JP7403979B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材にトナー像を定着させる定着装置に関する。

定着装置として、記録材を加熱するための定着ベルトをヒータにより加熱する構成が従来から知られている。また、ヒータとして、基板の両面に互いに長さが異なる発熱体を配置し、記録材のサイズに合わせた加熱が可能な構成が提案されている（特許文献１）。ヒータは、基板上に設けられた発熱体と、発熱体を基板上に設けられた電極に接続する導電体と、を有している。

特開２０１６－２４３２１号公報

ここで、特許文献１に記載の構成において、発熱体と導電体とを厚み方向に重ねて形成することで、発熱体と導電体とを接続することが考えられる。しかしながら、発熱体と導電体とがいずれも接続部以外の部分と同じ厚さのままで接続部において重ねた場合、接続部が他の部位に比べて局所的に厚くなってしまう。この場合、接続部の厚みが定着ベルトとヒータとの接触を妨げ、伝熱を阻害してしまう虞がある。その結果、接続部と他の部位とで定着ベルトに対して温度ムラを発生してしまう。そして、この接続部の位置が定着ニップ部を通過する記録材の幅の範囲内にあると、その温度ムラが記録材に定着される画像の光沢ムラなどの画像不良を招いてしまう虞がある。

本発明は、温度ムラの発生を抑制可能な定着装置を提供することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、基板と、前記定着ベルトの内周面に当接する側の前記基板の第１面に設けられ、通電により発熱する第１発熱体と、前記基板に設けられ、通電により発熱すると共に前記定着ベルトの回転方向に交差する幅方向に関して前記第１発熱体より長い第２発熱体と、前記基板に設けられ、前記第１発熱体を電源に接続するための第１導電体と、前記第１発熱体の前記幅方向の端部と前記第１導電体とが前記第１面に直交する厚み方向に重なって接続される第１接続部と、を有し、前記定着ベルトの内周面に当接されて前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、前記定着ベルトの外周面に当接して、前記定着ベルトとの間に記録材を搬送しつつ記録材に形成されたトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、を備え、前記第１発熱体は、前記幅方向の長さが前記定着ニップ部を通過可能な最大サイズの記録材の前記幅方向の長さよりも短く、前記第２発熱体は、前記幅方向の長さが前記最大サイズの記録材の前記幅方向の長さよりも長く、前記第１発熱体は、前記第１接続部において前記第１発熱体の前記幅方向における前記最大サイズの記録材の通紙領域の中央位置よりも前記厚み方向に薄く、前記第１導電体は、前記第１接続部において前記第１導電体の前記幅方向における中央位置よりも前記厚み方向に薄い、ことを特徴とする。

本発明によれば、温度ムラの発生を抑制することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 第１の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。 （ａ）第１の実施形態に係るヒータの裏面側の概略構成平面図、（ｂ）同じく表面側の概略構成平面図、（ｃ）（ｂ）のＡ－Ａ断面図、（ｄ）（ｂ）のＢ－Ｂ断面図、（ｅ）（ｂ）のＣ－Ｃ断面図。 第１の実施形態に係るヒータの製造過程における表面側の概略構成断面図であり、（ａ）発熱体の下層の形成後、（ｂ）発熱体の上層の形成後、（ｃ）導電体の下層の形成後、（ｄ）導電体の上層の形成後、（ｅ）ガラス保護層の形成後。 （ａ）第２の実施形態に係るヒータの裏面側の概略構成平面図、（ｂ）同じく表面側の概略構成平面図、（ｃ）（ｂ）のＤ－Ｄ断面図。 比較例のヒータの接続部の概略構成断面図。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１～図４を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
［画像形成装置］
図１に示す画像形成装置１００は、装置本体内に４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを後述する中間転写ベルト８の回転方向に沿って配置した中間転写タンデム方式としている。画像形成装置１００は、装置本体に接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材Ｓに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

まず、画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、カセット６２内に積載される形で収納されており、給送ローラ６３により画像形成タイミングに合わせて１枚ずつ搬送パス６４に給送される。また、不図示の手差しトレイに積載された記録材Ｓが１枚ずつ搬送パス６４に給送されてもよい。記録材Ｓは搬送パス６４の途中に配置されたレジストレーションローラ６５へ搬送されると、レジストレーションローラ６５により記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正が行われた後に二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、後述するように、中間転写ベルト８の二次転写内ローラ６６に張架された部分と二次転写外ローラ６７とにより形成される転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ６６に二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト８から記録材Ｓへ二次転写される。

上記した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来るトナー像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部ＰＹ～ＰＫについて説明する。ただし、画像形成部ＰＹ～ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部ＰＹを例に説明し、その他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては説明を省略する。

画像形成部ＰＹは、主に感光ドラム１Ｙ、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ等から構成される。回転駆動される像担持体としての感光ドラム（円筒状の感光体）１Ｙの表面は、帯電装置２Ｙにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置３Ｙによって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置４Ｙによってトナーにより現像され、トナー像として可視像化される。その後、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト８を挟んで対向配置される一次転写ローラ５Ｙにより所定の加圧力および一次転写バイアスが与えられ、感光ドラム１Ｙ上に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１Ｙ上に僅かに残る転写残トナーは、不図示のクリーニングブレードなどにより除去され、再び次の画像形成プロセスに備える。

中間転写体としての中間転写ベルト８は、テンションローラ１０、二次転写内ローラ６６、および駆動ローラ７によって張架されている。そして、中間転写ベルト８は、駆動ローラ７によって図中矢印Ｒ２方向へと移動するように駆動される。上述の画像形成部ＰＹ～ＰＫにより処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト８上に一次転写された移動方向上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置１１によって中間転写ベルト８から除去される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび画像形成プロセスにより、中間転写ベルト８から記録材Ｓにトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着装置３０へと搬送され、定着装置３０により加熱及び加圧されることにより、トナー像が記録材Ｓ上に溶融固着される。こうしてトナー像が定着された記録材Ｓは、排出ローラ６９により排出トレイ６０１上に排出される。なお、画像形成装置１００は上記した画像形成動作などの各種制御を行うための制御部３００を備えている。また、上述の一連の画像形成動作は、装置本体の上面の操作部、或いは、ネットワークを経由した各入力信号に従って制御部３００が制御している。

［定着装置］
次に、本実施形態の定着装置３０について、図２を用いて説明する。ここで、定着装置は、急速温度上昇によるウォームアップタイムの短縮と多様なサイズの記録材への対応が求められている。ウォームアップタイムを短縮すべく定着装置のヒータの熱容量を小さくする場合、最大サイズの記録材の幅に合わせた長さの発熱体のみを設けたヒータが考えられる。但し、定着ニップ部で記録材が通過する通過領域に対して、定着ニップ部で記録材が通過しない非通過領域の温度が高くなり過ぎてしまう。このため、従来から非通過領域の温度上昇を抑制することが求められている。本実施形態では、定着装置３０のヒータ６００を複数の記録材のサイズに対応した複数の発熱体を有する構成とすることで、非通過領域の温度上昇を抑制するようにしている。

図２に示すように、本実施形態の定着装置３０は、定着ベルトユニット６０と、加圧ローラ７０とを備え、画像形成装置１００（図１参照）の装置本体に着脱可能に設けられている。定着ベルトユニット６０は、詳しくは後述するが、定着ベルト６５０と、ヒータ６００とを有し、ヒータ６００により定着ベルト６５０が加熱される。

ニップ形成部材及び回転体としての加圧ローラ７０は、装置本体に回転可能に支持されている。また、加圧ローラ７０は、その長手方向が定着ベルトユニット６０に対し平行となるように配置され、定着ベルトユニット６０の定着ベルト６５０の外周面に当接して、定着ベルトユニット６０に加圧されるように設けられている。加圧ローラ７０は、例えば金属製（例えばステンレス）の芯金７１の外周に、厚さ約３ｍｍのシリコーンゴム等の弾性層７２、さらに弾性層７２の外周に厚さ約４０μｍのＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる離型層７３を有するものである。加圧ローラ７０は、芯金７１の両端部が定着装置３０の不図示の装置フレームの側板間に回転可能に軸受保持されることで装置フレームに回転可能に支持される。

定着ベルト６５０と加圧ローラ７０との間には、後述するように定着ニップ部Ｎが形成されている。それ故、不図示のモータにより加圧ローラ７０が回転されると、この定着ニップ部Ｎで生じる摩擦力によって、加圧ローラ７０の回転力が定着ベルト６５０に伝達される。こうして、定着ベルト６５０は加圧ローラ７０により回転駆動される（所謂、加圧ローラ駆動方式）。記録材Ｓは、これら回転する加圧ローラ７０と定着ベルト６５０とにより形成される定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。

定着装置３０は、加圧ローラ７０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト６５０が従動回転状態になると、ヒータ６００に通電が行われる。そして、ヒータ６００の温度が目標温度に立ち上がり温調された状態の時、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した記録材Ｓが不図示の入り口ガイドに沿って案内されて導入される。

定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｓのトナー像担持面側が定着ベルト６５０の外面に密着し、記録材Ｓが定着ベルト６５０と共に移動する。記録材Ｓが定着ニップ部Ｎでの挟持搬送過程において、ヒータ６００からの熱が定着ベルト６５０を介して記録材Ｓに付与され、未定着トナー像が記録材Ｓ上に溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｓは、定着ベルト６５０から分離され排出される。尚、定着ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト６５０とヒータ６００との接触領域を加熱ニップ部とする。

［定着ベルトユニット］
次に、定着ベルトユニット６０の構成について詳しく説明する。定着ベルトユニット６０は、装置本体に加圧ローラ７０側に向けて移動可能に設けられている。定着ベルトユニット６０は、定着ベルト６５０、定着ベルト６５０の内側に非回転に配置されたヒータホルダ６６０及びステイ６７０、ヒータ６００を有している。

［定着ベルト］
定着ベルト（定着フィルム）６５０は、無端状（筒状）に形成されて可撓性を有するもので、本実施形態の場合、薄肉のフィルム状のベルトである。このような定着ベルト６５０は、基材上に弾性層が形成され、更に弾性層の上に最表面層が形成されたものである。基材は、例えばステンレスを厚さ３０μｍの円筒状に形成したものである。弾性層は、例えば厚さ約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）であり、基材上にリングコート法などの適宜の方法により形成されている。最表面層は、例えば厚さ２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブであり、弾性層を被覆している。そして、定着ベルト６５０の内周面には、潤滑剤としてのグリスが塗布されている。これは、定着ベルト６５０の内周面とヒータホルダ６６０との摺動性を向上させるためである。なお、定着ベルト６５０の基材としては、ステンレス以外にもニッケル系金属材料やポリイミド等の耐熱樹脂などを用いてもよい。

定着ベルト６５０は、後述するヒータホルダ６６０に着脱可能であり、定着ベルト６５０の回転方向に交差する幅方向（長手方向）の両端部に配置された不図示のフランジ部によって回転可能に、且つ、幅方向の移動が規制されるように支持されている。フランジ部は、定着ベルト６５０の幅方向端部に内嵌されて、幅方向端部を回転可能に支持する円筒部と、定着ベルト６５０の幅方向端縁と当接可能な当接部とを有する。円筒部は、定着ベルト６５０の幅方向端部を内側から円筒状態に保持しつつ、定着ベルト６５０の回転を案内している。

ここで、加圧ローラ７０と定着ベルト６５０とは、加圧ローラ７０や定着ベルトユニット６０の取り付け誤差などによって、僅かに平行からずれた状態に配置される場合がある。その場合に、定着ベルト６５０は回転する加圧ローラ７０により図中矢印Ｘ方向に回転しながら幅方向に寄り移動し得る。このため、定着ベルト６５０が幅方向に寄り移動したときには、フランジ部の当接部が定着ベルト６５０の幅方向端部を受け止めて定着ベルト６５０の幅方向への移動を規制する。なお、ヒータホルダ６６０とステイ６７０とはフランジ部に取り付けられることで、定着ベルト６５０の内側に非回転に配置される。フランジ部は、定着ベルトユニット６０の不図示の側板などに保持される。

［ステイ］
ステイ６７０は、定着ベルト６５０に沿って幅方向に延びる例えば金属製の剛性部材（板金）であり、ここではヒータホルダ６６０側に開口を有するように横断面が略Ｕ字状に形成されている。このステイ６７０は、定着ベルトユニット６０と加圧ローラ７０との間で作用する加圧力によって、ヒータホルダ６６０が変形しないようにヒータホルダ６６０を補強するものである。ステイ６７０は、幅方向両端部に上述のフランジ部が固定されている。両端部のフランジ部は、不図示の加圧機構により所定の押圧力（例えば、９０～３２０Ｎ）で加圧ローラ７０に向けて押圧されている。これにより、加圧力がフランジ部からステイ６７０及びヒータホルダ６６０を介して定着ベルト６５０に作用し、定着ベルト６５０と加圧ローラ７０とが所望の圧接力で圧接される。定着ベルト６５０と加圧ローラ７０とを圧接させることにより、定着ベルト６５０と加圧ローラ７０との間に、記録材Ｓの搬送方向に所定の幅を有する定着ニップ部Ｎが形成される。トナー像が形成された記録材Ｓは、定着ニップ部Ｎで加圧されて搬送される。なお、ステイ６７０は定着ベルト６５０の内周面に摺擦するような形状に形成されていてもよい。

［ヒータホルダ］
ヒータホルダ６６０は、例えば液晶ポリマー樹脂などの耐熱性が高く且つ断熱性の高い樹脂製の部材により形成され、後述するヒータ６００を保持するとともに定着ベルト６５０をガイドする役割を果たしている。ヒータホルダ６６０には、ステイ６７０側の面と反対側（定着ニップ部Ｎ側）の面に、ヒータ６００を嵌合して保持可能な嵌め込み溝が幅方向に沿って延びた形状に形成されている。ヒータホルダ６６０に保持されたヒータ６００は、表面が定着ベルト６５０の内周面に当接して、回転する定着ベルト６５０を加熱可能である。これにより、記録材Ｓが定着ニップ部Ｎにより挟持搬送されている際に、ヒータ６００によって生じた熱が定着ベルト６５０を介して記録材Ｓに伝導し、未定着のトナー像が加熱溶融されて記録材Ｓ上に定着される。ヒータ６００は、不図示のヒータ制御回路によって制御される。

［ヒータ］
加熱部材としてのヒータ６００は、図３（ａ）～（ｅ）に示すように、幅方向を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量のヒータ基板（基板）６１０、複数の発熱体６２３ａ～６２３ｃ、保護ガラス６１１を有する。尚、ここでの幅方向とは、定着ニップ部Ｎ（図２参照）で記録材Ｓを搬送する方向に直交する方向でもある。発熱体６２３ａ～６２３ｃは、ヒータ基板６１０の表面に複数（本実施形態では３本）設けられている。保護ガラス６１１は、絶縁を確保するためにヒータ基板６１０の表面に設けられている。そして、上述のように、ヒータ６００は、ヒータホルダ６６０（図２参照）に固定的に支持されている。このようなヒータ６００は、発熱体６２３ａ～６２３ｃの何れか１つの発熱体への電力供給により急峻な立ち上がり特性で昇温可能な低熱容量のセラミックヒータである。

図２に示すように、定着ベルト６５０の内周面に当接するヒータ６００の表面側には、摺擦層として例えば厚さ１０μｍ程度のポリイミド層が形成されている。ヒータ６００にポリイミド層を形成することにより、定着ベルト６５０とヒータ６００との摺擦抵抗を低減でき、もって定着ベルト６５０を回転させるための駆動トルクの低減や定着ベルト６５０の摺擦による磨耗の低減を図ることができる。なお、定着ベルト６５０の基材として、ポリイミド等の耐熱樹脂を用いた場合には、ヒータ６００の摺動層としてのポリイミド層を省略しても良い。ヒータ６００の詳しい構成については後述する。

［温度センサ］
本実施形態では定着ベルト６５０の温度を管理するために、ヒータ６００の温度を検出する温度センサ６３０が設けられている。本実施形態では、例えばサーミスタセンサなどの接触型の温度センサ６３０を採用している。但し、温度センサ６３０は、非接触型でも良い。温度センサ６３０は、検知部がヒータ６００の定着ベルト６５０とは反対側の裏面に接触するように、ヒータホルダ６６０内に配置されている。また、温度センサ６３０は、ヒータ６００の幅方向及び長手方向の中央部に１個配置され、ヒータ６００の中央付近の温度を検出する。そして、ヒータ６００に設けられた複数の発熱体の温度調整のための制御を、共通の温度センサ６３０により行っている。なお、温度センサ６３０は１個に限られず、定着ベルト６５０の幅方向に亘って複数個が配置されていてもよい。また、温度センサ６３０が複数ある場合には、定着ベルト６５０の回転方向にずらして配置しても良い。

［サーモスタット］
また、本実施形態では、ヒータ６００の温度が所定の温度を超えた時に、ヒータ６００への電力供給を遮断できるようにサーモスタット６３１が設けられている。サーモスタット６３１は、ヒータ６００の裏面側でヒータホルダ６６０に配置されている。サーモスタット６３１は、例えば温度が所定温度以上になるとバイメタルが反転して接点を開放して電力供給を遮断し、温度が所定温度より低くなるとバイメタルが反転前に戻って接点を閉じて電源供給を開始するスイッチである。サーモスタット６３１は、ヒータ６００の中央付近に配置され、所定の温度に達すると内部の接点が離れて開放状態に保持される。更にサーモスタット６３１は、ヒータ制御回路とヒータ６００との間に接続されている。

［ヒータ制御］
次に、ヒータ６００の制御について説明する。ヒータ６００、温度センサ６３０及びサーモスタット６３１は、ヒータ制御回路により制御される。ヒータ制御回路（ドライバ回路）は、制御部３００による制御下で、ヒータ６００への通電のオンオフを含む発熱状態を調整するためのものである。尚、ヒータ制御回路としては、既存の適宜なものを使用することができるので、詳細な説明を省略する。

制御部３００は、ヒータ６００の制御の他、画像形成装置１００全体の制御を行う。このような制御部３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有するものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵは、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに収納されたデータを参照して制御を行う。なお、制御部３００は、マイコンのようなヒータ６００の制御の専用に用意したものであっても良い。この場合、定着装置３０に設けられていても良い。

本実施形態の場合、制御部３００は、温度センサ６３０の検出結果を取得し、取得した検出結果に基づいてヒータ６００の温度が目標温度（例えば、２００℃前後）に維持されるように、ヒータ制御回路を制御可能である。ヒータ制御回路によりヒータ６００に対する電力供給（通電）が制御されることに応じて、ヒータ６００の発熱状態が変化する。

本実施形態の制御構成では、選択された記録材のサイズに応じて電力を供給する発熱体を、発熱体６２３ａ～６２３ｃから選択している。例えば、記録材としてＡ４サイズの用紙が選択された場合には、制御部３００のＣＰＵは、発熱体６２３ｂへの電力供給量を調整して目標温度に制御している。

［ヒータの詳細］
次に、本実施形態のヒータ６００の詳細について、図３（ａ）～図３（ｅ）を用いて説明する。図３（ａ）はヒータ６００の裏面側を示し、図３（ｂ）はヒータ６００の表面側を示す。図３（ｃ）は図３（ｂ）のヒータ６００のＡ－Ａ断面図を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）のヒータ６００のＢ－Ｂ断面図を示し、図３（ｅ）は図３（ｂ）のヒータ６００のＣ－Ｃ断面図を示す。なお、図３（ｂ）において、図中矢印Ｘは、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト６５０の回転方向、即ち、記録材Ｓの搬送方向を示している（図２参照）。

加熱部材としてのヒータ６００は、ヒータ基板６１０と、ヒータ６００が定着ベルト６５０の内周面と当接する側であるヒータ基板６１０の表面（第１面）に設けられ、通電により発熱する複数の発熱体６２３ａ～６２３ｃとを有している。尚、発熱体６２３ａ、６２３ｃは第１発熱体の一例に相当し、発熱体６２３ｂは第２発熱体の一例に相当し、幅方向に関して発熱体６２３ａ、６２３ｃより長い。また、ヒータ６００は、電源から給電される共通電極６２１Ａ，独立電極６２２ａ～６２２ｃと、各発熱体６２３ａ～６２３ｃを共通電極６２１Ａ，独立電極６２２ａ～６２２ｃを介して電源に接続するための導電体６２４ａ～６２４ｃと、を有している。尚、導電体６２４ａ、６２４ｃは第１導電体の一例に相当し、導電体６２４ｂは第２導電体の一例に相当する。更に、ヒータ６００は、各発熱体６２３ａ～６２３ｃの幅方向の端部と導電体６２４ａ～６２４ｃとが表面に直交する厚み方向に重なって接続される接続部６２５ａ～６２５ｃを有している。尚、接続部６２５ａ、６２５ｃは第１接続部の一例に相当し、接続部６２５ｂは第２接続部の一例に相当する。

ヒータ６００は、定着ベルト６５０の内周面に当接されて定着ベルト６５０を加熱する。ヒータ基板６１０は、絶縁性及び耐熱性を有し、さらに熱伝導性の高い素材、例えばアルミナや窒化アルミ等のセラミックを用いて形成されている。本実施形態では、記録材Ｓの搬送方向に関して、ヒータ６００の幅は８ｍｍである。複数の発熱体６２３ａ～６２３ｃは、複数のサイズの記録材に対応すべく、定着ベルト６５０の回転方向に交差する幅方向の長さが互いに異なる。本実施形態では、ヒータ基板６１０の表面と反対側の裏面（第２面）には、発熱体は設けられていない。

図３（ｂ）に示すように、ヒータ基板６１０の表面には、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）等を用いて、互いに幅方向の長さが異なる３本の発熱体６２３ａ～６２３ｃが印刷、焼成されている。そして、これら発熱体６２３ａ～６２３ｃは、銀（Ａｇ）等で形成される導電体６２４ａ～６２４ｃにより、幅方向の一端側は３個の独立電極６２２ａ～６２２ｃにそれぞれ接続され、他端側は１個の共通電極６２１Ａに接続されている。３個の独立電極６２２ａ～６２２ｃ及び共通電極６２１Ａは、それぞれヒータ制御回路と接続されている。なお、これら発熱体６２３ａ～６２３ｃ、導電体６２４ａ～６２４ｃは、図３（ｃ）に示すように、例えば厚さ６０～９０μｍの保護ガラス６１１で覆われている。

［各発熱体の配置について］
次に、複数の発熱体６２３ａ～６２３ｃの配置について、図３（ａ）～図３（ｃ）を用いて説明する。本実施形態のヒータ６００は、複数の発熱体６２３ａ～６２３ｃのうちの幅方向の長さが最も長い発熱体６２３ｂは、ヒータ基板６１０の表面に設けられている。また、表面に設けられた３本の発熱体６２３ａ～６２３ｃは、幅方向の長さが長い方から順番に、発熱体６２３ｂ、発熱体６２３ａ、発熱体６２３ｃとなる。この場合に、定着ベルト６５０の回転方向に関して、幅方向の長さが最も長い発熱体６２３ｂが発熱体６２３ａと発熱体６２３ｃとの間に配置されている。更に、発熱体６２３ａ～６２３ｃは、定着ベルトの回転方向の上流から下流（定着ニップ部Ｎで記録材Ｓが搬送される方向の上流から下流、矢印Ｘ方向）に、発熱体６２３ｃ、発熱体６２３ｂ、発熱体６２３ａの順番で配置されている。

図３（ｃ）に示すように、各発熱体６２３ａ～６２３ｃの幅は０．８ｍｍで、発熱体と発熱体の隙間Ｇは０．６ｍｍにしている。よって、発熱領域の幅は、０．８ｍｍ×３＋０．６ｍｍ×２＝３．６ｍｍである。この発熱領域は、定着ニップ部Ｎの中でもヒータ６００と定着ベルト６５０とが接触する加熱ニップ部に収まるように配置されている。各発熱体６２３ａ～６２３ｃと、各幅方向長さに対応する代表的な記録材Ｓとしてのシート（ここでは用紙）のサイズとの関係を表１に示す。発熱体６２３ａ～６２３ｃの幅方向長さは、シートサイズに対して２１ｍｍ長く設定している。これは、発熱体６２３ａ～６２３ｃを発熱させたときに、幅方向の伝熱によって端部の温度が下がってしまうことと、記録材Ｓを連続通紙した時に記録材Ｓが通過しない領域が発熱するのを抑えることを鑑みたためである。

本実施形態では、発熱体６２３ａ、６２３ｃは、幅方向の長さが定着ニップ部Ｎを通過可能な最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さよりも短い。また、発熱体６２３ｂは、幅方向の長さが最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さよりも長い。また、定着装置には、その機種に応じて画像保証領域がある。画像保証領域とは、定着ニップ部Ｎを通過した記録材のトナー像を正常に定着できることを保証する領域である。具体的には、定着ニップ部Ｎを通過可能な最大サイズの記録材の幅方向の長さ以上の範囲を画像保証領域としている。本実施形態では、画像保証領域は、定着ニップ部Ｎを通過可能な最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さより僅かに長く設定しており、ここでは最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さである２９７ｍｍより３ｍｍ長い３００ｍｍとしている。

［比較例の接続部］
ここで、図６に比較例のヒータ２００を示す。比較例では、図６に示すように、発熱体２２３と導電体２２４の接続部２２５において、発熱体２２３と導電体２２４とを同じ厚さのままで基板２１０の厚み方向にオーバーラップさせている。このため、接続部２２５は、他の部位に比べて局所的に厚くなってしまう。例えば、発熱体２２３及び導電体２２４の厚みを同じ１０μｍとした場合、接続部２２５は他の部分に対して１０μｍ厚くなる。そして、このような接続部２２５が、ヒータ２００が定着ベルト６５０と接触する表面側にあると、接続部２２５の局所的な厚みがヒータ２００と定着ベルト６５０の接触を妨げることになり、伝熱を阻害してしまう虞がある。この結果、接続部２２５がその定着装置の画像保証領域内に含まれる場合、定着ニップ部を通過することで記録材に定着される画像に光沢ムラなどの画像不良が発生する虞がある。そこで、本実施形態では、以下の構成により、接続部２２５の局所的な厚みを抑制するようにしている。

［接続部］
次に、本実施形態の複数の接続部６２５ａ～６２５ｃについて、図３（ｂ）を用いて説明する。発熱体６２３ａの幅方向の端部と導電体６２４ａの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ａにおいて接続されている。同様に、発熱体６２３ｂの幅方向の端部と導電体６２４ｂの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ｂにおいて接続され、発熱体６２３ｃの幅方向の端部と導電体６２４ｃの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ｃにおいて接続されている。各接続部６２５ａ～６２５ｃにおいて厚み方向に重ねて接続されることにより、発熱体６２３ａ～６２３ｃと導電体６２４ａ～６２４ｃとは、安定的に導通される。

接続部６２５ａについて、図３（ｅ）を用いて詳細に説明する。接続部６２５ａにおいて、発熱体６２３ａは、発熱体６２３ａの接続部６２５ａ以外（第１接続部以外）の部分よりも厚み方向に薄い薄肉部６２３ｘを有している。また、接続部６２５ａにおいて、導電体６２４ａは、導電体６２４ａの接続部６２５ａ以外の部分よりも厚み方向に薄い薄肉部６２４ｘを有している。本実施形態では、発熱体６２３ａの接続部６２５ａ以外の部分の厚みと、導電体６２４ａの接続部６２５ａ以外の部分の厚みとは、いずれも１０μｍとしている。そして、発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘの厚みと、導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘの厚みは、いずれも５μｍとしている。従って、接続部６２５ａの厚みは合計１０μｍであり、接続部６２５ａ以外と変わらないようになっている。尚、接続部６２５ａの幅方向の長さは、例えば１ｍｍとしている。接続部６２５ｃの構成は、接続部６２５ａと同様である。これは、発熱体６２３ｃの幅方向の長さは、発熱体６２３ａと同様に、定着ニップ部Ｎを通過可能な最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さ、及び画像保証領域よりも短いためである。これに対し、発熱体６２３ｂは画像保証領域よりも長いため、接続部６２５ｂは、画像保証領域である３００ｍｍよりも外側に配置されるので、接続部６２５ａのような薄肉部を設けていない。

［接続部の製造手順］
次に、複数の接続部６２５ａの製造手順について、図４（ａ）～図４（ｅ）を用いて説明する。尚、ここでは、接続部６２５ａの製造手順について説明するが、接続部６２５ｃも同様の構成であるため同様の製造手順により製造することができる。まず、ヒータ基板６１０に発熱体６２３ａの１層目として銀パラジウムのペーストを印刷して厚さ５μｍで塗布した後、焼成する（図４（ａ））。次に、ヒータ基板６１０に発熱体６２３ａの２層目として銀パラジウムのペーストを印刷して厚さ５μｍで塗布した後、焼成する（図４（ｂ））。このとき、発熱体６２３ａの２層目は、接続部６２５ａになる部分において１層目よりも幅方向に１ｍｍ短く塗布する。言い換えれば、発熱体６２３ａの２層目は、接続部６２５ａに塗布されないように幅方向にずらして塗布する。これにより、発熱体６２３ａの端部に厚さ５μｍの段差状の薄肉部６２３ｘが形成される。

それから、ヒータ基板６１０に導電体６２４ａの１層目として銀のペーストを接続部６２５ａから外れた位置に印刷して厚さ５μｍで塗布した後、焼成する（図４（ｃ））。このとき、導電体６２４ａの１層目は、その端部が発熱体６２３ａの１層目の幅方向端部と突き当たるように塗布することが好ましい。次に、ヒータ基板６１０に導電体６２４ａの２層目として銀のペーストを印刷して厚さ５μｍで塗布した後、焼成する（図４（ｄ））。このとき、導電体６２４ａの２層目は、接続部６２５ａになる部分において１層目よりも幅方向に１ｍｍ長く塗布する。言い換えれば、導電体６２４ａの２層目は、接続部６２５ａにおいて発熱体６２３ａの１層目と厚み方向に重なるように塗布する。これにより、導電体６２４ａの端部に厚さ５μｍの段差状の薄肉部６２４ｘが形成され、接続部６２５ａになる部分において導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘと発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘとが厚み方向に重なる。そして、合計の厚さがほぼ１０μｍとなり、他の部位との厚みの差を発生させない、或いは、厚みの差が小さい接続部６２５ａが作製される。最後に、発熱体６２３ａ及び導電体６２４ａの上に保護ガラス６１１を塗布し、焼成する（図４（ｅ））。

尚、本実施形態では、接続部６２５ａにおいて、薄肉部６２３ｘ，６２４ｘをいずれも厚さ５μｍとしたが、これには限られず、それぞれの薄肉部が他の部位の厚さ（例えば１０μｍ）より薄ければよい。即ち、本実施形態では、接続部６２５ａにおける薄肉部６２３ｘ，６２４ｘの合計の厚さとしては、２０μｍ未満であればよく、１３μｍ以下であることが好ましく、１０μｍであることがより好ましい。

上述したように本実施形態の定着装置３０の場合、幅方向の長さが定着ニップ部Ｎを通過可能な最大サイズの記録材Ｓの幅方向の長さよりも短い発熱体６２３ａ、６２３ｃと導電体６２４ａ、６２４ｃとの接続部６２５ａ、６２５ｃの厚さを薄くしている。即ち、発熱体６２３ａは、接続部６２５ａにおいて発熱体６２３ａの接続部６２５ａ以外の部分よりも厚み方向に薄くし、導電体６２４ａも、接続部６２５ａにおいて導電体６２４ａの接続部６２５ａ以外の部分よりも厚み方向に薄くしている。発熱体６２３ｃと導電体６２４ｃとの接続部６２５ｃも同様である。発熱体６２３ａ、６２３ｃは、最大サイズの記録材よりも幅方向の長さが短いため、接続部６２５ａ、６２５ｃは、画像保証領域内に位置する。本実施形態では、上述のように接続部６２５ａ、６２５ｃの厚み方向の厚さを抑えることができるので、接続部６２５ａ、６２５ｃが定着ベルト６５０とヒータ６００との接触を妨げることを抑制し、伝熱を阻害しにくくできる。その結果、接続部６２５ａ、６２５ｃと他の部位とで定着ベルト６５０に対して温度ムラを発生してしまうことを抑制し、温度ムラによる定着画像の光沢ムラなどの画像不良が発生することを抑制可能である。

また、本実施形態の定着装置３０によれば、発熱体６２３ａ～６２３ｃは、いずれもヒータ基板６１０の表面に設けられている。このため、裏面に設けられる場合に比べて、熱伝達効率の低下を抑制することができる。

尚、上述した本実施形態の定着装置３０では、接続部６２５ａにおいて、発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘを厚み方向でヒータ基板６１０側に形成し、導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘを厚み方向で保護ガラス６１１側に形成した場合について説明した。但し、これには限られず、接続部６２５ａにおいて、発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘを厚み方向で保護ガラス６１１側に形成し、導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘを厚み方向でヒータ基板６１０側に形成するようにしてもよい。

また、上述した本実施形態の定着装置３０では、接続部６２５ａは、発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘ及び導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘがいずれも平坦に１層ずつ形成されている場合について説明したが、これには限られない。例えば、各薄肉部が階段状に２段以上形成されるようにしてもよく、あるいは、各薄肉部が傾斜した斜面状に形成されるようにしてもよい。いずれの場合も、発熱体６２３ａの薄肉部６２３ｘ及び導電体６２４ａの薄肉部６２４ｘを厚み方向に重ねることにより、接続部６２５ａの厚み方向の厚さを抑えることができる。

また、上述した本実施形態の定着装置３０では、発熱体６２３ｂは、最大サイズの記録材よりも幅方向の長さが長く、画像保証領域よりも長いため、接続部６２５ｂは、画像保証領域である３００ｍｍよりも外側に配置される。このため、接続部６２５は、接続部６２５ａのような薄肉部により形成していない。但し、これには限られず、この接続部６２５ｂにおいても、接続部６２５ａと同様に、薄肉部により形成してもよい。例えば、発熱体６２３ｂは、第２接続部において発熱体６２３ｂの第２接続部以外の部分よりも厚み方向に薄く、導電体（第２導電体）６２４ｂは、第２接続部において導電体６２４ｂの第２接続部以外の部分よりも厚み方向に薄く形成する。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図５（ａ）～図５（ｃ）を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、ヒータ基板６１０の裏面にも発熱体６２３ｄ～６２３ｆを有している点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。

本実施形態のヒータ６００Ａの詳細について、図５（ａ）～図５（ｃ）を用いて説明する。図５（ａ）はヒータ６００Ａの裏面側を示し、図５（ｂ）はヒータ６００Ａの表面側を示し、図５（ｃ）は図５（ｂ）のヒータ６００ＡのＤ－Ｄ断面図を示す。本実施形態では、第１の実施形態に対して、表裏両面に発熱体を有することにより、対応できるシートサイズを増やすようにしている。尚、ヒータ基板６１０の表面の構成については、第１の実施形態と同様である。

本実施形態のヒータ６００Ａでは、ヒータ基板６１０の裏面に設けられた３本の発熱体６２３ｄ～６２３ｆは、幅方向の長さが長い方から順番に、発熱体６２３ｅ、発熱体６２３ｆ、発熱体６２３ｄとなる。この場合に、定着ベルト６５０の回転方向に関して、幅方向の長さが最も長い発熱体６２３ｅが発熱体６２３ｄと発熱体６２３ｆとの間に配置されている。更に、発熱体６２３ｄ～６２３ｆは、定着ベルトの回転方向の上流から下流（矢印Ｘ方向）に、発熱体６２３ｄ、発熱体６２３ｅ、発熱体６２３ｆの順番で配置されている。尚、発熱体６２３ｄ～６２３ｆは第３発熱体の一例に相当する。また、ヒータ６００Ａは、電源から給電される共通電極６２１Ｂ，独立電極６２２ｄ～６２２ｆと、各発熱体６２３ｄ～６２３ｆを共通電極６２１Ｂ，独立電極６２２ｄ～６２２ｆを介して電源に接続するための導電体６２４ｄ～６２４ｆと、を有している。

図５（ｃ）に示すように、各発熱体６２３ｄ～６２３ｆの幅は０．８ｍｍで、発熱体と発熱体の隙間Ｇは０．６ｍｍにしている。よって、発熱領域の幅は、０．８ｍｍ×３＋０．６ｍｍ×２＝３．６ｍｍである。この発熱領域は、定着ニップ部Ｎの中でもヒータ６００Ａと定着ベルト６５０とが接触する加熱ニップ部に収まるように配置されている。各発熱体６２３ｄ～６２３ｆと、各幅方向長さに対応する代表的な記録材Ｓとしてのシート（ここでは用紙）のサイズとの関係を表２に示す。発熱体６２３ｄ～６２３ｆの幅方向長さは、シートサイズに対して２１ｍｍ長く設定している。これは、発熱体６２３ｄ～６２３ｆを発熱させたときに、幅方向の伝熱によって端部の温度が下がってしまうことと、記録材Ｓを連続通紙した時に記録材Ｓが通過しない領域が発熱するのを抑えることを鑑みたためである。

本実施形態のヒータ基板６１０の裏面の複数の接続部６２５ｄ～６２５ｆについて、説明する。発熱体６２３ｄの幅方向の端部と導電体６２４ｄの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ｄにおいて接続されている。同様に、発熱体６２３ｅの幅方向の端部と導電体６２４ｅの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ｅにおいて接続され、発熱体６２３ｆの幅方向の端部と導電体６２４ｆの端部とが、厚み方向に重なって接続部６２５ｆにおいて接続されている。各接続部６２５ｄ～６２５ｆにおいて厚み方向に重ねて接続されることにより、発熱体６２３ｄ～６２３ｆと導電体６２４ｄ～６２４ｆとは、安定的に導通される。

ここで、各接続部６２５ｄ～６２５ｆでは、発熱体６２３ｄ～６２３ｆと導電体６２４ｄ～６２４ｆとが薄肉部を形成することなく、他の部分と同じ厚さで厚さ方向にオーバーラップしている。このため、ヒータ６００Ａの裏面では、各接続部６２５ｄ～６２５ｆにおいて局所的に厚みが大きくなってしまう部分が発生する。これに対し、ヒータ６００Ａの裏面は表面と違い、ヒータ基板６１０を介して定着ニップ部Ｎの加熱ニップ部に接するため、接続部６２５ｄ～６２５ｆを定着ニップ部Ｎの加熱ニップ部内に設けても定着ベルト６５０への伝熱は阻害されない。これにより、発熱体６２３ｄ～６２３ｆと導電体６２４ｄ～６２４ｆとを裏面に形成する際に、表面のように薄肉部を形成する場合に比べて製造時間を短縮することができる。

上述したように本実施形態の定着装置３０の場合も、表面の複数の発熱体のうち、最大サイズの記録材よりも幅方向の長さが短い発熱体６２３ａ、６２３ｃの接続部６２５ａ、６２５ｃの厚さを小さくしている。このため、接続部６２５ａ、６２５ｃが定着ベルト６５０とヒータ６００Ａとの接触を妨げることを抑制し、伝熱を阻害しにくくできる。一方、発熱体６２３ｄ～６２３ｆも、最大サイズの記録材よりも幅方向の長さが短いが、これらは裏面に設けられているため、接続部６２５ｄ～６２５ｆが定着ベルト６５０への伝熱に影響を及ぼすことは殆どない。その結果、接続部６２５ａと他の部位とで定着ベルト６５０に対して温度ムラを発生してしまうことを、抑制可能である。

尚、上述した第１の実施形態の定着装置３０では、表面に３本の発熱体６２３ａ～６２３ｃが形成されているが、２本でも良いし、４本以上であってもよい。また、第２の実施形態の定着装置３０では、表面及び裏面のそれぞれに３本ずつの発熱体６２３ａ～６２３ｆが形成されているが、これには限られず、例えば裏面に形成する発熱体は２本でも良いし、４本以上であってもよい。また、表面と裏面とに形成する発熱体の数は同じでなくてもよい。

３０…定着装置、６０…定着ベルトユニット、７０…加圧ローラ（ニップ形成部材）、６００，６００Ａ…ヒータ（加熱部材）、６１０…ヒータ基板（基板）、６２３ａ，６２３ｃ…発熱体（第１発熱体）、６２３ｂ…発熱体（第２発熱体）、６２３ｄ，６２３ｅ，６２３ｆ…発熱体（第３発熱体）、６２４ａ，６２４ｃ…導電体（第１導電体）、６２４ｂ…導電体（第２導電体）、６２５ａ，６２５ｃ…接続部（第１接続部）、６２５ｂ…接続部（第２接続部）、６５０…定着ベルト、Ｎ…定着ニップ部、Ｓ…記録材。

Claims (8)

1. 回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、
   基板と、前記定着ベルトの内周面に当接する側の前記基板の第１面に設けられ、通電により発熱する第１発熱体と、前記基板に設けられ、通電により発熱すると共に前記定着ベルトの回転方向に交差する幅方向に関して前記第１発熱体より長い第２発熱体と、前記基板に設けられ、前記第１発熱体を電源に接続するための第１導電体と、前記第１発熱体の前記幅方向の端部と前記第１導電体とが前記第１面に直交する厚み方向に重なって接続される第１接続部と、を有し、前記定着ベルトの内周面に当接されて前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
   前記定着ベルトの外周面に当接して、前記定着ベルトとの間に記録材を搬送しつつ記録材に形成されたトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、を備え、
   前記第１発熱体は、前記幅方向の長さが前記定着ニップ部を通過可能な最大サイズの記録材の前記幅方向の長さよりも短く、
   前記第２発熱体は、前記幅方向の長さが前記最大サイズの記録材の前記幅方向の長さよりも長く、
   前記第１発熱体は、前記第１接続部において前記第１発熱体の前記幅方向における前記最大サイズの記録材の通紙領域の中央位置よりも前記厚み方向に薄く、
   前記第１導電体は、前記第１接続部において前記第１導電体の前記幅方向における中央位置よりも前記厚み方向に薄い、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記第２発熱体は、前記基板の前記第１面に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱部材は、前記基板に設けられ、前記第２発熱体を電源に接続するための第２導電体と、前記第２発熱体の前記幅方向の端部と前記第２導電体とが前記厚み方向に重なって接続される第２接続部と、を有し、
   前記第２発熱体は、前記第２接続部において前記第２発熱体の前記幅方向における前記通紙領域の中央位置と同じ厚さを有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記第２導電体は、前記第２接続部において前記第２導電体の前記幅方向における中央位置と同じ厚さを有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記加熱部材は、前記基板に設けられ、前記第２発熱体を電源に接続するための第２導電体と、前記第２発熱体の前記幅方向の端部と前記第２導電体とが前記厚み方向に重なって接続される第２接続部と、を有し、
   前記第２発熱体は、前記第２接続部において前記第２発熱体の前記幅方向における前記最大サイズの記録材の通紙領域の中央位置よりも前記厚み方向に薄い、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
6. 前記第２導電体は、前記第２接続部において前記第２導電体の前記幅方向における中央位置よりも前記厚み方向に薄い、
   ことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記加熱部材は、前記基板の前記第１面とは反対側の第２面に設けられ、通電により発熱すると共に前記幅方向の長さが前記最大サイズの記録材の前記幅方向の長さよりも短い第３発熱体を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記厚み方向において、
   前記第１接続部の前記第１発熱体と前記第１導電体との厚さは、前記幅方向における中央位置の前記第１発熱体の厚さと同じである、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。

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