JP7240597B2 - 加熱部材、定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱部材、定着装置および画像形成装置に関する。

画像形成装置に設けられた定着装置には、定着ベルト等の定着部材を加熱するための加熱部材が設けられる。加熱部材によって定着ベルトを定着温度まで加熱した後、定着ベルトと加圧ローラとの間の定着ニップに用紙などの記録媒体を搬送し、定着ニップで記録媒体を加熱および加圧して未定着画像を定着させる。

このような定着装置において、定着ニップの出口側、あるいはそれよりも下流側に、加圧部材の側へ突出した凸部を設けることで、下流側での画像の定着性を向上させたり、定着動作後の記録媒体の定着ベルトからの分離性を向上させる技術がある。

例えば特許文献１（特開２００１－３２４８８６号公報）では、金属板からなる加熱体の基材をヘミング曲げすることにより、基材の定着ニップ出口側に対応する位置に凸部を形成している。これにより、定着ニップ下流側に凸部を設け、画像の定着性を向上させている。

特許文献１のように基材を加工して凸部を形成する方法では、加工上の制約で一定以上の高さでしか凸部を形成することができないため、凸部の高さが高くなりすぎて、摺動抵抗の増加による定着部材等の部材の破損が生じやすくなるという課題があった。

上記の課題を解決するため、本発明は、基材と、前記基材上に設けられた発熱体と、前記基材の表面に設けられた保護層と、を備えた加熱部材であって、定着部材に対向する側の面に、記録媒体搬送方向に延在する平坦部と、 前記基材と別体であって、その一部または全部が前記保護層により設けられ、前記基材上の前記発熱体と異なる位置に設けられた凸部と、を有し、加熱部材が定着装置に装着された状態で、前記凸部が、定着ニップ側に突出して設けられ、かつ、前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側に対向する位置に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、所望の高さの凸部を形成することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。 抵抗発熱体を直列接続した構成のヒータを示す図で、（Ａ）図が平面図、（Ｂ）図が正面図、（Ｃ）図が（Ｂ）図のＡ－Ａ断面図である。 （Ａ）～（Ｃ）図は、抵抗発熱体を並列接続した構成の各ヒータを示す正面図である。 ヒータへの電力供給回路を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るヒータを示す図で、（Ａ）図が平面図、（Ｂ）図が正面図、（Ｃ）図が（Ｂ）図のＢ－Ｂ断面図である。 本発明の第三実施形態に係るヒータを示す図で、（Ａ）図が平面図、（Ｂ）図が正面図、（Ｃ）図が（Ｂ）図のＣ－Ｃ断面図である。 本発明の第四実施形態に係るヒータを示す図で、（Ａ）図が平面図、（Ｂ）図が正面図、（Ｃ）図が（Ｂ）図のＤ－Ｄ断面図である。 本発明の第五実施形態に係るヒータを示す図で、（Ａ）図が平面図、（Ｂ）図が正面図、（Ｃ）図が（Ｂ）図のＥ１－Ｅ１断面図、（Ｄ）図が（Ｂ）図のＥ２－Ｅ２断面図である。 凸部を定着ニップよりも用紙搬送方向下流側に設けた構成の定着装置の断面図である。 基材の裏面側に抵抗発熱体を設けた構成の定着装置の断面図である。 本発明の第六実施形態に係るヒータを示す図で、（Ａ）図が背面図、（Ｂ）図が平面図、（Ｃ）図が正面図、（Ｄ）図が（Ｃ）図のＦ－Ｆ断面図である。 本発明の第七実施形態に係るヒータを示す断面図である。 本発明の第八実施形態に係るヒータを示す断面図である。 凸部と用紙に形成される画像との長手方向の関係を示す図である。 凸部と用紙との長手方向の関係を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すモノクロの画像形成装置１には、感光体ドラム１０が設けられている。感光体ドラム１０は、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体であり、図の矢印方向に回転する。感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラ１９等を備えた現像装置１２と、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード１３等で構成されている。

プロセスユニット２の上方には、露光部３が配置されている。露光部３が画像データに基づいて発したレーザ光Ｌｂが、ミラー１４を介して感光体ドラム１０の表面に照射される。

また、感光体ドラム１０に対向する位置に配置され、転写チャージャを備えた転写手段１５が配置されている。転写手段１５は、感光体ドラム１０表面上の画像を用紙Ｐに転写する。

画像形成装置１の下部には給紙部４が位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１６や、給紙カセット１６から用紙Ｐを搬送路５へ搬出する給紙ローラ１７等からなっている。給紙ローラ１７の搬送方向下流側にはレジストローラ１８が配置されている。

定着装置６は、後述する加熱部材によって加熱される定着ベルト２０、その定着ベルト２０を加圧可能な加圧ローラ２１等を有している。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、まず感光体ドラム１０が帯電ローラ１１によってその表面を帯電される。そして、画像データに基づいて露光部３からレーザービームＬｂが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１０には、現像装置１２から表面部分にトナーが供給され、トナー画像（現像剤像）として可視像化される。そして、転写後の感光体ドラム１０に残されたトナー等は、クリーニングブレード１３によって取り除かれる。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部４の給紙ローラ１７が回転駆動することによって、給紙カセット１６に収容された用紙Ｐが搬送路５に送り出される。

搬送路５に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１８によってタイミングを計られ、感光体ドラム１０表面上のトナー画像と向かい合うタイミングで転写手段１５と感光体ドラム１０との対向部である転写部へ搬送され、転写手段１５による転写バイアス印加によりトナー画像が転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置６へと搬送され、加熱されている定着ベルト２０と加圧ローラ２１とによって加熱および加圧されて、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト２０から分離され、定着装置６の下流側に設けられた搬送ローラ対によって搬送され、装置外側に設けられた排紙トレイへと排出される。

続いて、本発明の第一実施形態に係る定着装置の構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置６は、無端状のベルトから成る、定着部材としての定着ベルト２０と、定着ベルト２０の外周面に当接して定着ニップ（ニップ部）Ｎを形成する、加圧部材としての加圧ローラ２１と、定着ベルト２０を加熱する加熱部材としてのヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材としてのヒータホルダ２３と、ヒータホルダ２３を支持する支持部材としてのステー２４とヒータ２２の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ２５を有し、検知した検知温度に応じて、加熱制御手段によってヒータ２２に供給する電力を制御することで定着ベルト２０の温度を所望の温度に制御する。

定着ベルト２０は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５～５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０～５００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。

加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。

加圧ローラ２１が付勢手段によって定着ベルト２０側へ付勢されることで、加圧ローラ２１は定着ベルト２０を介してヒータ２２に圧接される。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に定着ニップＮが形成される。また、加圧ローラ２１は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ２１が図２の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト２０が従動回転する。

ヒータ２２は、定着ベルト２０の幅方向（図２の紙面に垂直な方向で、ヒータ２２やヒータホルダ２３の長手方向とする）にわたって長手状に設けられた面状の加熱部材であり、平板状の基材３０と、基材３０上に設けられた抵抗発熱体（発熱体）３１と、抵抗発熱体３１を被覆する保護層３２等で構成されている。また、ヒータ２２は、保護層３２側で定着ベルト２０の内周面に対して接触しており、抵抗発熱体３１から発された熱は、保護層３２を介して定着ベルト２０へと伝達される。

ヒータホルダ２３及びステー２４は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置６の両側板に支持されている。ステー２４によってヒータホルダ２３及びこれに保持されるヒータ２２が支持されていることで、加圧ローラ２１が定着ベルト２０に加圧された状態で、ヒータ２２が加圧ローラ２１の押圧力を確実に受けとめて定着ニップＮを安定的に形成する。

ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ２３をＬＣＰなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト２０を加熱することができる。また、ヒータ２２に対するヒータホルダ２３の接触面積を少なくし、ヒータ２２からヒータホルダ２３へ伝わる熱量を低減するため、ヒータホルダ２３はヒータ２２の基材３０に対して突起部２３ａを介して接触している。さらに、本実施形態のように、ヒータホルダ２３の突起部２３ａを、基材３０の抵抗発熱体３１が配置されている箇所の裏側以外、すなわち基材３０の温度が高くなりやすい箇所を避けて接触させることで、ヒータホルダ２３へ伝わる熱量をさらに低減して効率的に定着ベルト２０を加熱できる。

本実施形態に係る定着装置６において、印刷動作が開始されると、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。また、ヒータ２２の抵抗発熱体３１に電力が供給されることで、定着ベルト２０が加熱される。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（定着ニップＮ）に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。

次に、ヒータ２２の構成について、より詳細に説明する。なお、本実施形態のヒータ２２として、図３に示す抵抗発熱体が直列に接続されたものと、図４に示す並列に接続されたものとを説明する。なお、下記で示す抵抗発熱体の配置やその数は一例であり、定着装置に通紙される用紙の種類等に応じて、適宜、変更が可能である。

図３（Ａ）～図３（Ｃ）に示すように、長手の板状部材である基材３０の表面には、長手方向に延在する２列の抵抗発熱体３１、３１と、導電体としての給電線３３ａ～３３ｃと、電極部３４ａ、３４ｂ等が設けられている。そして、基材３０の表面、および、これらの部材を覆うようにして保護層３２が設けられる。

基材３０の材料としては、アルミナや窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性樹脂材料が耐熱性および絶縁性に優れ好ましい本実施形態では、基材３０に絶縁性の材料が用いられる。

抵抗発熱体３１，３１や給電線３３ａ～３３ｃの材料としては、銀（Ａｇ）やパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）などを調合した導電材料からなる。

保護層３２としては、アルミナや窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料により形成することで、保護層３２が耐熱性および絶縁性に優れ、好ましい。

各抵抗発熱体３１、３１は、長手方向一端側で給電線３３ａ、３３ｂを介して電極部３４ａ、３４ｂにそれぞれ接続されている。電極部３４ａ、３４ｂの位置にはコネクタ等が当接し、ヒータ２２を外部と電気的に接続する部分である。また、各抵抗発熱体３１、３１は、その長手方向他端側で、短手方向に延在する給電線３３ｃを介して互いに接続されている。基材３０およびこれらの部材は、保護層３２によって被覆される。保護層３２はこれらの部材を保護すると共に、ヒータ２２を定着ベルト２０に対して絶縁している。

また、基材３０の表面で、その用紙搬送方向下流側には凸部３６が設けられる（詳しくは後述する）。

次に、図４を用いて、各抵抗発熱体３５が並列に接続された構成のヒータ２２について説明する。
図４（Ａ）に示すように、基材３０上に、長手方向に複数の（本実施形態では８つの）抵抗発熱体（発熱体）３５が配置されている。各抵抗発熱体３５は、基材３０の短手方向両側に設けられた給電線３３ｄ、３３ｅにそれぞれ長手方向の両端が接続されており、各抵抗発熱体３５が並列に接続されている。各給電線３３ｄ、３３ｅは、その一端側で電極部３４ｄ、３４ｃに接続されている。

本実施形態では、各抵抗発熱体３５は、正の温度抵抗係数（ＴＣＲ＝Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する材料で構成され、抵抗発熱体３５の温度が上昇するほど、その電気抵抗値も大きくなり、その部分におけるヒータ２２の出力が低下する特徴を有する。

抵抗発熱体３５は、前述の抵抗発熱体３１と同様に、銀（Ａｇ）やパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）などを調合した導電材料からなる。

本実施形態では、幅の小さい小サイズ紙が定着装置６に通紙された場合に、定着ベルトの幅方向端部側、および、それに対応する位置の（つまり、ヒータ２２の長手方向端部側の）抵抗発熱体３５は、用紙Ｐに熱を奪われず相対的に高温になるため、その抵抗値も相対的に大きくなる。この際、各抵抗発熱体３１にかかる電圧は一定のため、長手方向端部側の抵抗発熱体３５の出力が相対的に低下し、発熱量が小さくなる。従って、非通紙領域におけるヒータ２２の発熱量を抑制し、非通紙領域の定着ベルトが過昇温することを防止できる。

これに対して、例えば図３で示した抵抗発熱体が直列接続されたヒータ２２の場合、印刷速度を低下させることで定着ベルトの幅方向端部側の過昇温を防止する必要があったが、抵抗発熱体が並列接続されたヒータ２２では、印刷速度の低下を抑制しつつ、定着ベルトの過昇温を防止することができる。

また、図４（Ｂ）に示すように、各抵抗発熱体３５を傾斜させて略平行四辺形状に設けてもよい。図４（Ａ）のように略矩形状の抵抗発熱体３５を配置した場合には、ヒータ２２の長手方向において、抵抗発熱体３５同士の隙間部分で、その他の部分に比べてヒータ２２の発熱量が大きく低下し、温度ムラができてしまう。しかし、本実施形態のように略平行四辺形状とすることで、ヒータ２２の長手方向において、隣接する抵抗発熱体３５同士をオーバーラップさせることができ、上記の温度ムラを抑制することができる。

さらに、図４（Ｃ）に示すように、各抵抗発熱体３５を、細長の線部として設け、この線部を折り返し蛇行状に設けた構成とすることもできる。抵抗発熱体３５を細長の形状とすることで、抵抗発熱体３５に、抵抗値が低い安価な材料を使用しても要求する発熱量を得ることができ、ヒータ２２のコストダウンを図ることができる。

また、図４（Ａ）～（Ｃ）の各ヒータ２２について、基材３０の表面には凸部３６が設けられる（詳しくは後述する）。

以上のように、本発明のヒータとして、抵抗発熱体が直列接続された直列ヒータと並列接続されたヒータとを用いることができる。以下では、一例として、図３に示す直列式のヒータを用いた場合を例示する。

図５に示すように、本実施形態では、各抵抗発熱体３１に電力を供給するため電力供給回路が、交流電源２００とヒータ２２の電極部３４ａ、３４ｂとを電気的に接続することで構成されている。また、電力供給回路には、供給電力量を制御するトライアック２１０が設けられている。制御部２２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成される。

本実施形態では、温度検知部材としてのサーミスタ２５が、最小通紙幅内であるヒータ２２の長手方向中央領域と、ヒータ２２の長手方向一端部側とに、それぞれ配置されている。さらに、ヒータ２２の長手方向一端部側には、抵抗発熱体３１の温度が所定温度以上となった場合に、抵抗発熱体３１への電力供給を遮断する電力遮断手段としてのサーモスタット２７が配置されている。サーミスタ２５及びサーモスタット２７は、基材３０の裏面（抵抗発熱体３１を配置した側とは反対側）に接触して抵抗発熱体３１の温度を検知する。

各抵抗発熱体３１への供給電力量は、サーミスタ２５の検知温度に基づいて制御部２２０がトライアック２１０を介して制御する。また、定着装置６への通紙時には、用紙Ｐに奪われる熱量を考慮して、各抵抗発熱体３１への供給電力量が決定される。

次に、基材３０の表面上に設けられた凸部についてより詳細に説明する。
図３（Ａ）～（Ｃ）に示すように、基材３０の表面には、長手方向に延在する凸部３６が設けられる。凸部３６は、基材３０の表面上で、抵抗発熱体３１が設けられる部分以外の部分に設けられ、より詳しくは、図３（Ｂ）の上側で、基材３０の用紙搬送方向下流側に設けられる。凸部３６は基材３０とは別体で形成され、本実施形態では、保護層３２の一部として形成される。

図２に示すように、凸部３６は定着ニップＮの側（加圧ローラ２１の側）に突出して設けられ、本実施形態では、定着ニップＮの下流側部分に対応する位置に設けられる。基材３０表面上にこのような凸部３６が形成されることにより、ヒータ２２の用紙搬送方向下流側部分が、中央側に比べて定着ニップＮ側へ突出して設けられる。なお、ヒータ２２の「中央側」とは、ヒータ２２を用紙搬送方向に３分割した際の真ん中の領域を指し、「下流側部分」とは、この中央側の領域よりも用紙搬送方向下流側の一部分を指している。

凸部３６により、定着ニップＮの下流側に加圧ローラ２１側に部分的に突出した形状が設けられ、定着動作の後半での用紙Ｐに対するニップ圧を高めて用紙表面への画像の定着性を向上させることができる。

凸部３６は、ニップ形成面のその他の部分（図２では、保護層３２の定着ベルト２０側の面のうち、凸部３６以外の部分）よりも４０μｍ～４００μｍの範囲で突出させることが好ましい。凸部３６の高さをこの範囲に設けることで、定着動作後半での用紙Ｐに対するニップ圧を十分に高めて定着性を確保することができる。また、凸部３６の高さを高くし過ぎると、定着ベルト２０の摺動抵抗増大により定着ベルト２０の早期破損の原因になったり、加圧ローラ２１側への食い込み量が大きくなって加圧ローラ２１の早期破損の原因になってしまうが、凸部３６を上記範囲に設けることで、これらの部材の早期破損を防止できる。このような部材の早期破損の観点からすると、凸部３６は３００μｍ以下であることがより好ましい。

次に、ヒータ２２の製造方法について説明する。
まず、板材である基材３０の表面上に、前述した抵抗発熱体３１や給電線などを構成する各導電材料ペーストを、スクリーン印刷により塗工し、その後の焼成によって形成する。これらの工程を繰り返し積層することで、所望の厚みを形成する。そして、その上から保護層３２をコーティングすることにより、ヒータ２２を形成することができる。この際、凸部３６に相当する部分だけ上記の積層の回数を増やすことで、その他の部分よりも保護層３２を部分的に突出させ、凸部３６を形成することができる。

例えば本発明と異なる構成として、金属板からなる基材をヘミング曲げして凸部を一体的に形成するような場合、曲げ成形可能な凸部の最小高さは、基材の板厚に依存して決定される。従って、このような場合、板厚によっては凸部の高さを上記範囲に設定することが難しく、部材の早期破損を生じるおそれがある。これに対して本実施形態では、凸部３６を基材３０と別体で形成することにより、凸部３６の高さを所望の高さに設定することができ、上記各部材の早期破損を防止することができる。

また、上記のヘミング曲げのように、基材３０の一部を凸部に成形した状態で、上記のスクリーン印刷により抵抗発熱体３１等を形成しようとすると、版の浮きやスキージの片当たりにより、抵抗発熱体３１の厚みや幅のばらつきが生じてしまう。これにより、抵抗発熱体３１に場所による抵抗のムラができて発熱量にバラつきが生じてしまう。また、抵抗発熱体３１の厚みや幅が小さくなった箇所で断線しやすくなってしまう。これに対して本実施形態では、凸部３６を基材３０とは別体で設けるため、スクリーン印刷時には凸部３６が形成されておらず、スクリーン印刷の邪魔になることがない。従って、上記の版の浮きやスキージの片当たりによる抵抗発熱体３１の厚みや幅のばらつきを防止できる。

次に、上記の実施形態と異なる凸部３６を設けた各実施形態のヒータについて、順番に説明する。以下の説明では、上記の第一実施形態と共通する部分については適宜その説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

図６（Ａ）～（Ｃ）に示すように、第二実施形態のヒータ２２では、給電線（導電部）３６１、および、保護層３２のうち、給電線３６１の表面を覆う部分３６２により、凸部３６が形成される。図６（Ｂ）に示すように、本実施形態では基材３０の表面上に抵抗発熱体３１が１本だけ設けられており、この抵抗発熱体３１と電極部３４ｂをつなぐ給電部として、給電線３６１が設けられる。このように、電極部３４ｂに電気的に接続された給電線の一部によって凸部３６の一部分を構成することもできる。ただし、給電線３６１は、凸部３６が所望の高さになるように、給電線３３ａよりもその高さが高く設けられている。

以上のように、基材上に設ける凸部を、保護層や給電線の一部として設ける等、本来ヒータ２２を構成部材の一部として、基材３０上に設けられる部材の一部として設けることができる。しかし本発明はこれに限らず、凸部３６をこれらとは別の部材として形成することもできる。

例えば、図７（Ａ）～（Ｃ）に示すように、本発明の第三実施形態のヒータ２２では、凸部３６を、保護層３２とは別部材で、かつ、各電極部３４ａ、３４ｂとも電気的に接続されていない部材として設けることができる。

凸部３６を構成する材料としては、例えば抵抗発熱体３１と同じ材料とすることもできるし、給電線３３ａ～３３ｃと同じ材料としてもよい。凸部３６を形成するために、ヒータ２２を構成するこれらの部材と同じパターン材料を用いることで、別途の材料を用意することなく凸部３６を形成することができる。ただし、ヒータ２２を形成する材料とは全く別の材料を用いて凸部３６を形成してもよい。

上記のパターン材料を用いて凸部３６を形成する場合には、前述のように基材３０上に、各導電材料ペーストをスクリーン印刷により繰り返し塗工して層状に形成する際に、凸部３６の部分だけ塗工回数を増やすことで、その高さを他の部分よりも高くし、所望の高さに形成することができる。

本実施形態の凸部３６は、各電極部３４ａ、３４ｂと電気的に接続されていないため、定着ベルト２０と凸部３６との間を絶縁する必要がない。従って本実施形態では、図７（Ｃ）に示すように、表面に保護層３２を設けずに凸部３６を形成することが可能である。言い換えると、本実施形態では保護層３２が凸部３６の一部を構成していない。

ただし、凸部３６を保護層３２で覆ってもよい（凸部３６の一部を保護層３２により構成してもよい）。例えば、本発明の第四実施形態のヒータ２２では、図８（Ａ）～（Ｃ）に示すように、電極部３４ａ、３４ｂと接続されていない突出部３６１と、保護層３２のうち、突出部３６１の表面を覆う部分３６２により凸部３６を形成されている。凸部３６の表面を保護層３２の一部で形成することにより、定着ベルト２０との摺動性を良くし、両者の間に生じる摩擦力を低減させることができる。

また、以上の実施形態では、ヒータ２２の長手方向に延在する一続きの凸部３６を形成する場合を示したが、凸部３６が長手方向に複数に分割されていてもよい。例えば、本発明の第五実施形態のヒータ２２では、図９（Ａ）～（Ｄ）に示すように、長手方向に分割された三つの凸部３６を設けることができる。

定着ベルト２０とヒータ２２との間には、両者の間に生じる摩擦を小さくし、定着ベルト２０を円滑に周回走行させるためのグリスなどの潤滑剤を介在させる場合がある。そして、本実施形態のように凸部３６を長手方向に分割することにより、凸部３６同士の隙間Ｓを、潤滑剤を定着ベルト２０の走行方向（図の上下方向）へ流す隙間とすることができ、凸部３６によって潤滑剤が詰まってしまうことを防止できる。なお、凸部３６を構成する材料は抵抗発熱体３１等を構成するものと同じパターン材料を用いることもできるし、ヒータ２２を構成する材料とは全く異なる材料であってもよい。

以上の実施形態では、凸部３６が用紙搬送方向において定着ニップＮの下流側部分に対応する位置に設けられる場合を示した。しかし、図１０に示すように、凸部３６が、定着ニップＮよりもさらに下流側に対応する位置に設けられてもよい。この場合、用紙搬送経路上の定着ニップＮよりも下流側に、加圧ローラ２１側へ突出した部分が形成されることになり、定着ニップＮを通過した後の用紙Ｐの定着ベルト２０からの分離性を向上させることができる。

また、以上の実施形態では、基材３０の定着ニップＮ側の面に抵抗発熱体３１を設ける場合を例示したが、本発明はこれに限らない。例えば図１１に示す定着装置６では、基材３０の定着ニップＮ側とは反対側（以下、基材３０の裏面側とする）の面に抵抗発熱体３１が設けられる。以下、このように基材３０の裏面側に抵抗発熱体３１が設けられるヒータ２２に設けられる各形態の凸部３６について説明する。

図１１および図１２（Ａ）～（Ｄ）に示すように、本発明の第六実施形態のヒータ２２では、基材３０の裏面および抵抗発熱体３１を覆うようにして、裏面保護層３２が設けられる。また、基材３０のおもて面側にはおもて面保護層３７が設けられる。

裏面保護層３２、および、おもて面保護層３７としては、アルミナや窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料により形成することで、保護層３２が耐熱性および絶縁性に優れ、好ましい。裏面保護層３２は、基材３０の裏面および裏面に設けられた各部材を保護すると共に、これらを絶縁している。また、おもて面保護層３７は、基材３０の定着ベルト２０との摺動面側であるおもて面を保護している。

おもて面保護層３７は、用紙搬送方向下流側（図１２Ｄの上側）に凸部３６を有する。前述した実施形態と同様、この凸部３６を定着ニップＮの下流側部分に設けた場合（図２参照）には、画像の用紙に対する定着性を向上させることができる。また、凸部３６を定着ニップＮよりもさらに下流側に設けた場合（図１０参照）には、定着動作後の用紙の定着ベルト２０からの分離性を向上させることができる。

また、本発明の第七実施形態のヒータ２２では、図１３に示すように、おもて面側に保護層を設けず、保護層とは別に凸部３６を設ける。本実施形態において、凸部３６は抵抗発熱体３１や給電線３３ａ～３３ｃ等を構成する材料と同じパターン材料を用いることもできるし、ヒータ２２を構成する材料とは全く異なる材料であってもよい。また、図１４に示す本発明の第八実施形態のヒータ２２のように、このような方法で形成された突出部３６１と、保護層３７のうち、突出部３６１を覆う部分３６２により凸部３６を形成してもよい。凸部３６の一部でその表面を保護層３７により構成することにより、定着ベルト２０との摺動性を良くし、両者の間に生じる摩擦力を低減させることができる。

次に、以上で説明した凸部３６の、ヒータ２２の長手方向における位置関係について説明する。以下では、一例として、図３で説明した基材３０のおもて面側に抵抗発熱体３１が形成された場合について説明する。

図１５に示すように、定着装置６に通紙される用紙のうち最大幅の用紙Ｐ１の幅を用紙最大幅Ｗ１として、用紙Ｐ１に形成され得る最大の画像幅を画像最大幅Ｗ２とすると、本実施形態では、ヒータ２２の長手方向において、凸部３６の長さが画像最大幅Ｗ２よりも大きく、かつ、画像最大幅Ｗ２全域にわたって設けられる。また本実施形態では、図２で示したように、凸部３６は用紙搬送方向において定着ニップＮの下流側部分に対応する位置に設けられる。なお、定着装置６に通紙される最大幅の用紙とは、例えば、定着装置６に使用可能な用紙がハガキ、Ｂ５、Ａ４サイズ（横置き）の場合、最大幅とはＡ４横置きでの横幅（２９７ｍｍ）のことである。

本実施形態では、凸部３６により、定着ニップＮの下流側部分において、画像全域においてニップ圧を高めることができ、画像全体の定着性を向上させることができる。

また上記と異なる実施形態として、図１６に示すように、ヒータ２２の長手方向において、凸部３６の長さを用紙最大幅Ｗ１よりも大きく、かつ、用紙最大幅Ｗ１全域にわたって設けることもできる。本実施形態では、図１０で示したように、凸部３６は用紙搬送方向において定着ニップＮよりもさらに下流側に設けられる。

本実施形態では、凸部３６により、定着動作後の用紙Ｐの幅方向全域において、定着ベルト２０からの分離性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

以上で説明した基材と凸部とが「別体」とは、基材上に後加工（例えば、溶接や接着、あるいは上記のスクリーン印刷等）で別部材を取り付けて凸部を形成したものを指す。従って、金属板をヘミング曲げする等、基材の一部を変形させる等して凸部を形成する場合とは異なるものである。ただし、必ずしも基材と凸部を構成する材料が異なる必要はない。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

以上の実施形態では、定着装置に本発明の加熱部材を適用する場合を例示した。しかし、本発明の加熱装置は、被乾燥物を乾燥させるための乾燥装置に設けられる加熱部材にも適用することができ、例えばインクジェット式の画像形成装置において、用紙等の記録媒体表面に形成された画像のインクを乾燥させるための乾燥装置に本発明を適用することもできる。

以上の実施形態では、基材３０に絶縁性の材料を用いる場合を示したが、導電性の材料を用いてもよい。例えば、導電材料としては、鉄系材料（ＳＵＳ等）、アルミや銅、銀、グラファイトやグラフェンなど、高熱伝導率の材料は熱伝導の作用によりヒータ全体の温度を均一化することで画像品位を高められるので、より好ましい。ただしこの場合、基材３０と抵抗発熱体３１や給電線３３ａ～３３ｃ等との間に絶縁層を設ける必要がある。このように、本発明において、発熱体や凸部が「基材上に設けられる」とは、基材に直接設けられた場合の他、絶縁層などを介して基材上に設けられた場合も含むものである。

以上の実施形態では、凸部３６がヒータ２２の長手方向に延在する細長形状である場合を例示したが、例えば、用紙搬送方向の定着ニップＮよりもさらに下流側に対応する部分において、長手方向の長さが短い凸部が長手方向に複数設けられた構成とすることもできる。

１ 画像形成装置
６ 定着装置
２０ 定着ベルト（定着部材）
２１ 加圧ローラ（加圧部材）
２２ ヒータ（加熱部材）
２３ ヒータホルダ（保持部材）
２５ サーミスタ（温度検知部材）
３０ 基材
３１ 抵抗発熱体（発熱体）
３２ 保護層
３３ａ～３３ｃ 給電線（導電体）
３４ａ、３４ｂ 電極部
３５ 抵抗発熱体（発熱体）
３６ 凸部
Ｎ 定着ニップ（ニップ部）
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｗ１ 用紙最大幅（記録媒体最大幅）
Ｗ２ 画像最大幅

特開２００１－３２４８８６号公報

Claims (12)

1. 基材と、
   前記基材上に設けられた発熱体と、
   前記基材の表面に設けられた保護層と、を備えた加熱部材であって、
   定着部材に対向する側の面に、記録媒体搬送方向に延在する平坦部と、 前記基材と別体であって、その一部または全部が前記保護層により設けられ、前記基材上の前記発熱体と異なる位置に設けられた凸部と、を有し、
   加熱部材が定着装置に装着された状態で、前記凸部が、定着ニップ側に突出して設けられ、かつ、前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側に対向する位置に設けられることを特徴とする加熱部材。
2. 記録媒体搬送方向下流側が、記録媒体搬送方向中央側よりも前記定着ニップ側に突出して設けられる請求項１記載の加熱部材。
3. 外部と電気的に接続される電極部をさらに有し、
   前記凸部は前記電極部と電気的に接続されていない請求項１または２記載の加熱部材。
4. 前記発熱体に電気的に接続される導電体をさらに有し、
   前記凸部の全部または一部が、前記導電体と同じ材料によって形成される請求項１から３いずれか１項に記載の加熱部材。
5. 前記凸部の全部または一部が、前記発熱体と同じ材料によって形成される請求項１から４いずれか１項に記載の加熱部材。
6. 前記凸部の全部または一部が、加熱部材のその他の部分を構成する材料とは異なる材料により形成される請求項１から５いずれか１項に記載の加熱部材。
7. 回転可能な中空無端状の前記定着部材と、
   前記定着部材を加圧して当該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
   前記定着部材の内側に接触して設けられた請求項１から６いずれか１項に記載の加熱部材とを備えた定着装置。
8. 前記凸部は、前記記録媒体搬送方向において、前記定着ニップに対応する位置に設けられる請求項７記載の定着装置。
9. 前記凸部は前記定着部材の幅方向に延在し、当該延在方向の長さが、装置が定着動作を行う画像の幅以上である請求項８記載の定着装置。
10. 前記凸部は、前記記録媒体搬送方向において、前記定着ニップよりも記録媒体搬送方向下流側に設けられる請求項７記載の定着装置。
11. 前記凸部は前記定着部材の幅方向に延在し、当該延在方向の長さが、装置が定着動作を行う記録媒体の最大幅以上である請求項１０記載の定着装置。
12. 請求項７から１１いずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
    

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