は、加熱部材４６（ヒータ）の発熱部材群が用紙搬送方向Ｙと直角する方向（Ｘ方向）に配置され、定着ベルト４１の内側に接触して配置される。また画像データの印字範囲（画像形成領域）に対応して発熱部材群のいずれかを選択的に通電する。したがって、加熱部材４６の用紙の非通紙部分の異常発熱を防止でき、非通紙部分の無駄な加熱を抑制できるため、熱エネルギーを大幅に削減することができる。

また、加熱部材４６の発熱部材が所定の間隙を置いて配置されても、多層に補足配置した発熱部材や、熱良導体層により、上記間隙部分での温度低下を抑えて均熱化することができる。したがって、定着品質を高めることができる。

尚、セラミック基板５０への発熱抵抗層や熱良導体層の形成や、配線パターンの形成につていては、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired ceramics）多層基板で構成することもできる。ＬＴＣＣ多層基板は、配線導体とセラミックス基材を例えば９００℃以下の低温で同時焼成して作る低温焼成積層セラミックス基板として知られている。または、様々な膜形成（薄膜、厚膜）プロセスにより、耐熱の絶縁体の層形成で実現することも可能である。

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、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。この新規な実施形態は、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。本実施形態及びその変形は、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。

１０…画像形成装置
３６…定着装置
４１…定着ベルト（回転体）
４２…加圧ローラ
４６…加熱部材（ヒータ）
５０１，５０２…セラミック基板
５１…発熱部材
５３１～５３７…駆動ＩＣ
６０…熱良導体層

Claims (6)

1. 耐熱性の絶縁基材と、
   前記絶縁基材の第１の面に、第１の方向に配列した複数の発熱部材と、
   前記複数の発熱部材間の間隙部分を補足するように、前記絶縁基材の前記第１の面とは異なる面に配置し、受動的に保有した熱を放射する熱放射体と、
   を備えるヒータ。
2. 前記熱放射体は、前記間隙部分に対応した位置に設けられ、前記発熱部材の前記第１の方向の端部とオーバラップするように配置した熱良導体にて成る請求項１記載のヒータ。
3. 前記発熱部材の前記第１の方向と直交する第２の方向の端部に電極が形成され、前記熱放射体は、前記第１の方向と前記第２の方向とに直交する第３の方向において前記発熱部材と前記電極とに重なる請求項１記載のヒータ。
4. 前記発熱部材の前記第２の方向の一方の端部に第１の電極が形成され、
   前記発熱部材の前記第２の方向の他方の端部に第２の電極が形成され、
   前記熱放射体は、前記第３の方向において前記発熱部材と前記第１の電極及び前記第２の電極とに重なる請求項３記載のヒータ。
5. 前記電極の前記発熱部材がある側と反対側の前記第２の方向に導電体を有し、前記導電体は、前記第３の方向において前記熱放射体と重ならない位置へ延在する請求項３記載のヒータ。
6. 像が形成された記録媒体の搬送方向と直交する第１の方向に配置されたエンドレス状の回転体と、
   耐熱性の絶縁基材と、前記絶縁基材の第１の面に、配列した複数の発熱部材と、前記複数の発熱部材間の間隙部分を補足するように、前記絶縁基材の前記第１の面とは異なる面に配置し、受動的に保有した熱を放射する熱放射体と、を含み、前記回転体の内側に接触して前記回転体を加熱するヒータと、を備える加熱装置。

Images