JP7570835B2 - ヒータ、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像の熱定着に使用可能なヒータ、ヒータを備える定着装置、及び、定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真式のプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置には、記録材に転写されたトナー画像を加熱して記録材に定着させる熱定着式の定着装置が搭載されている。定着装置としては、セラミックス等の基板上に抵抗発熱体のパターンを形成したヒータと、ヒータに摺動しながら回転する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとの間にニップ部を形成する加圧ローラとを有するものがある。特許文献１には、セラミックスに比べて熱応力に対する強度に優れた金属製の基板を採用した定着装置用のヒータが記載されている。

特開平１０－２７５６７１号公報

ところで、画像形成装置の高速化や省エネ化を実現するため、定着装置用のヒータには発熱量の向上が求められている。しかし、抵抗発熱体、又は抵抗発熱体に給電するための導体パターン等が過熱によって断線しないように、抵抗発熱体及び導体パターン等のパターン幅を太くする等の対策が必要となることが、ヒータの小型化を難しくしていた。

本発明は、上記の技術をさらに発展させたものであり、例えば発熱量の確保とヒータの小型化との両立を可能とする。

本発明の一態様は、金属で形成された基板と、前記基板の面上に絶縁材料で形成された絶縁層と、前記絶縁層上に配置され通電により発熱する発熱体と、前記絶縁層上に配置され、前記発熱体と電気的に接続された第１導電部と、前記発熱体と前記基板とを電気的に接続する第２導電部と、を有し、前記基板が前記発熱体を発熱させるための導電経路となっており、前記第２導電部と前記基板の間には前記発熱体が介在しておらず、前記第１導電部と前記基板との間に電圧を印加されることで、前記第１導電部、前記発熱体、前記第２導電部、前記基板の順に電流が流れて前記発熱体が発熱することを特徴とするヒータである。

本発明によれば、発熱量の確保とヒータの小型化との両立が可能となる。

実施例１に係るヒータの短手方向の断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び長手方向の断面図（ｃ）。 実施例１に係るヒータの駆動回路図。 参考例に係るヒータの短手方向の断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び長手方向の断面図（ｃ）。 実施例２に係るヒータの短手方向の断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び長手方向の断面図（ｃ）。 実施例３に係るヒータの短手方向の断面図（ａ）、平面図（ｂ）及び長手方向の断面図（ｃ）。 実施例４に係る定着装置の断面図。 実施例４に係る画像形成装置の概略図。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ～ｃ）に本開示の実施例１に係るヒータ１００（定着装置用の加熱手段）の構成を表す概略図を示す。

以下の説明において、ヒータ１００を構成する基板の最も長い辺の方向（定着装置における記録材の搬送方向に垂直な方向、定着装置のニップ部の長手方向、画像形成時の主走査方向）を、ヒータ１００の「長手方向Ｘ」とする。ヒータ１００の長手方向に対して垂直な方向の内で、基板の主面（発熱体が配置される面）に沿った代表的な方向をヒータ１００の「短手方向Ｙ」とする。また、長手方向及び短手方向に対して垂直な方向（基板の主面の法線方向）を、ヒータ１００の「厚さ方向Ｚ」とする。

＜ヒータの層構造＞
図１（ａ）は、ヒータ１００を短手方向Ｙ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を長手方向Ｘに見た断面図である。図１（ｂ）は、ヒータ１００を厚さ方向Ｚにおいて発熱体１０２が配置されている側から見た平面図である。図１（ｃ）は、ヒータ１００を長手方向Ｘ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を短手方向Ｙに見た断面図である。

図１（ａ～ｃ）に示すように、ヒータ１００は、金属又は合金を少なくとも主材とした細長い板形状の基板１０１（金属基板）と、通電により発熱する発熱層としての発熱体１０２と、を有する。ヒータ１００は、さらに、発熱体１０２と基板１０１とを絶縁する絶縁層１０３と、発熱体１０２を保護する保護層１０４と、を有している。また、ヒータ１００は、製造時の基材の反りを防止するために、発熱体１０２がある面とは反対側の面にも絶縁層１０５を有している。

基板１０１に用いられる材料としては、ステンレス、ニッケル、銅、アルミ、及びそれらを主材とする合金が好適に用いられる。これらのうち、ステンレスが強度、耐熱性、腐食の観点で最も好ましい。ステンレスの種類としては特に限定されず、必要な機械的強度、次項で述べる絶縁層１０３，１０５、発熱体１０２の形成に合わせた線膨張係数、市場における板材の入手のし易さ等を考慮して適宜選べば良い。一例を挙げると、クロム系ステンレス（４００系）のマルテンサイト系及びフェライト系がステンレスの中でも線膨張係数が比較的低く、絶縁層１０３，１０５、発熱体１０２の形成がし易く好適に用いられる。

基板１０１の厚みは、強度や熱容量、放熱性能を考慮して決めればよい。基板１０１の厚みが小さい（つまり薄い）場合は、熱容量が小さいためクイックスタートには有利だが、薄すぎると発熱体１０２の加熱成型時に歪み等の問題が生じ易くなる。逆に基板１０１の厚みが大きい（つまり厚い）場合は、発熱体１０２の加熱成型時の歪みの面では有利であるが、厚すぎると熱容量が大きいためクイックスタートには不利となる。基板１０１の好ましい厚みは、量産性やコスト、性能のバランスを考慮した場合０．２～２．０ｍｍである。なお、クイックスタートとは、画像形成装置が画像形成動作を行っていない待機状態又は電源ＯＦＦ状態からヒータ１００の加熱が開始された際に、温度が熱定着に適切な値まで上昇して画像形成動作を実行可能な状態となるまでの所要時間の短さを表す。

絶縁層１０３，１０５と保護層１０４の材質は特に限定はされないが、実使用上の温度を鑑みて耐熱性のある絶縁材料を選択する必要がある。材質としてはガラスやＰＩ（ポリイミド）が耐熱性の観点で好ましく、ガラスの場合の具体的粉末材料の選定は、本実施形態の特性を損なわない範囲で適宜選択されれば良い。必要に応じて絶縁性を有する熱伝導フィラーなどを混合させても良い。

絶縁層１０３、保護層１０４及び絶縁層１０５は同じ材質を用いても、異なる材質を用いても何ら問題はない。厚みに関しても同様に絶縁層１０３，１０５と保護層１０４で同じにしても良いし、必要に応じて変更しても問題ない。基板１０１の面上にガラスやＰＩ（ポリイミド）の絶縁層を形成する際には、材料間の線膨張係数差により絶縁層にクラックや剥がれが生じないように、基板と絶縁層材料の線膨張係数を適宜調整する必要がある。

＜発熱体の構成＞
発熱体１０２は、（Ａ）導電成分、（Ｂ）ガラス成分、（Ｃ）有機結着成分を混合した発熱抵抗体ペーストを絶縁層上に印刷した後、焼成したものである。発熱抵抗体ペーストを焼成すると（Ｃ）の有機結着成分が焼失し（Ａ）、（Ｂ）成分が残るため、導電成分とガラス成分とを含有する発熱体１０２が形成される。

ここで、（Ａ）の導電成分としては、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）、等の単独もしくは複合で用いられ、０．１［Ω／□］～１００［ｋΩ／□］のシート抵抗値とするのが好適である。また、上記（Ａ）～（Ｃ）以外においても本実施形態の特性を損なわない程度の微量であれば他の材料が含まれることは問題ない。

＜給電用電極・導体パターンの構成＞
次に、ヒータ１００において発熱体１０２に電流を流す（通電する）ための回路構成を説明する。図１（ｂ、ｃ）に示すように、ヒータ１００は、給電用電極１０５ａ，１０６ａと、導体パターン１０５ｂ，１０６ｂと、を有している。また、以下で説明するように、本実施形態では金属製の基板１０１も発熱体１０２を発熱させるための電流が流れる回路の一部として構成されている。

図１（ｂ、ｃ）において、給電用電極１０５ａ，１０６ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂは、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）や銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを導電成分として含んでいる。給電用電極１０５ａ，１０６ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂは、発熱抵抗体ペーストと同様に、（Ａ）導電成分、（Ｂ）ガラス成分、（Ｃ）有機結着成分を混合したペーストを印刷後、焼成することで形成されている。

一方の給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂは、絶縁層１０３上に形成されている。導体パターン１０５ｂは、絶縁層１０３上において長手方向Ｘに延びて給電用電極１０５ａと発熱体１０２の一端とを電気的に接続しており、少なくとも一部を保護層１０４によって覆われている。これに対し、給電用電極１０５ａの少なくとも一部は保護層１０４から露出しており、後述の電源回路に接続可能である。給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂは、発熱体１０２に通電を行うための第１導電部として機能する。

他方の給電用電極１０６ａは、基板１０１上に直接形成されている。給電用電極１０６ａの少なくとも一部は保護層１０４から露出しており、後述の電源回路に接続可能である。本実施形態において、２つの給電用電極１０６ａは、発熱体１０２に対して長手方向Ｘの同じ側であって、厚さ方向Ｚにおいて発熱体１０２と同じ側に配置されている。給電用電極１０６ａは、発熱体１０２に通電を行うために、第１導電部と共に電源回路に接続される接続部として機能する。

他方の導体パターン１０６ｂは、長手方向Ｘにおける発熱体１０２の他端から絶縁層１０３の表面に沿って長手方向Ｘに延び、長手方向Ｘにおける絶縁層１０３の端部に沿って屈曲して基板１０１と接続されている（図１（ｃ）参照）。つまり、導体パターン１０６ｂは、発熱体１０２と、導電性を有する基板１０１とを電気的に接続する第２導電部として機能する。

給電用電極１０５ａ，１０６ａと導体パターン１０５ｂ，１０６ｂは、発熱体１０２に給電するために電流が流れる部材であり、いずれも体積抵抗が発熱体１０２に比べて十分低く設定される。

ここで、前述の発熱抵抗体ペースト、給電用電極ペースト及び導体パターンペーストは、基板１０１の融点より低い温度で軟化溶融する材質を選択し、かつ、実使用上の温度を鑑みて耐熱性のある材料を選択する必要がある。さらに、給電用電極１０６ａと導体パターン１０６ｂは、基板１０１との必要な密着度に応じ、ガラスフィラーなどを混合させてもよい。

上述の絶縁層１０３，１０５、保護層１０４、給電用電極１０５ａ，１０６ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂの成形方法としては特に限定されないが、一例としてはスクリーン印刷法等で平滑に成形することができる。他にも、蒸着法等を利用して成形してもよい。

＜ヒータ駆動回路＞
図２に本実施形態のヒータ１００の駆動回路の構成例を示す。図に示すように、ヒータ１００を電源としての商用交流電源２００に接続することで、電源電圧を発熱体１０２へ供給し、発熱体１０２を発熱させることが可能である。このとき、発熱体１０２への電力供給は、ヒータ１００の給電用電極１０５ａ，１０６ａ、導体パターン１０６ｂ，１０６ｂ及び基板１０１を介して行われる。

また、電源電圧と給電用電極１０６ａとの間に介在するトライアック２０２の通電／遮断により、発熱体１０２への通電／遮断を行ってヒータ１００の発熱量を制御することが可能である。抵抗２０３，２０４は、いずれもトライアック２０２のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ２０５は一次・二次間の絶縁を確保しつつ、トライアック２０２の制御を行うためのデバイスである。

ＣＰＵ２０９は、温度検知素子としてのサーミスタ２１０が検知した温度に基づいて、例えば予め設定されている目標温度に近付けるように、トライアック２０２を制御する。具体的には、温度変化に応じたサーミスタ２１０の抵抗値変化が抵抗２１１との分圧として検知され、Ａ／Ｄ変換によりデジタル値に変換された温度情報（検知温度信号）としてＣＰＵ２０９に入力される。ＣＰＵ２０９は、入力された検知温度信号に基づき、ヒータ駆動指示信号を出力する。ヒータ駆動指示信号は抵抗２０８を介してトランジスタ２０７に入力され、トランジスタ２０７によりフォトトライアックカプラ２０５がＯＮ／ＯＦＦされる。そして、発光ダイオード２０５ａの点灯／消灯に応じてトライアック２０２が通電／遮断されることで、ヒータ１００の通電／遮断が行われる。なお、抵抗２０６は、発光ダイオード２０５ａの電流を制限するための抵抗である。

なお、ここに示す駆動回路は一例であり、回路構成の異なる駆動回路を給電用電極１０５ａ，１０６ａに接続してヒータ１００を作動させてもよい。

＜実施例１と比較例の比較＞
本実施形態の利点を説明するため、図３（ａ～ｃ）に示す比較例のヒータ３００と比較しながら説明する。

図３（ａ）に示すように、比較例におけるヒータ３００も本実施形態と同様に、金属製の基板３０１と、通電により発熱する発熱体３０２と、発熱体３０２と基板３０１とを絶縁する絶縁層３０３と、発熱体３０２を保護する保護層３０４と、を有する。また、製造時の基材の反りを防止するために、発熱体３０２がある面とは反対側の面にも絶縁層３０５を有している。

本実施形態と異なるのは、図３（ｂ、ｃ）に示すように、比較例は給電用電極３０６ａ及び導体パターン３０６ｂが全て絶縁層３０３上に印刷・焼成されている点である。即ち、比較例においては、発熱体３０２に給電を行うためのヒータ回路（発熱体３０２、給電用電極３０５ａ，３０６ｂ及び導体パターン３０５ｂ，３０６ｂからなる回路）が全て絶縁層３０３上に設けられている。基板３０１は絶縁層３０３によってヒータ回路から絶縁されているため、給電用電極３０５ａ，３０６ａを電源電圧に接続しても基板３０１には電流が流れない。

ここで、図１（ａ）に示すように、本実施形態における基板１０１上の回路配置領域の短手幅Ｗは、発熱体１０２の短手方向Ｙの最大幅である短手幅Ｗ１に等しく、次の式（１）で表される。
Ｗ ＝ Ｗ１ （１）
ただし、回路配置領域とは、厚さ方向Ｚに見た場合にヒータ回路を実装するために基板１０１上に必要な領域（以下、回路配置領域とする）を指し、短手幅Ｗとは、回路配置領域の短手方向Ｙの最大幅である。

一方、比較例における基板３０１上の回路配置領域の短手幅Ｗ’は、次の式（２）で表される。ただし、発熱体３０２の短手方向Ｙの最大幅をＷ’１、導体パターン３０６ｂの短手方向Ｙの最大幅をＷ２、発熱体３０２と導体パターン３０６ｂとの間に製造上必要な距離をＷ３とする。
Ｗ’＝ Ｗ’１ ＋ Ｗ２ ＋ Ｗ３ （２）

本実施形態と比較例における発熱体の短手幅Ｗ１，Ｗ’１が等しい場合、本実施形態の方が（Ｗ２＋Ｗ３）だけ回路配置領域の短手幅が小さくなることが分かる。これは、比較例では発熱体１０２に対して短手方向Ｙに導体パターン３０６ｂを並べて配置しているのに対し、本実施形態では金属製の基板１０１を、導体パターン３０６ｂの機能を代替する回路要素として活用しているからである。なお、比較例の構成において、給電用電極３０６ａ及び導体パターン３０６ｂを発熱体３０２を挟んで給電用電極３０５ａの反対側に配置して、短手方向Ｙの小型化を図ることも考えられる。しかし、給電用電極３０５ａ，３０６ａが遠く離れていると、ヒータ３００に電力を供給する電源回路の接点も遠く離れることになり、接点の配線スペースが必要となって定着装置全体の小型化にはつながらない。

ところで、比較例において短手幅Ｗ’を小さくしようとすると、Ｗ’１やＷ３を小さくする必要がある。しかし、Ｗ’１又はＷ３を小さく（発熱体３０２の幅を狭く）すると、過熱による断線の可能性があり、又は断線を防ぐために発熱量の低下を受け入れざるを得ない。これに対し、本実施例によれば、発熱体１０２の短手幅Ｗ１を確保しつつ回路配置領域の短手幅Ｗを小さく抑えることが可能となり、発熱量の確保とヒータ１００の小型化を両立することができる。

なお、式（１）では、発熱体１０２の短手幅Ｗ１が給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂの短手方向Ｙの最大幅以上であるものとして説明した。通電により発熱する発熱体１０２の過熱を防ぐため、通常、この条件は満たされる。しかしながら、給電用電極１０５ａ又は導体パターン１０５ｂの短手方向Ｙの幅が発熱体１０２の短手幅Ｗ１より大きい場合であっても、そのような回路要素と導体パターン１０６ｂが短手方向Ｙに並ぶ図３（ｂ）の配置をとる必要がないことは同様である。従って、発熱体１０２の短手幅Ｗ１と給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂの短手幅との大小関係によらず、本実施例によれば発熱量の確保とヒータ１００の小型化を両立することができる。

実施例２として、絶縁層に設けられた開口部を介して発熱体と基板とが導通される実施形態を、図４（ａ～ｃ）を用いて説明する。以下、実施例１と共通の参照符号を付した要素は、実施例１と実質的に同様の構成及び作用を有するものとし、実施例１と異なる部分を中心に説明する。

図４（ａ）は、本実施形態のヒータ１００Ａを短手方向Ｙ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を長手方向Ｘに見た断面図である。図１（ｂ）は、ヒータ１００Ａを厚さ方向Ｚにおいて発熱体１０２が配置されている側から見た平面図である。図１（ｃ）は、ヒータ１００Ａを長手方向Ｘ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を短手方向Ｙに見た断面図である。

図４（ｂ、ｃ）に示すように、実施例１と異なり、発熱体１０２と基板１０１を絶縁する絶縁層１０３には、厚さ方向Ｚに見た絶縁層１０３の外縁部の内側に、絶縁層１０３の表面から基板１０１まで貫通する開口部４０１が設けられている。そして、第２導電部としての導体パターン１０６ｂは、長手方向Ｘにおける発熱体１０２の端部から開口部４０１を介して基板１０１まで形成されている。これにより、発熱体１０２と導電性の基板１０１とが電気的に接続されている。

ここで、実施例１のように絶縁層１０３の端部に沿って屈曲する導体パターン１０６ｂ（図１（ｃ））をスクリーン印刷で形成しようとした場合を考える。この場合、絶縁層１０３の端部に絶縁層１０３の厚み分の断差があることにより、導体パターン１０６に十分な膜厚を確保することが難しい場合がある。導体パターン１０６の膜厚が不足していると、発熱体１０２と基板１０１との間に導通不良が発生する懸念がある。

これに対し、図４（ａ～ｃ）に示すように絶縁層１０３に開口部４０１を設けて開口部４０１の内側に導体パターン１０６ｂのペーストを塗布するようにすれば、導体パターン１０６ｂの印刷形成はより容易になる。従って、絶縁層１０３の厚み等の条件によらず、導体パターン１０６ｂの厚さを確保して、発熱体１０２と基板１０１との導通不良が生じる可能性をさらに低減することが可能となる。

実施例３として、給電用電極の配置を変更した実施形態を、図５（ａ～ｃ）を用いて説明する。以下、実施例１、２と共通の参照符号を付した要素は、実施例１、２と実質的に同様の構成及び作用を有するものとし、実施例１と異なる部分を中心に説明する。

図５（ａ）は、本実施形態のヒータ１００Ｂを短手方向Ｙ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を長手方向Ｘに見た断面図である。図１（ｂ）は、ヒータ１００Ｂを厚さ方向Ｚにおいて発熱体１０２が配置されている側から見た平面図である。図１（ｃ）は、ヒータ１００Ｂを長手方向Ｘ及び厚さ方向Ｚに広がる仮想平面で切断した断面を短手方向Ｙに見た断面図である。

図５（ｂ、ｃ）に示すように、本実施形態では、基板１０１と接続されている給電用電極５０６ａ（接続部）を、実施例１、２とは異なり、ヒータ１００Ｂの発熱体１０２が設けられている面（図５（ａ、ｃ）で上側の面）とは異なる面に設けている。図５（ａ～ｃ）に示す構成例では、発熱体１０２、給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂが設けられた面とは厚さ方向Ｚで反対側の面に給電用電極５０６ａを配置している。

ここで、図１（ｂ、ｃ）や図４（ｂ、ｃ）に示す実施例１、２の構成では、発熱体１０２、給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂと同じ面に給電用電極１０６ａが配置されていた。そのため、給電用電極１０６ａはこれらの回路要素と長手方向Ｘに並ぶように配置されており、給電用電極１０６ａの長手方向Ｘの幅の分、回路配置領域の長手方向Ｘの幅が大きくなっているとも言えた。

これに対し、本実施例では、発熱体１０２、給電用電極１０５ａ及び導体パターン１０５ｂ，１０６ｂとは異なる面に給電用電極１０６ａを配置した。このため、給電用電極１０６ａの長手方向Ｘの位置を例えば給電用電極１０５ａの長手方向Ｘの位置とオーバーラップさせることができる（図５（ｃ））。従って、本実施例の構成により、少なくとも給電用電極５０６ａの長手方向Ｘの最大幅Ｌの分、基板１０１の長手方向Ｘの必要長さが小さくなり、ヒータ１００Ｂのさらなる小型化が可能となる。

なお、本実施例では、厚さ方向Ｚにおいて発熱体１０２や給電用電極１０５ａとは反対側の基板１０１の面に給電用電極５０６ａを設けたが、さらに他の面（例えば短手方向Ｙの側面）に給電用電極５０６ａを設けてもよい。

実施例４として、実施例１で説明したヒータ１００を備えた定着装置６００について、図６及び図７を用いて説明する。以下、実施例１と共通の参照符号を付した要素は、実施例１と実質的に同様の構成及び作用を有するものとする。

図６に示す定着装置６００は、記録材Ｐに転写されたトナー画像をニップ部Ｎにおいて加熱することで記録材Ｐに定着させる熱定着方式の像加熱装置である。定着装置６００は、定着部材である筒状のフィルム６０１と、フィルム６０１の内部空間に配置されたヒータ１００と、ヒータ１００を保持する保持部材６０２と、加圧部材としての加圧ローラ３０と、を有する。保持部材６０２に保持されたヒータ１００と、ヒータ１００に対向する加圧ローラ３０とは、フィルム６０１を介して圧接しており、これによってニップ部Ｎが形成されている。つまり、ヒータ１００及び保持部材６０２は、本実施例におけるニップ部形成ユニットとして機能する。

フィルム６０１は、エンドレスベルトやエンドレスフィルムとも称される筒状に形成された耐熱フィルムであり、少なくともベース層を有している。ベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、又はステンレス等の金属である。また、フィルム６０１の表面には耐熱ゴム等の弾性層を設けてもよい。加圧ローラ６０４は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金６０５と、シリコーンゴム等の材質の弾性層６０６を有する。

ヒータ１００は、耐熱樹脂製の保持部材６０２に保持されている。図示した構成例において、ヒータ１００は、ヒータ１００の長手方向Ｘがフィルム６０１及び加圧ローラ３０の回転軸線の方向と略平行で、短手方向Ｙがニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送方向と略平行となるように配置されている。また、厚さ方向Ｚに関して発熱体１０２が配置されている側のヒータ１００の表面（保護層１０４）がフィルム６０１の内面と接触するように配置されている。

保持部材６０２は、フィルム６０１の回転を案内するガイド機能も有している。保持部材６０２は、定着装置６００の枠体に固定されたステー６０３から不図示のバネによって図中下向きの付勢力を受けている。このバネの付勢力により、ニップ部Ｎにはトナー画像を加圧する圧力が発生する。

加圧ローラ６０４は、不図示の駆動源から動力を受けて図中反時計回りに回転する。加圧ローラ６０４が回転することによって、フィルム６０１が従動して図中時計回りに回転する。また、トナー画像が形成された記録材Ｐがニップ部Ｎに到達するまでにヒータ１００への通電が開始され、記録材Ｐのニップ部Ｎの通過中はニップ部Ｎの温度がトナー画像の熱定着に適した目標温度に維持される。

図７は、画像形成装置の一例として、電子写真技術を用いたレーザビームプリンタ（以下、単にプリンタ７００とする）を示している。プリンタ７００は、画像形成動作の実行指示を受けると、スキャナユニット３が画像情報に応じたレーザ光を像担持体としての感光体１に照射する。帯電ローラ２によって所定の極性に予め帯電させられた感光体１の表面がレーザ光によって走査されることで、感光体１の表面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。その後、現像器４が感光体１にトナーを供給し、静電潜像を現像してトナー画像として可視化する。

感光体１の矢印Ｒ１方向への回転により、感光体１に担持されているトナー画像は転写部である転写ニップに到達する。転写ニップは、感光体１と、転写手段としての転写ローラ５との間に形成されるニップ部である。転写ローラ５に電圧が印加されることで、カセット６からピックアップローラ７によって給送されてくる記録材Ｐに対し、トナー画像が転写される。転写ニップを通過した感光体１の表面はクリーナ８でクリーニングされる。トナー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置６００へ向けて搬送される。

そして、図６に示す定着装置６００は、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持して搬送しながら記録材上のトナー画像に熱及び圧力を加える定着処理を施す。これによってトナーが溶融し、その後冷えて固まることで、記録材Ｐに定着した定着画像が得られる。

定着装置６００を通過した記録材Ｐは、排出ローラ１０（図７）によってトレイ１１に排出される。なお、記録材Ｐとして、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート材、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート材等、サイズ及び材質の異なる多様なシートを使用可能である。また、ここでは感光体１から記録材Ｐにトナー画像を直接転写する方式を挙げたが、感光体に形成したトナー画像を中間転写ベルト等の中間転写体を介して記録材に転写する方式の画像形成装置に対して以下で説明する技術を適用してもよい。

このように、本実施形態のヒータ１００を定着装置６００に使用することにより、定着装置６００の小型化、ひいてはプリンタ７００の小型化を図ることが可能となる。

なお、実施例１のヒータ１００に代えて実施例２，３のヒータ１００Ａ，１００Ｂを定着装置６００に用いてもよい。また、図６に示した構成例に限らず、厚さ方向Ｚに関して発熱体１０２が配置されているヒータ１００の面とは反対側の面（絶縁層１０５）がフィルム６０１の内面と接触するように配置してもよい。

また、図６の定着装置６００では、ヒータ１００がフィルム６０１の内面に直接接触しているが、ヒータ１００とフィルム６０１内面との間に、熱伝導性が高い板状又はシート状の部材（例えば材質が合金鉄やアルミのシート状の部材）を配置してもよい。つまり、ヒータ１００がフィルム６０１の内面と摺動する摺動部材を介してフィルムを加熱する構成のニップ部形成ユニットを用いてもよい。

（その他の実施形態）
以上、例示的な実施形態により本開示に係る技術を説明したが、ここに挙げた実施形態は例示に過ぎない。即ち、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置並びに装置の動作態様等は、本技術が適用される条件により適宜変更されるべきものであり、特許請求の範囲に記載された内容は実施形態に限定して解釈すべきものではない。

１００，１００Ａ，１００Ｂ…ヒータ／１０１…基板／１０２…発熱体／１０３…絶縁層／１０５ａ，１０５ｂ…第１導電部（給電用電極、導体パターン）／１０６ｂ…第２導電部（導体パターン）／４０１…開口部／５０６ａ…接続部（給電用電極）／６００…定着装置／６０１…フィルム／６０２…保持部材／６０４…加圧部材（加圧ローラ）／７００…画像形成装置（プリンタ）

Claims (7)

1. 金属で形成された基板と、
   前記基板の面上に絶縁材料で形成された絶縁層と、
   前記絶縁層上に配置され通電により発熱する発熱体と、
   前記絶縁層上に配置され、前記発熱体と電気的に接続された第１導電部と、
   前記発熱体と前記基板とを電気的に接続する第２導電部と、
   を有し、前記基板が前記発熱体を発熱させるための導電経路となっており、前記第２導電部と前記基板の間には前記発熱体が介在しておらず、前記第１導電部と前記基板との間に電圧を印加されることで、前記第１導電部、前記発熱体、前記第２導電部、前記基板の順に電流が流れて前記発熱体が発熱することを特徴とするヒータ。
2. 前記発熱体は、前記基板の長手方向に沿って延びており、
   前記第１導電部は、前記長手方向における前記発熱体の一端と接続され、
   前記第２導電部は、前記長手方向における前記発熱体の他端と接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
3. 前記第２導電部は、前記基板の長手方向における前記絶縁層の端部を介して、前記発熱体と前記基板を接続している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
4. 前記絶縁層には、前記基板が露出する開口部が形成されており、
   前記第２導電部は、前記開口部を介して前記発熱体と前記基板とを接続している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
5. 前記基板の前記絶縁層が設けられた前記面とは異なるいずれかの面に、電源と接続するための接続部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヒータ。
6. 筒状のフィルムと、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のヒータと、前記ヒータを保持する保持部材とを備え、前記フィルムの内側に配置されたニップ部形成ユニットと、
   前記フィルムを挟んで前記ニップ部形成ユニットに対向し、前記フィルムとの間にニップ部を形成する加圧部材と、
   を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上の画像を記録材に定着させる定着装置。
7. 回転する像担持体と、
   前記像担持体から記録材にトナー画像を転写する転写手段と、
   前記転写手段によって前記記録材に転写されたトナー画像を記録材に定着させる、請求項６に記載の定着装置と、
   を備える画像形成装置。

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