特許 6387864 ヒータおよび画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6387864

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】ヒータおよび画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/10 20060101AFI20180903BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20180903BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20180903BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/10 A

   H05B3/00 335

   H05B3/20 393

   G03G15/20 515

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-44230(P2015-44230)

(22)【出願日】2015年3月6日

(65)【公開番号】特開2016-164826(P2016-164826A)

(43)【公開日】2016年9月8日

【審査請求日】2017年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100142664

【弁理士】

【氏名又は名称】熊谷 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100200159

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 仁志

(72)【発明者】

【氏名】上野 貴史

(72)【発明者】

【氏名】木村 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】壷内 暁夫

【審査官】 沼田 規好

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５２１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１５２６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１６１９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２５４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０８７８９８０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２０１１／０３０４４０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／１０

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｈ０５Ｂ ３／００

Ｈ０５Ｂ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺な基板と；
一方側に開口を挟んで形成される一対の主体部および前記開口と対向するとともに前記一対の主体部を他端側で接続する底部を備えて全体として凹状に形成され、前記基板の長手方向に互いに離間するように複数並設された抵抗発熱体と；
前記抵抗発熱体の凹状の外周部に接触する第１の導体および前記抵抗発熱体の凹状の内周部に接触する第２の導体からなる導体と；
を具備していることを特徴とするヒータ。

【請求項2】

前記抵抗発熱体は、ＮＴＣ特性を有しており、前記基板の長手方向に隣接する前記抵抗発熱体の前記第１の導体および第２の導体が接続されて、電気的に直列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。

【請求項3】

前記抵抗発熱体は、前記基板の短手方向に前記開口を向けて並設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ。

【請求項4】

前記抵抗発熱体は、前記基板の短手方向において、並設される前記抵抗発熱体の少なくとも一部がオーバーラップするように斜設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のヒータ。

【請求項5】

前記抵抗発熱体の列は、前記基板の短手方向に複数設けられ、前記基板の長手方向と平行となる方向において、前記抵抗発熱体の凹状の開口と底部とが対向して前記基板上に分割して並設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のヒータ。

【請求項6】

通過する記録媒体を加熱する請求項１から５のいずれか一に記載のヒータと；
前記記録媒体を加熱時に加圧するローラと；
を備え、前記記録媒体を前記加熱および前記加圧することで、前記記録媒体に付着したトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ヒータおよび画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＯＡ機器、家電用電気製品、精密製造設備などの電子機器類にヒータが装着されている。ヒータは、例えば、複写機やファクシミリなどの画像形成装置において用紙にトナーを定着する画像形成装置に用いられる。また、リライタブルカードリーダであれば印字消去などに用いられる。ヒータは、給電用電極、導体、抵抗発熱体が基板上に形成されていることで構成され、給電用電極から供給された電力により、抵抗発熱体が発熱する。

【0003】

画像形成装置に用いられるヒータは、一般的に、銀およびパラジウム、または、酸化ルテニウムおよびガラスを主成分として、抵抗温度係数［ｐｐｍ／℃］が０あるいは正となるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性の抵抗発熱体が使用されている。

【0004】

ヒータは、画像形成装置で加熱できる記録媒体の最大のサイズ（記録媒体のヒータの長手方向と平行な長さ）に合わせた有効長、すなわち最大のサイズと同じか、または長く形成される。したがって、最大のサイズよりも小さい記録媒体を加熱する場合、ＰＴＣ特性のヒータでは、ヒータのうち、非通紙部の領域の温度が上昇する。そこで、非通紙部の領域の温度上昇を抑制することを優先する場合には、ヒータには、抵抗温度係数［ｐｐｍ／℃］が負となるＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）特性の抵抗発熱体を使用することも考えられる。（特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２４４８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＮＴＣ特性の抵抗発熱体は、総じてシート抵抗値が数１００Ω／□と高く、一つのヒータに形成する抵抗発熱体の総抵抗値を、商用電源で使用できる範囲に設定することは困難である。そこで、抵抗発熱体の材料として、ＮＴＣ特性の材料を用いる場合には、例えば、ヒータの長手方向において、抵抗発熱体を複数に分割して配設し、かつ抵抗発熱体の通電方向と直交する方向において、導体との接触面積を広く形成することで総抵抗値を下げながら、所望とする発熱量を実現している。しかしながら、従来技術のＮＴＣ特性の抵抗発熱体では十分に総抵抗値を下げることができず、必要な発熱量を実現することが困難であった。

【0007】

本発明は、所望とする発熱量を実現することができる、ＮＴＣ特性のヒータ及び画像形成装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態のヒータは、長尺な基板と；一方側に開口を挟んで形成される一対の主体部および前記開口と対向するとともに前記一対の主体部を他端側で接続する底部を備えて全体として凹状に形成され、前記基板の長手方向に互いに離間するように複数並設された抵抗発熱体と；前記抵抗発熱体の凹状の外周部に接触する第１の導体および前記抵抗発熱体の凹状の内周部に接触する第２の導体からなる導体と；を具備していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、抵抗発熱体の総抵抗値を低くすることが可能となり、必要な発熱量を実現することができるヒータ及び画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態を例示するヒータの概略図である。

【図2】第２の実施形態を例示するヒータの概略図である。

【図3】第１の実施形態と第２の実施形態との比較を例示する概略図である。

【図4】第３の実施形態を例示するヒータの概略図である。

【図5】図４のＡ−Ａ´線方向の概略断面図である。

【図6】第４の実施形態を例示するヒータの概略図である。

【図7】第５の実施形態を例示するヒータの概略図である。

【図8】ヒータの使用例である画像形成装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。

【0012】

なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の寸法や比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、各図面において同じ構成および作用効果については、同一符号を用いてその説明を省略する。

【0013】

以下、第１の実施形態を、図１を参照して説明する。

【0014】

本実施形態に係るヒータ１Ａは、基板２と、導体３０と、抵抗発熱体４０と、を具備する。抵抗発熱体４０は、一方側に開口を挟んで形成される一対の主体部および開口と対向するとともに一対の主体部を他端側で接続する底部を備えて全体として凹状に形成されている。抵抗発熱体４０は、ＮＴＣ特性を有しており、基板の長手方向に互いに離間するように複数並設されている。

【0015】

導体３０は、抵抗発熱体の凹状の外周部に接触する第１の導体および抵抗発熱体の凹状の内周部に接触する第２の導体から形成されている。

【0016】

抵抗発熱体４０は、基板２の長手方向に隣接する前記抵抗発熱体４０の第１の導体および第２の導体が接続されて、電気的に直列接続されていることを特徴とする。

【0017】

図１に例示するように抵抗発熱体４０は、基板２上で分割して形成されることにより、個々の抵抗発熱体４０の基板２の長手方向での長さを抑制することが可能となる。また、非通紙部に配設される抵抗発熱体４０のＮＴＣ特性を生かすことができるため、多種類のサイズの記録媒体を効率的に加熱することが可能となる。

【0018】

また、分割した抵抗発熱体４０と導体３０との接触長さが小さい場合、抵抗発熱体４０が高抵抗化し、電流が流れにくくなる。その場合、適正な電流値を得ることができず、所望の発熱量を確保することが困難になる。抵抗発熱体４０の抵抗値を適正値にするためには、抵抗発熱体４０と導体３０の接触長さを大きく形成する必要がある。

【0019】

本実施形態の抵抗発熱体４０は、図１に例示するように、第１の導体３１と、第２の導体３２に接続されることで、抵抗発熱体４０と導体３０との接触長さが従来よりも約２倍程度大きく形成されている。

【0020】

第１の導体３１は、抵抗発熱体４０ａ１の凹状の外周部に接触するように形成されている。また第２の導体３２は、第１の導体３１から延設して、基板２の長手方向に離間して配設される抵抗発熱体４０ａ２の凹状の内側に入り込んで接触するように形成される。

【0021】

抵抗発熱体４０と導体３０が上述のように構成されることにより、各抵抗発熱体４０の基板２の長手方向における長さを短くできると同時に、抵抗発熱体４０と導体３０との接触長さを大きく形成することができる。

【0022】

抵抗発熱体４０は、凹状の外周部と凹状の内側の両方が導体３０と接触することによって、電流が流れる経路（以下、電流経路と称す）が増大する。

【0023】

抵抗発熱体４０内の電流経路は、第１の導体３１と第２の導体３２とを結ぶ経路となる。この構成によれば、抵抗発熱体４０内に存在する各電流経路の距離が、短く形成される。

【0024】

抵抗発熱体４０は、距離の短い電流経路が数多く存在することによって、抵抗値が下がり、電流が流れやすくなる。そのため適正な電流値を得ることができ、ヒータ１Ａは必要とする発熱量を実現することが可能となる。

【0025】

ここで第２の導体３２の形状の変形例として、抵抗発熱体４０の凹状の内側に入り込んで接触する直線部を複数に形成する場合、あるいは、抵抗発熱体４０の凹状の内周部に接触する先端を、直線状ではなく、曲線状などに形成する場合を考える。このように変形することにより、抵抗発熱体４０と第２の導体３２との接触長さは、第１の実施形態よりも大きく形成される。

【0026】

第１の導体３１から延設される第２の導体３２は、基板２の長手方向に分割して並設される抵抗発熱体４０の凹状の内側に接触するように形成される。したがって、各抵抗発熱体４０は、導体３０によって電気的に直列に接続されている。このため、各抵抗発熱体４０で電流値に差が生じることがなくなり、ヒータ１Ａにおいて発熱分布が不均一になる現象を抑制することができる。

【0027】

基板２上に設けられる凹状の抵抗発熱体４０は、一方側に開口を挟んで形成される一対の主体部および前記開口と対向するとともに前記一対の主体部を他端側で接続する底部を備えて全体として凹状に形成されればよい。このように形成されるものであれば、例えば全体が主として直線を用いて形成される凹状の他、一部が傾斜している形状や、全体が主として曲線を用いて形成されるＵ状であってもよい。また、曲線と直線とを組み合わせて形成される形状であってもよい。要するに、本発明および実施形態における作用を有する形態であれば、いずれの形態であってもよい。

【0028】

基板２の長手方向に分割して並設される抵抗発熱体４０の数や、基板２の短手方向に複数設けられる抵抗発熱体４０の列数は、本実施形態に限定されない。ヒータの種類や大きさ、用途に応じて適宜変更することができる。

【0029】

基板２は、耐熱性および絶縁性を有し、本実施形態では矩形状に形成されている。基板２は、例えば厚みが０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度の平板であり、アルミナ等のセラミック、ガラスセラミックまたは耐熱複合材料などから構成される。基板２の形状は、短手方向および短手方向と交差する長手方向を有していれば、本実施形態に限定されるものではない。

【0030】

次に、第２の実施形態について、図２ないし図３を参照して説明する。図２に例示する抵抗発熱体４０は、全体としてＵ状に形成されている。

【0031】

抵抗発熱体４０は、底部が全体に半円状に湾曲するように形成されていて、全体としてＵ状に形成されている。抵抗発熱体４０のＵ状の内周部に接触する第２の導体３２の先端部も、Ｕ状に形成されている。

【0032】

第１の実施形態と第２の実施形態について、図３を参照して比較する。ここで、抵抗発熱体４０と、導体３１と、導体３２による構成を発熱体ブロック４０と称する。

【0033】

図３（ａ）は、第１の実施形態の発熱体ブロック４０Ａ３を示し、抵抗発熱体４０ａ３は、全体として凹状に形成されている。また、抵抗発熱体４０ａ３の凹状の外周部に接触する第１の導体３１ａ３の底部も、凹状に形成されている。抵抗発熱体４０ａ３の凹状の内周部に接触する第２の導体３２ａ２の先端は角状に形成されている。

【0034】

図３（ｂ）は第２の実施形態の、発熱体ブロック４０Ａ３’を示し、抵抗発熱体４０ａ３’は、全体としてＵ状に形成されている。また、抵抗発熱体４０ａ３’のＵ状の外周部に接触する第１の導体３１ａ３’の底部も、半円状に形成されている。並設される発熱体ブロック４０Ａ２’の第１の導体３１ａ２’から延設される第２の導体３２ａ２’は、抵抗発熱体４０ａ３’のＵ状の内側に接触するように形成され、その先端は半円状に形成されている。

【0035】

抵抗発熱体４０ａ３の凹状の底部に流れる電流経路のうち、第２の導体３２ａ２の先端と、抵抗発熱体４０ａ３を結ぶ最短の電流経路Ａを最短電流経路Ａ１０、Ａ２０、Ａ３０とする。同様に、抵抗発熱体４０ａ３’のＵ状の底部に流れる最短の電流経路Ａを最短電流経路Ａ１０’、Ａ２０’、Ａ３０’とする。

【0036】

抵抗発熱体４０ａ３では、最短電流経路Ａ１０とＡ３０はほぼ同じ長さであるが、最短電流径路Ａ２０は、他の最短電流経路Ａ１０およびＡ３０と比較して長くなっている。

【0037】

そのため、最短電流経路Ａ２０では他の最短電流経路Ａ１０、Ａ３０よりも電流が流れにくくなり、発熱量が少なくなる。凹状の抵抗発熱体４０ａ３では、最短電流経路Ａの長さが一様ではないことにより、発熱分布が不均一となる。

【0038】

抵抗発熱体４０ａ３’の、開口と対向する底部はＵ状に形成され、抵抗発熱体４０ａ３’の内側に接する導体３２ａ２’の先端部も、Ｕ状に形成されている。そのため、最短電流経路Ａ１０’、Ａ２０’、Ａ３０’の長さはほとんど差がない。抵抗発熱体４０ａ３’においては、最短電流経路Ａの長さが場所によってほとんど変わらないことにより、発熱分布のムラを抑制することができる。

【0039】

このように、Ｕ状の発熱体ブロック４０は、凹状の発熱体ブロック４０と比較して、分割される各発熱体ブロック４０が均一に発熱するため、ヒータ１Ｂの発熱分布のムラを抑制することが可能である。

【0040】

次に、発熱体ブロック４０の形状と、発熱体ブロック４０を並設する間隔について、図３を参照して説明する。

【0041】

基板の長手方向と平行になるように並設される、各発熱体ブロック４０Ａの通紙方向視における隙間をＧと称する。凹状の発熱体ブロック４０Ａ２と発熱体ブロック４０Ａ３の隙間をＧ１とし、並設されるＵ状の発熱体ブロック４０Ａ２’と発熱体ブロック４０Ａ３’の隙間をＧ２とする。

【0042】

隙間Ｇには、導体３０のみが配設され、抵抗発熱体４０が配設されないため発熱しない。そのため空隙部Ｗの面積が広いほどヒータ１Ｂの発熱分布が不均一となり、トナーの定着性が悪化する。しかし、導体３０の材料である導電体ペーストが、並設される発熱体ブロック４０の導体３０と短絡しないように、必要な間隔を確保して基板２上に印刷する必要がある。

【0043】

例えば、発熱体ブロック４０Ａ３の導体３１ａ３は、材料となる導電体ペーストを基板２上に印刷する際、並設される発熱体ブロック４０Ａ２の第１の導体３１ａ２の凹状の底部と短絡しないように、必要な間隔を保持して印刷される。

【0044】

発熱体ブロック４０Ａ２の第１の導体３１ａ２の凹状の底部と、それに対向して面する発熱体ブロック４０Ａ３の第１の導体３１ａ３は、方向視において一定間隔で狭いため、形成時に接触しやすい。

【0045】

これに対し、発熱体ブロック４０Ａ２’の第１の導体３１ａ２’の底部はＵ状であり、並設される発熱体ブロック４０Ａ３’の、対向して面する第１の導体３１ａ３’から遠ざかるように、抵抗発熱体４０ａ２’のＵ状の開口に向かって形成される。

【0046】

そのため第１の導体３１ａ３’の印刷時に導電体ペーストが滲んでも、第１の導体３１ａ２’と第１の導体３１ａ３’は形成時に接触しにくくなる。

【0047】

したがって、Ｕ状の発熱体ブロック４０Ａ２’と発熱体ブロック４０Ａ３’の隙間Ｇ２は、凹状の発熱体ブロック４０Ａ２と発熱体ブロック４０Ａ３の隙間Ｇ１よりも、狭く形成することができる。

【0048】

抵抗発熱体４０と導体３０をＵ状に形成することにより、並設される抵抗発熱体４０の隙間Ｇを小さく形成することができ、ヒータ１Ｂの発熱分布をより均一にすることが可能となる。

【0049】

抵抗発熱体４０と導体３０をＵ状に形成することで、抵抗発熱体４０内での最短電流経路が均一になり、並設される抵抗発熱体４０の隙間Ｇを狭く形成することが可能となる。ヒータ１Ｂの発熱分布を均一にするためには、抵抗発熱体４０と導体３０をＵ状に形成することが効果的である。

【0050】

次に、第３の実施形態について、図４ないし図５を参照して説明する。

【0051】

図１の例示では、基板２上に形成される抵抗発熱体４０ａの列と、抵抗発熱体４０ｂの列は、基板２の長手方向の一方の端部に形成された給電用電極５０ａの方向に、各抵抗発熱体４０のすべての開口を向けて配設されている。

【0052】

ここで、各抵抗発熱体４０の通紙方向視における隙間を空隙部Ｗと称する。

【0053】

この場合基板２上に配設される各抵抗発熱体４０の間には、通紙方向視において、空隙部Ｗが存在する。空隙部Ｗには抵抗発熱体４０が配設されていないため、発熱しない。そのために、ヒータ１Ａの発熱分布が均一にならず、部分的なトナーの定着不良を起こす要因となる。

【0054】

図４では、基板２の短手方向で離間して配設される、抵抗発熱体４０ａの列および、抵抗発熱体４０ｂの列の各抵抗発熱体４０の開口は、基板２の長手方向において、それぞれ逆向きに配設されている。

【0055】

ここで、抵抗発熱体４０と、導体３１と、導体３２で構成されるものを発熱体ブロック４０と称する。

【0056】

図４に例示するように、発熱体ブロック４０Ａ１の点線で囲まれたＣ１部と、発熱体ブロック４０Ｂ１の点線で囲まれたＣ２部は、通紙方向視において重なって形成されている。

【0057】

Ｃ１部は、導体３０とともに抵抗発熱体４０ａ１が配設されているため発熱するが、Ｃ２部には導体３０しか配設されないため発熱しない。

【0058】

図５は、図４のＡ−Ａ’方向視における概略断面図である。

【0059】

発熱体ブロック４０Ｂ１のＣ２部と、発熱体ブロック４０Ａ１のＣ１部は、ヒータ１Ｃの通紙方向視において、重なって形成されている。

【0060】

記録媒体は最初に通過するＣ２部によっては加熱されないが、次に通過するＣ１部によって加熱される。

【0061】

Ｃ１部とＣ２部が通紙方向視において重なって形成されることにより、ヒータ１Ｃは通紙方向視において、Ｃ２部による非発熱領域を、Ｃ１部による発熱領域で補うことができる。

【0062】

同様に、発熱体ブロック４０Ｂ３のＣ２’部による発熱領域と、発熱体ブロック４０Ａ３のＣ１’部による非発熱領域は、ヒータ１Ｃの通紙方向視において、重なって形成されているため、Ｃ１’部による非発熱領域をＣ２’部による発熱領域で補うことができる。

【0063】

ヒータ１Ｃでは通紙方向視において、記録媒体の加熱を必要とする範囲が、ヒータ１Ｃの発熱する領域を必ず通過する。そのためヒータ１Ｃは、通過する記録媒体の部分的なトナーの定着不良を抑制することができる。

【0064】

次に、第４の実施形態について、図６を参照して説明する。

【0065】

第４の実施形態では、基板２の長手方向に並設される凹状の抵抗発熱体４０の開口が、基板２の短手方向に向けて形成されている。抵抗発熱体４０の開口は、並設される抵抗発熱体４０の開口と通紙方向視において逆向きに配設されている。

【0066】

抵抗発熱体４０は、導体３０によって基板２の長手方向において電気的に直列に接続され、通紙方向視で互いに隣接する主体部の少なくとも一部がオーバーラップするように斜めに配設されている。

【0067】

第３の実施形態では、基板２の短手方向に離間して設けられる抵抗発熱体４０ａの列と、抵抗発熱体４０ｂの列が、基板２の通紙方向視において、発熱領域が非発熱領域を補うことによって、記録媒体がヒータ１Ｃの発熱する箇所を必ず通過することが可能となる。

【0068】

しかし、ヒータ１Ｃの通紙方向視において、発熱領域が非発熱領域を補うＣ部と、２つの列の抵抗発熱体４０が重なって配設される部分では、通過する記録媒体に伝わる熱量が異なる。したがってヒータ１Ｃでは、通過する箇所によって、記録媒体が受け取る熱量に差が生じ、トナーの定着が不均一となるおそれがある。

【0069】

第４の実施形態では、並設する抵抗発熱体４０が基板２上で斜設されることにより、ヒータ１Ｄの通紙方向視において、発熱する領域がオーバーラップしている。これにより、通紙方向視で空隙部Ｗが形成されないとともに、ヒータ１Ｄを通過する箇所によって、記録媒体が受け取る熱量に差が生じる現象を抑制することが可能となる。

【0070】

第５の実施形態では、抵抗発熱体４０が配設される領域での発熱分布のムラを抑制することができ、ヒータ１Ｄにおける発熱分布を均一にすることができる。

【0071】

ヒータ１Ｄの発熱分布を均一にするためには、抵抗発熱体４０の開口を基板２の短手方向に向けて配設し、オーバーラップするように斜設することが望ましい。

【0072】

次に、第５の実施形態について、図７を参照して説明する。

【0073】

第５の実施形態では、基板２の長手方向に並設されるＵ状の抵抗発熱体４０の開口が、基板２の短手方向に向けて形成されている。抵抗発熱体４０の開口は、並設される抵抗発熱体４０の開口と通紙方向視において逆向きに配設されている。

【0074】

抵抗発熱体４０は、導体３０によって基板２の長手方向において電気的に直列に接続され、通紙方向視でオーバーラップするように斜めに配設されている。

【0075】

第５の実施形態においては、抵抗発熱体４０は凹状に形成されるが、第５の実施形態においてはＵ状に形成される。

【0076】

図３で述べたように、抵抗発熱体４０が凹状に形成される場合、抵抗発熱体４０の最短電流経路Ａの長さは一様でないため、発熱分布が不均一となる。しかし、抵抗発熱体４０がＵ状に形成される場合、抵抗発熱体４０の最短電流経路Ａの長さは一様となり、発熱分布が均一になりやすい。

【0077】

第５の実施形態では、並設されるＵ状の抵抗発熱体４０が基板２上でオーバーラップするように斜設されることにより、ヒータ１Ｄの発熱分布のムラを抑制することが可能となる。

【0078】

本実施形態では、抵抗発熱体４０の列を１列で例示したが、基板２の短手方向において、複数列に形成されていてもよい。また、抵抗発熱体４０の分割される数量や列数は本実施形態に限定されず、ヒータの種類や大きさ、用途に応じて適宜変更することができる。

【0079】

本発明における抵抗発熱体４０は、８族、９族のルテニウム(Ｒｕ)、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）などの酸化物のうち、少なくとも１種類、あるいはそれ以上の種類を含有し、ホウケイ酸などのガラスに、チタン（Ｔｉ）、マンガン(Ｍｎ)および鉄(Ｆｅ)などの酸化物を添加した混合物と、銀（Ａｇ）とを含有する。

【0080】

抵抗発熱体４０は、チタン酸化物を添加することにより、ヒータ１の抵抗温度係数ＴＣＲ（Temperature Coefficient Resistance）を−４００ｐｐｍ／℃ないし−１０００ｐｐｍ／℃の範囲まで低くすることができるため、ＮＴＣ特性をより得やすくなる。抵抗温度係数が、−８００ｐｐｍ／℃を超過すると、非通紙部の温度上昇を抑制する効果が低くなる。ヒータ１において、通紙部と非通紙部の温度差が大きくなりすぎることを抑制するためには、ヒータ１の抵抗温度係数を、−９５０ｐｐｍ／℃程度まで下げることが望ましい。

【0081】

導体３０は、抵抗発熱体４０に電力を供給するものであり、基板２上に形成されている。導体３０は、抵抗値の低い銀系の導電体材料を使用することで、電流を流れやすくし、抵抗発熱体４０のＮＴＣ特性をより高めることが可能となる。

【0082】

オーバーコート層６は、基板２上に形成された導体３０および抵抗発熱体４０を覆っており、本実施形態では帯状に形成されている。オーバーコート層６は、例えば、アルミナ等の熱伝導性に優れた無機酸化物フィラーを、３〜２５質量％加えたガラス層である。

【0083】

オーバーコート層６は、導体３０及び抵抗発熱体４０を覆っていることで、導体３０および抵抗発熱体４０が直接大気に露出することを防止し、外部からの干渉（例えば、機械的、化学的、電気的な干渉）によって導体３０および抵抗発熱体４０が損傷・破損することを抑制するものである。

【0084】

次に、ヒータ１を備えた画像形成装置１００の一実施形態について説明する。図８はヒータ１の使用例である画像形成装置１００を示す説明図である。画像形成装置１００は、ヒータ１と、定着フィルム２００と、加圧ローラ３００とで構成されている。なお、画像形成装置１００は、実際は画像形成装置に内蔵されているが、画像形成装置は省略する。

【0085】

定着フィルム２００は、ポリイミド樹脂等の耐熱性シートからなるロール状のフィルムである。この定着フィルム２００の底部に、ヒータ１が配置されている。

【0086】

加圧ローラ３００は、回転軸によって回転可能に構成されたローラである。そのローラの表面には、耐熱性の弾性材料として、シリコーンゴム層が形成されている。シリコーンゴム層は、定着フィルム２００を介して、ヒータ１と弾接している。

【0087】

ヒータ１が通電され、抵抗発熱体４０で熱が発生し、その熱は基板を介し、定着フィルム２００および加圧ローラ３００を加熱する。そこに、定着フィルム２００および加圧ローラ３００の回転によってトナー像５００が付着した用紙４００が送られると、トナー像５００は加熱され、軟化溶融する。この後、加圧ローラ３００の用紙排出側では用紙４００がヒータ１から離れ、トナー像５００’は自然放熱して冷却固化し、画像形成装置から離れる。

【0088】

本実施形態によれば、発熱分布の均一性に優れたヒータ１を用いることにより、定着性に優れた画像形成装置１００を実現することができる。

【0089】

なお、本実施形態では、ヒータ１を画像形成装置１００のトナー定着用に使用する例を説明した。しかし、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源として使用することができる。

【0090】

本発明の実施形態を説明したが、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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。

【符号の説明】

【0091】

１ ヒータ、 ２ 基板、 ３０ 導体、 ３１ 第１の導体、 ３２ 第２の導体、 ４０・・・抵抗発熱体、１００・・・画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】