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(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】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(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 20060101AFI20240903BHJP
G03G 15/20 20060101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
H05B3/10 A
G03G15/20 505
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021018757
(22)【出願日】2021-02-09
(65)【公開番号】P2022121832
(43)【公開日】2022-08-22
【審査請求日】2023-11-09
(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】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【氏名又は名称】白井 達哲
(74)【代理人】
【識別番号】100176751
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 耕平
(72)【発明者】
【氏名】土居 昌弘
【審査官】礒部 賢
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１８９８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８２０２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２６７８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１３４８１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４１１００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０５１０６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３／００ － ３／８６
Ｇ０３Ｇ １５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状を呈し、第１の方向に延びる基板と；前記基板の一方の面に設けられ、前記第１の方向に延びる第１の配線と；
前記基板の一方の面に設けられ、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記第１の配線と離隔し、前記第１の方向に延びる第２の配線と；
前記第１の配線と、前記第２の配線と、の間に設けられ、前記第１の方向に並ぶ複数の発熱体と；
を具備し、
前記第１の配線の、前記第２の配線側の第１の辺は、前記第１の方向に直線状に延び、
前記第２の配線の、前記第１の配線側の第２の辺は、前記第１の方向に直線状に延び、
前記基板の一方の面に垂直な方向から見て、
前記複数の発熱体の、前記第１の配線と接続される側の第１の端部が、前記第１の辺よりも前記第１の配線の内側に位置し、前記第１の端部の角が、全て鈍角、あるいは、前記第１の端部の輪郭が凸状の曲線から構成され、
前記複数の発熱体の、前記第２の配線と接続される側の第２の端部が、前記第２の辺よりも前記第２の配線の内側に位置し、前記第２の端部の角が、全て鈍角、あるいは、前記第２の端部の輪郭が凸状の曲線から構成されているヒータ。
【請求項2】
複数の発熱体は、酸化ルテニウムを含み、前記複数の発熱体に含まれる前記酸化ルテニウムの割合は、８ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である請求項１記載のヒータ。
【請求項3】
請求項１または２に記載のヒータを具備した画像形成装置。
【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】
複写機やプリンタなどの画像形成装置には、トナーを定着させるためのヒータが設けられている。一般的に、この様なヒータには、長尺状の基板と、基板の一方の面に設けられた発熱体と、発熱体と電気的に接続された配線と、が設けられている。
【0003】
また、基板の長辺に沿って延びる一対の配線と、一対の配線の間に設けられ、一対の配線に沿って並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータが提案されている。複数の発熱体の一方の端部は、一方の配線と電気的に接続されている。複数の発熱体の他方の端部は、他方の配線と電気的に接続されている。この様な発熱体が設けられていれば、ヒータ（基板）に温度分布が生じるのを抑制することができる。
【0004】
ところが、単に、一対の配線に沿って並ぶ複数の発熱体を設けると、例えば、外部からのサージ電圧（例えば、雷サージ）に対して絶縁耐力が低くなるという問題がある。
【0005】
そこで、一対の配線に沿って並ぶ複数の発熱体が設けられる場合であっても、絶縁耐力を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１４－１３４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、一対の配線に沿って並ぶ複数の発熱体が設けられる場合であっても、絶縁耐力を向上させることができるヒータ、および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態に係るヒータは、板状を呈し、第１の方向に延びる基板と；前記基板の一方の面に設けられ、前記第１の方向に延びる第１の配線と；前記基板の一方の面に設けられ、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記第１の配線と離隔し、前記第１の方向に延びる第２の配線と；前記第１の配線と、前記第２の配線と、の間に設けられ、前記第１の方向に並ぶ複数の発熱体と；を具備している。前記第１の配線の、前記第２の配線側の第１の辺は、前記第１の方向に直線状に延び、前記第２の配線の、前記第１の配線側の第２の辺は、前記第１の方向に直線状に延びている。前記基板の一方の面に垂直な方向から見て、前記複数の発熱体の、前記第１の配線と接続される側の第１の端部が、前記第１の辺よりも前記第１の配線の内側に位置し、前記第１の端部の角が、全て鈍角、あるいは、前記第１の端部の輪郭が凸状の曲線から構成されている。前記複数の発熱体の、前記第２の配線と接続される側の第２の端部が、前記第２の辺よりも前記第２の配線の内側に位置し、前記第２の端部の角が、全て鈍角、あるいは、前記第２の端部の輪郭が凸状の曲線から構成されている。
【発明の効果】
【0009】
本発明の実施形態によれば、一対の配線に沿って並ぶ複数の発熱体が設けられる場合であっても、絶縁耐力を向上させることができるヒータ、およ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】発熱部が設けられた側から本実施の形態に係るヒータを見た模式平面図である。
【図3】（ａ）は、比較例に係る発熱体の平面形状を例示するための模式平面図である。（ｂ）、（ｃ）は、発熱体の模式拡大平面図である。
【図4】（ａ）は、本実施の形態に係る発熱体の平面形状を例示するための模式平面図である。（ｂ）、（ｃ）は、発熱体の模式拡大平面図である。
【図5】（ａ）は、他の実施形態に係る発熱体の平面形状を例示するための模式平面図である。（ｂ）、（ｃ）は、発熱体の模式拡大平面図である。
【図6】発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合と、絶縁耐力および配線の発熱量と、の関係を例示するための表である。
【図7】本実施の形態に係る画像形成装置を例示するための模式図である。
【図8】定着部を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、基板の長手方向をＸ方向（第１の方向の一例に相当する）、基板の短手方向（幅方向）をＹ方向（第２の方向の一例に相当する）、基板の面に垂直な方向（厚み方向）をＺ方向としている。
また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、基板の長手方向をＸ方向（第１の方向の一例に相当する）、基板の短手方向（幅方向）をＹ方向（第２の方向の一例に相当する）、基板の面に垂直な方向（厚み方向）をＺ方向としている。
【0012】
まず、本実施の形態に係るヒータ１について説明する。
（ヒータ）
図１は、発熱部２０が設けられた側から本実施の形態に係るヒータ１を見た模式平面図である。
図２は、図１におけるヒータ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１および図２に示すように、ヒータ１は、例えば、基板１０、発熱部２０、配線部３１、配線部３２、および保護膜４０を有する。
（ヒータ）
図１は、発熱部２０が設けられた側から本実施の形態に係るヒータ１を見た模式平面図である。
図２は、図１におけるヒータ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１および図２に示すように、ヒータ１は、例えば、基板１０、発熱部２０、配線部３１、配線部３２、および保護膜４０を有する。
【0013】
基板１０は、板状を呈し、一方の方向（例えば、Ｘ方向）に延びる形態を有する。基板１０の平面形状は、例えば、長尺状の長方形とすることができる。基板１０の厚みは、例えば、０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度とすることができる。基板１０の平面寸法は、加熱対象物（例えば、紙）のサイズなどに応じて適宜変更することができる。
【0014】
基板１０は、耐熱性および絶縁性を有する材料から形成されている。基板１０は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、結晶化ガラス（ガラスセラミックス）、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものなどから形成することができる。
【0015】
発熱部２０は、印加された電力を熱（ジュール熱）に変換する。発熱部２０は、基板１０の一方の面に設けられている。
発熱部２０は、例えば、複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２を有する。複数の発熱体２１は、例えば、配線３１ａ（第１の配線の一例に相当する）と、配線３２ａ（第２の配線の一例に相当する）と、の間に設けられＸ方向に並んでいる。複数の発熱体２２は、例えば、配線３１ｂ（第１の配線の一例に相当する）と、配線３２ａと、の間に設けられＸ方向に並んでいる。複数の発熱体２１の列と、複数の発熱体２２の列は、Ｙ方向に並んでいる。
発熱部２０は、例えば、複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２を有する。複数の発熱体２１は、例えば、配線３１ａ（第１の配線の一例に相当する）と、配線３２ａ（第２の配線の一例に相当する）と、の間に設けられＸ方向に並んでいる。複数の発熱体２２は、例えば、配線３１ｂ（第１の配線の一例に相当する）と、配線３２ａと、の間に設けられＸ方向に並んでいる。複数の発熱体２１の列と、複数の発熱体２２の列は、Ｙ方向に並んでいる。
【0016】
なお、一例として、一列に並べられた複数の発熱体２１、および、一列に並べられた複数の発熱体２２を例示したが、複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２のいずれかが設けられるようにしてもよい。また、Ｘ方向に並べて設けられた複数の発熱体が、Ｙ方向に３列以上設けられていてもよい。発熱体の数、平面寸法、厚み、および配置などは、加熱対象物のサイズなどに応じて適宜変更することができる。また、平面寸法、および厚みが異なる発熱体を設けることもできるし、平面寸法、および厚みの少なくともいずれかが同じ発熱体を設けることもできる。
【0017】
複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２は、膜状を呈している。複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２の厚みは、例えば、１５μｍ～２０μｍとすることができる。複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２の幅（発熱体が延びる方向に直交する方向の寸法）は、例えば、０．５ｍｍ～１．０ｍｍとすることができる。
【0018】
複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２は、少なくとも酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を含む。例えば、複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２は、酸化ルテニウムと、酸化銅を含んでいる。
なお、酸化ルテニウムの割合に関する詳細は後述する。
なお、酸化ルテニウムの割合に関する詳細は後述する。
【0019】
複数の発熱体２１、および複数の発熱体２２は、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を基板１０の面に塗布し、焼成法などを用いてペースト状の材料を硬化させることで形成することができる。
【0020】
配線部３１、および配線部３２は、基板１０の、発熱部２０が設けられる面に設けられている。
【0021】
配線部３１は、例えば、配線３１ａ、配線３１ｂ、および端子３１ｃを有する。配線３１ａ、配線３１ｂ、および端子３１ｃは、一体に形成することができる。
Ｙ方向において、配線３１ａは、基板１０の一方の周縁の近傍に設けられている。配線３１ａは、基板１０の一方の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
Ｙ方向において、配線３１ｂは、基板１０の他方の周縁の近傍に設けられている。配線３１ｂは、基板１０の他方の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
端子３１ｃは、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に設けられている。配線３１ａ、および配線３１ｂの一方の端部は、一方の端子３１ｃに電気的に接続されている。配線３１ａ、および配線３１ｂの他方の端部は、他方の端子３１ｃに電気的に接続されている。なお、２つの端子３１ｃが設けられる場合を例示したが、１つの端子３１ｃが基板１０の、Ｘ方向における一方の端部の近傍に設けられるようにしてもよい。ただし、Ｘ方向における基板１０の長さ（配線３１ａおよび配線３１ｂの長さ）が長くなる場合には、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に端子３１ｃを設けることが好ましい。
Ｙ方向において、配線３１ａは、基板１０の一方の周縁の近傍に設けられている。配線３１ａは、基板１０の一方の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
Ｙ方向において、配線３１ｂは、基板１０の他方の周縁の近傍に設けられている。配線３１ｂは、基板１０の他方の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
端子３１ｃは、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に設けられている。配線３１ａ、および配線３１ｂの一方の端部は、一方の端子３１ｃに電気的に接続されている。配線３１ａ、および配線３１ｂの他方の端部は、他方の端子３１ｃに電気的に接続されている。なお、２つの端子３１ｃが設けられる場合を例示したが、１つの端子３１ｃが基板１０の、Ｘ方向における一方の端部の近傍に設けられるようにしてもよい。ただし、Ｘ方向における基板１０の長さ（配線３１ａおよび配線３１ｂの長さ）が長くなる場合には、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に端子３１ｃを設けることが好ましい。
【0022】
Ｙ方向において、配線部３２は、基板１０の中央領域に設けられている。配線部３２は、例えば、配線３２ａ、および端子３２ｂを有する。配線３２ａ、および端子３２ｂは、一体に形成することができる。
Ｙ方向において、配線３２ａは、配線部３１の配線３１ａと配線３１ｂの間に設けられている。すなわち、配線３２ａは、Ｘ方向に直交するＹ方向において配線３１ａ、３１ｂと離隔している。配線３２ａは、基板１０の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
Ｙ方向において、配線３２ａは、配線部３１の配線３１ａと配線３１ｂの間に設けられている。すなわち、配線３２ａは、Ｘ方向に直交するＹ方向において配線３１ａ、３１ｂと離隔している。配線３２ａは、基板１０の周縁に沿ってＸ方向に延びている。
【0023】
端子３２ｂは、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に設けられている。Ｘ方向において、端子３２ｂは、端子３１ｃよりも基板１０の中心側に設けられている。配線３２ａの一方の端部は、一方の端子３２ｂに電気的に接続されている。配線３２ａの他方の端部は、他方の端子３２ｂに電気的に接続されている。なお、２つの端子３２ｂが設けられる場合を例示したが、１つの端子３２ｂが基板１０の、Ｘ方向における一方の端部の近傍に設けられるようにしてもよい。ただし、Ｘ方向における基板１０の長さ（配線３２ａの長さ）が長くなる場合には、基板１０の、Ｘ方向における両側の端部の近傍に端子３２ｂを設けることが好ましい。
【0024】
複数の発熱体２１の一方の端部は、配線部３１の配線３１ａに電気的に接続されている。複数の発熱体２１の他方の端部は、配線部３２の配線３２ａに電気的に接続されている。すなわち、複数の発熱体２１は並列接続されている。
複数の発熱体２２の一方の端部は、配線部３１の配線３１ｂに電気的に接続されている。複数の発熱体２２の他方の端部は、配線部３２の配線３２ａに電気的に接続されている。すなわち、複数の発熱体２２は並列接続されている。
複数の発熱体２２の一方の端部は、配線部３１の配線３１ｂに電気的に接続されている。複数の発熱体２２の他方の端部は、配線部３２の配線３２ａに電気的に接続されている。すなわち、複数の発熱体２２は並列接続されている。
【0025】
配線部３１、および配線部３２は、例えば、銀や銅などを含む材料を用いて形成することができる。この場合、配線部３１、および配線部３２は、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を、基板１０の、発熱部２０が設けられる面に塗布し、焼成法などを用いてペースト状の材料を硬化させることで形成することができる。
【0026】
保護膜４０は、発熱体２１、発熱体２２、配線部３１、および配線部３２を覆っている。この場合、電源などとの電気的な接続のために、配線部３１の端子３１ｃ、および配線部３２の端子３２ｂを、保護膜４０から露出させることができる。
【0027】
保護膜４０は、例えば、発熱体２１、発熱体２２、配線部３１、および配線部３２を絶縁する機能、発熱体２１と発熱体２２において発生した熱を外部に伝える機能、および、外力や腐食性ガスなどから発熱体２１、発熱体２２、配線部３１、および配線部３２を保護する機能を有する。
【0028】
保護膜４０は、耐熱性および絶縁性を有し、化学的安定性の高い材料から形成することが好ましい。保護膜４０は、例えば、セラミックスやガラスなどを用いて形成することができる。この場合、酸化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を含むフィラーが添加されたガラスを用いれば、保護膜４０の形成を容易とすることができる。フィラーが添加されたガラスの熱伝導率は、例えば、２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上とすることができる。保護膜４０は、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を、基板１０、発熱部２０、配線部３１、および配線部３２の上に塗布し、焼成法などを用いてペースト状の材料を硬化させることで形成することができる。
【0029】
また、基板１０の、発熱部２０が設けられる側とは反対側の面には、温度センサ、および温度センサに電気的に接続される配線を設けることもできる。温度センサは、例えば、膜状のサーミスタとすることができる。膜状のサーミスタは、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を、基板１０の面に塗布し、焼成法などを用いてペースト状の材料を硬化させることで形成することができる。例えば、チタン酸バリウムを含む材料、酸化物を含む材料などを用いて、膜状のサーミスタを形成することができる。酸化物は、例えば、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄、銅などの酸化物とすることができる。
【0030】
温度センサに電気的に接続される配線は、例えば、前述した配線部３１、３２と同様に、スクリーン印刷法、および焼成法などを用いて形成することができる。また、温度センサおよび配線を覆う保護膜を設けることもできる。保護膜は、例えば、前述した保護膜４０と同様とすることができる。
【0031】
次に、発熱体２１および発熱体２２の平面形状について説明する。
まず、比較例に係る発熱体２２１、２２２の平面形状について説明する。
図３（ａ）は、比較例に係る発熱体２２１、２２２の平面形状を例示するための模式平面図である。
図３（ｂ）は、発熱体２２１の模式拡大平面図である。
図３（ｃ）は、発熱体２２２の模式拡大平面図である。
まず、比較例に係る発熱体２２１、２２２の平面形状について説明する。
図３（ａ）は、比較例に係る発熱体２２１、２２２の平面形状を例示するための模式平面図である。
図３（ｂ）は、発熱体２２１の模式拡大平面図である。
図３（ｃ）は、発熱体２２２の模式拡大平面図である。
【0032】
図３（ａ）～（ｃ）に示すように、発熱体２２１、２２２の平面形状は、平行四辺形となっている。
図３（ａ）に示すように、発熱体２２１は、配線３１ａおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２２１は、配線３１ａおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図３（ｂ）に示すように、発熱体２２１の、配線３１ａと接続される側の一方の角は鈍角θ１となり、他方の角は鋭角θ２となっている。発熱体２２１の、配線３２ａと接続される側の一方の角は鈍角θ３となり、他方の角は鋭角θ４となっている。
図３（ａ）に示すように、発熱体２２１は、配線３１ａおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２２１は、配線３１ａおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図３（ｂ）に示すように、発熱体２２１の、配線３１ａと接続される側の一方の角は鈍角θ１となり、他方の角は鋭角θ２となっている。発熱体２２１の、配線３２ａと接続される側の一方の角は鈍角θ３となり、他方の角は鋭角θ４となっている。
【0033】
図３（ａ）に示すように、発熱体２２２は、配線３１ｂおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２２２は、配線３１ｂおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図３（ｃ）に示すように、発熱体２２２の、配線３１ｂと接続される側の一方の角は鈍角θ５となり、他方の角は鋭角θ６となっている。発熱体２２２の、配線３２ａと接続される側の一方の角は鈍角θ７となり、他方の角は鋭角θ８となっている。
図３（ｃ）に示すように、発熱体２２２の、配線３１ｂと接続される側の一方の角は鈍角θ５となり、他方の角は鋭角θ６となっている。発熱体２２２の、配線３２ａと接続される側の一方の角は鈍角θ７となり、他方の角は鋭角θ８となっている。
【0034】
ここで、発熱体の角が鋭角となっていると、鋭角となっている角の近傍において電界集中が生じ易くなる。この場合、鋭角となっている角の角度が小さくなるほど、電界の強度が大きくなる。電界の強度が大きくなると、発熱体と配線との接続部分の近傍において絶縁破壊が生じ、大きな電流が流れる場合がある。例えば、突入電流やサージ電流がヒータに流れた場合には、絶縁破壊がさらに生じ易くなる。絶縁破壊が生じて大きな電流が流れると、発熱体および配線の少なくともいずれかが損傷するおそれがある。
【0035】
【0036】
図４（ａ）に示すように、発熱体２１は、配線３１ａおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２１は、配線３１ａおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図４（ｂ）に示すように、発熱体２１の、配線３１ａと接続される側の角は、全て鈍角θａ～θｃとなっている。発熱体２１の、配線３２ａと接続される側の角は、全て鈍角θｄ～θｆとなっている。
図４（ｂ）に示すように、発熱体２１の、配線３１ａと接続される側の角は、全て鈍角θａ～θｃとなっている。発熱体２１の、配線３２ａと接続される側の角は、全て鈍角θｄ～θｆとなっている。
【0037】
図４（ａ）に示すように、発熱体２２は、配線３１ｂおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２２は、配線３１ｂおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図４（ｃ）に示すように、発熱体２２の、配線３１ｂと接続される側の角は、全て鈍角θｇ～θｉとなっている。発熱体２２の、配線３２ａと接続される側の角は、全て鈍角θｊ～θｌとなっている。
図４（ｃ）に示すように、発熱体２２の、配線３１ｂと接続される側の角は、全て鈍角θｇ～θｉとなっている。発熱体２２の、配線３２ａと接続される側の角は、全て鈍角θｊ～θｌとなっている。
【0038】
図４（ａ）に示すように、Ｘ方向に対して傾斜する複数の傾斜部２１、２２が、Ｘ方向に並べて設けられていれば、ヒータ１（基板１０）に温度分布が生じるのを抑制することができる。
【0039】
本実施の形態に係る発熱体２１、２２においては、発熱体２１、２２の角が全て鈍角となっているので、発熱体２１と配線３１ａ、３２ａとの接続部分の近傍、および発熱体２２と配線３１ｂ、３２ａとの接続部分の近傍において電界集中が発生するのを抑制することができる。また、発生する電界の強度を小さくすることができる。そのため、例えば、突入電流やサージ電流がヒータ１に流れた場合であっても、発熱体２１、２２の角の近傍において絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。その結果、発熱体２１、２２、および配線３１ａ、３１ｂ、３２ａが損傷するのを抑制することができる。
【0040】
なお、発熱体２１、２２の平面形状は、図４（ａ）～（ｃ）に例示をしたものに限定されるわけではなく、配線と接続される側の角が、全て鈍角または直角となるような形状であればよい。例えば、発熱体２１、２２の平面形状は、配線と接続される側の角が全て直角である長方形や正方形であってもよい。ただし、角の角度が大きくなるほど発生する電界の強度を小さくすることができるので、発熱体２１、２２の平面形状は、配線と接続される側の角が全て鈍角となる形状とすることが好ましい。
【0041】
図５（ａ）は、他の実施形態に係る発熱体２１ａ、２２ａの平面形状を例示するための模式平面図である。
図５（ｂ）は、発熱体２１ａの模式拡大平面図である。
図５（ｃ）は、発熱体２２ａの模式拡大平面図である。
図５（ｂ）は、発熱体２１ａの模式拡大平面図である。
図５（ｃ）は、発熱体２２ａの模式拡大平面図である。
【0042】
図５（ａ）に示すように、発熱体２１ａは、配線３１ａおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２１ａは、配線３１ａおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図５（ｂ）に示すように、発熱体２１ａの、配線３１ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。発熱体２１ａの、配線３２ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。この場合、発熱体２１ａの端部の輪郭は、発熱体２１ａの外部に向かって突出する凸状の曲線から構成することが好ましい。
図５（ｂ）に示すように、発熱体２１ａの、配線３１ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。発熱体２１ａの、配線３２ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。この場合、発熱体２１ａの端部の輪郭は、発熱体２１ａの外部に向かって突出する凸状の曲線から構成することが好ましい。
【0043】
図５（ａ）に示すように、発熱体２２ａは、配線３１ｂおよび配線３２ａに電気的に接続されている。発熱体２２ａは、配線３１ｂおよび配線３２ａが延びる方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図５（ｃ）に示すように、発熱体２２ａの、配線３１ｂと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。発熱体２２ａの、配線３２ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。この場合、発熱体２２ａの端部の輪郭は、発熱体２２ａの外部に向かって突出する凸状の曲線から構成することが好ましい。
図５（ｃ）に示すように、発熱体２２ａの、配線３１ｂと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。発熱体２２ａの、配線３２ａと接続される側の端部の輪郭は、曲線から構成されている。この場合、発熱体２２ａの端部の輪郭は、発熱体２２ａの外部に向かって突出する凸状の曲線から構成することが好ましい。
【0044】
図５（ａ）に示すように、Ｘ方向に対して傾斜する複数の傾斜部２１ａ、２２ａが、Ｘ方向に並べて設けられていれば、ヒータ１（基板１０）に温度分布が生じるのを抑制することができる。
【0045】
本実施の形態に係る発熱体２１ａ、２２ａにおいては、発熱体２１ａ、２２ａの端部の輪郭が曲線から構成されているので、発熱体２１ａと配線３１ａ、３２ａとの接続部分の近傍、および発熱体２２ａと配線３１ｂ、３２ａとの接続部分の近傍において電界集中が発生するのを抑制することができる。また、発生する電界の強度を小さくすることができる。そのため、例えば、突入電流やサージ電流がヒータ１に流れた場合であっても、発熱体２１ａ、２２ａの端部の近傍において絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。その結果、発熱体２１ａ、２２ａ、および配線３１ａ、３１ｂ、３２ａが損傷するのを抑制することができる。
【0046】
なお、発熱体２１ａ、２２ａの平面形状は、図５（ａ）～（ｃ）に例示をしたものに限定されるわけではなく、配線と接続される側の端部の輪郭が曲線から構成されていればよい。例えば、発熱体２１ａ、２２ａの平面形状は、楕円などの曲線から構成される形状であってもよい。
【0047】
また、発熱体の一方の端部の角が、全て鈍角または直角となっており、発熱体の他方の端部の輪郭が曲線から構成されていてもよい。
【0048】
次に、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合についてさらに説明する。
前述したように、発熱体は、少なくとも酸化ルテニウムを含んでいる。本発明者の得た知見によれば、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合を変えることで、発熱体の抵抗値を調整すれば、絶縁耐力を向上させることができる。例えば、酸化ルテニウムの割合を多くすれば、発熱体の抵抗値を小さくすることができるので、サージ電圧に対する絶縁耐力を向上させることができる。ただし、酸化ルテニウムの割合を多くし過ぎると、発熱体の抵抗値が小さくなり過ぎて、発熱体の抵抗値と配線の抵抗値との差が小さくなる。発熱体の抵抗値と配線の抵抗値との差が小さくなると、配線における発熱量が増加して、ヒータ（基板）に温度分布が生じ易くなるなどの問題が生じるおそれがある。
前述したように、発熱体は、少なくとも酸化ルテニウムを含んでいる。本発明者の得た知見によれば、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合を変えることで、発熱体の抵抗値を調整すれば、絶縁耐力を向上させることができる。例えば、酸化ルテニウムの割合を多くすれば、発熱体の抵抗値を小さくすることができるので、サージ電圧に対する絶縁耐力を向上させることができる。ただし、酸化ルテニウムの割合を多くし過ぎると、発熱体の抵抗値が小さくなり過ぎて、発熱体の抵抗値と配線の抵抗値との差が小さくなる。発熱体の抵抗値と配線の抵抗値との差が小さくなると、配線における発熱量が増加して、ヒータ（基板）に温度分布が生じ易くなるなどの問題が生じるおそれがある。
【0049】
図６は、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合と、絶縁耐力および配線の発熱量と、の関係を例示するための表である。
なお、発熱体は、酸化ルテニウムと、酸化銅とを含むものとした。
絶縁耐力評価においては、発熱体の抵抗値により印加される電力が変化すること、並列接続する発熱体の本数により電力が分散されること、から全体の印加電圧での記載は適切でなく、発熱体１本あたりの印加電力に換算して評価した。発熱体１本あたりの印加電力は以下のように記述できる。オームの法則、電圧＝電流×抵抗値、電力＝電圧×電流から、電力＝電圧×電圧／抵抗値と記述でき、電力を並列接続される発熱体の本数で割って、発熱体１本あたり印加電力＝電圧×電圧／抵抗値／発熱体本数となる。発熱体１本あたりの印加電力を８００Ｗ／本として評価を行った。
発熱体の、発熱体が延びる方向の長さは、５．０ｍｍとした。発熱体の、発熱体が延びる方向と直交する方向の長さ（幅）は、０．５ｍｍとした。発熱体の厚みは、１７μｍとした。
発熱体の平面形状は、図４に例示をしたものとした。
なお、発熱体は、酸化ルテニウムと、酸化銅とを含むものとした。
絶縁耐力評価においては、発熱体の抵抗値により印加される電力が変化すること、並列接続する発熱体の本数により電力が分散されること、から全体の印加電圧での記載は適切でなく、発熱体１本あたりの印加電力に換算して評価した。発熱体１本あたりの印加電力は以下のように記述できる。オームの法則、電圧＝電流×抵抗値、電力＝電圧×電流から、電力＝電圧×電圧／抵抗値と記述でき、電力を並列接続される発熱体の本数で割って、発熱体１本あたり印加電力＝電圧×電圧／抵抗値／発熱体本数となる。発熱体１本あたりの印加電力を８００Ｗ／本として評価を行った。
発熱体の、発熱体が延びる方向の長さは、５．０ｍｍとした。発熱体の、発熱体が延びる方向と直交する方向の長さ（幅）は、０．５ｍｍとした。発熱体の厚みは、１７μｍとした。
発熱体の平面形状は、図４に例示をしたものとした。
【0050】
図６から分かるように、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合を、８ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下とすれば、絶縁耐力の向上を図ることができ、且つ、配線における発熱を抑制することができる。またさらに、発熱体に含まれる酸化ルテニウムの割合を、１３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下とすれば、絶縁耐力のさらなる向上を図ることができる。
【0051】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１００について説明する。
（画像形成装置）
以下においては、一例として、画像形成装置１００が複写機である場合を説明する。ただし、画像形成装置１００は複写機に限定されるわけではなく、トナーを定着させるためのヒータが設けられているものであればよい。例えば、画像形成装置１００は、プリンタなどとすることもできる。
（画像形成装置）
以下においては、一例として、画像形成装置１００が複写機である場合を説明する。ただし、画像形成装置１００は複写機に限定されるわけではなく、トナーを定着させるためのヒータが設けられているものであればよい。例えば、画像形成装置１００は、プリンタなどとすることもできる。
【0052】
図７は、本実施の形態に係る画像形成装置１００を例示するための模式図である。
図８は、定着部２００を例示するための模式図である。
図７に示すように、画像形成装置１００には、フレーム１１０、照明部１２０、結像素子１３０、感光ドラム１４０、帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、クリーナ１７０、収納部１８０、搬送部１９０、定着部２００、およびコントローラ２１０を設けることができる。
図８は、定着部２００を例示するための模式図である。
図７に示すように、画像形成装置１００には、フレーム１１０、照明部１２０、結像素子１３０、感光ドラム１４０、帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、クリーナ１７０、収納部１８０、搬送部１９０、定着部２００、およびコントローラ２１０を設けることができる。
【0053】
フレーム１１０は、箱状を呈し、その内部に、照明部１２０、結像素子１３０、感光ドラム１４０、帯電部１５０、現像部１６０、クリーナ１７０、収納部１８０の一部、搬送部１９０、定着部２００、およびコントローラ２１０を収納可能となっている。
フレーム１１０の上面には、ガラスなどの透光性材料を用いた窓１１１を設けることができる。窓１１１の上には、複写される原稿５００を載置することができる。また、原稿５００の位置を移動させる移動部を設けることができる。
フレーム１１０の上面には、ガラスなどの透光性材料を用いた窓１１１を設けることができる。窓１１１の上には、複写される原稿５００を載置することができる。また、原稿５００の位置を移動させる移動部を設けることができる。
【0054】
照明部１２０は、窓１１１の近傍に設けることができる。照明部１２０は、ランプなどの光源１２１、および反射鏡１２２を備えることができる。
結像素子１３０は、窓１１１の近傍に設けることができる。
感光ドラム１４０は、照明部１２０および結像素子１３０の下方に設けることができる。感光ドラム１４０は、回転可能に設けることができる。感光ドラム１４０の表面には、例えば、酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層を設けることができる。
帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、およびクリーナ１７０は、感光ドラム１４０の周辺に設けることができる。
結像素子１３０は、窓１１１の近傍に設けることができる。
感光ドラム１４０は、照明部１２０および結像素子１３０の下方に設けることができる。感光ドラム１４０は、回転可能に設けることができる。感光ドラム１４０の表面には、例えば、酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層を設けることができる。
帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、およびクリーナ１７０は、感光ドラム１４０の周辺に設けることができる。
【0055】
収納部１８０は、カセット１８１、およびトレイ１８２を有する。カセット１８１は、フレーム１１０の一方の側部に着脱可能に取り付けることができる。トレイ１８２は、フレーム１１０の、カセット１８１が取り付けられる側とは反対側の側部に設けることができる。カセット１８１には、複写が行われる前の紙５１０（例えば、白紙）を収納する。トレイ１８２には、複写像５１１ａが定着した紙５１１を収納する。
【0056】
搬送部１９０は、感光ドラム１４０の下方に設けることができる。搬送部１９０は、カセット１８１とトレイ１８２との間で紙５１０を搬送する。搬送部１９０は、搬送される紙５１０を支持するガイド１９１、および紙５１０を搬送する搬送ローラ１９２～１９４を備える。また、搬送部１９０には、搬送ローラ１９２～１９４を回転させるモータを設けることができる。
【0057】
定着部２００は、感光ドラム１４０の下流側（トレイ１８２側）に設けることができる。
図８に示すように、定着部２００は、例えば、ヒータ１、ステー２０１、フィルムベルト２０２、および加圧ローラ２０３を有する。
ステー２０１の、紙５１０の搬送ライン側にはヒータ１を取り付けることができる。ヒータ１は、ステー２０１に埋め込むことができる。ヒータ１の、保護膜４０が設けられた側がステー２０１から露出するようにすることができる。
図８に示すように、定着部２００は、例えば、ヒータ１、ステー２０１、フィルムベルト２０２、および加圧ローラ２０３を有する。
ステー２０１の、紙５１０の搬送ライン側にはヒータ１を取り付けることができる。ヒータ１は、ステー２０１に埋め込むことができる。ヒータ１の、保護膜４０が設けられた側がステー２０１から露出するようにすることができる。
【0058】
フィルムベルト２０２は、ヒータ１が設けられたステー２０１を覆っている。フィルムベルト２０２は、例えば、ポリイミドなどの耐熱性を有する樹脂を含むことができる。
【0059】
加圧ローラ２０３は、ステー２０１と対向するように設けることができる。加圧ローラ２０３は、芯金２０３ａ、駆動軸２０３ｂ、および弾性部２０３ｃを有する。駆動軸２０３ｂは、芯金２０３ａの端部から突出し、モータなどの駆動装置に接続されている。弾性部２０３ｃは、芯金２０３ａの外面に設けることができる。弾性部２０３ｃは、耐熱性を有する弾性材料から形成される。弾性部２０３ｃは、例えば、シリコーン樹脂などを含む。
【0060】
コントローラ２１０は、フレーム１１０の内部に設けられている。コントローラ２１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部、および制御プログラムが格納された記憶部を有する。演算部は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、画像形成装置１００に設けられた各要素の動作を制御する。また、コントローラ２１０は、使用者が複写条件などを入力する操作部、動作状態や異常表示などを表示する表示部などを備えることもできる。
なお、画像形成装置１００に設けられた各要素の動作の制御には、既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
なお、画像形成装置１００に設けられた各要素の動作の制御には、既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
【0061】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0062】
１ ヒータ、１０ 基板、２０ 発熱部、２１ 発熱体、２１ａ 発熱体、２２ 発熱体、２２ａ 発熱体、３１ 配線部、３１ａ 配線、３１ｂ 配線、３２ 配線部、３２ａ 配線、１００ 画像形成装置、２００ 定着部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】