JP2017191150A - 定着装置、画像形成装置、加熱装置及び加熱装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体に印加される電圧が場所によりばらつきにくく、定着むらが生じにくい定着装置等を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に設けられ電流によって発熱する抵抗発熱体１２０を形成した発熱体層１２０Ｌと、基板上に設けられ抵抗発熱体１２０に対し電流を供給する配線１４０を形成した配線層１４０Ｌと、発熱体層１２０Ｌと配線層１４０Ｌとの間に設けられ抵抗発熱体１２０と配線１４０とを電気的に接続するビア１３０を形成した中間層１３０Ｌと、を有する加熱部材と、加熱部材に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備える定着装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、加熱装置、及び加熱装置の製造方法に関する。

特許文献１には、長尺状の基部と、基部の表面側又は内部に、この基部に対して、電気的絶縁状態で形成された、通電発熱する複数の並列配線を有する抵抗発熱配線部及び少なくとも２つの給電用端子部であって、抵抗発熱配線部に電力を供給するために、抵抗発熱配線部を介して一方の端子部及び他方の端子部を電気的に接続する給電用電極部とを備え、抵抗発熱配線部は、抵抗値温度係数が５００〜４，４００ｐｐｍ／℃の材料を含み、並列配線は、傾斜した矩形パターンを含むヒータが記載されている。

国際公開２０１３／０７３２７６号

ベルトなどの被加熱部材に押し当てて被加熱部材を加熱する加熱部材を有し、加熱されたベルトと加圧部材との間に設けられたニップ部において記録部材にトナー像を定着する定着装置において、ヒータなどの発熱体を使用することがある。このとき発熱体は、基板上に予め定められたパターンにより形成することがある。さらにこの発熱体に対し電流を供給する配線を同様に予め定められたパターンにより形成することがある。このとき発熱体と配線とを同じ面上に形成した場合、発熱量をより大きくするため発熱体の占める面積をより大きくすると、配線が占める面積は、より小さくならざるをえず、そのため配線の幅は、より小さくなる。
しかしながら配線の幅を小さくすると、電圧降下が生じやすくなり、発熱体に印加される電圧が、場所によりばらつくことがある。その結果、発熱量が場所によりばらつき、定着むらが生じることがある。
本発明は、発熱体に印加される電圧が場所によりばらつきにくく、定着むらが生じにくい定着装置等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成した発熱体層と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、当該発熱体層と当該配線層との間に設けられ当該発熱体と当該配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、を有する加熱部材と、前記加熱部材に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備える定着装置である。
請求項２に記載の発明は、前記配線は、少なくとも一部が軸方向の長さに応じた幅となることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記配線は、軸方向の長さがより長いほど幅がより大きく、軸方向の長さがより短いほど幅がより小さいことを特徴とする請求項２に記載の定着装置
である。
請求項４に記載の発明は、前記発熱体層は、前記配線層よりも前記基板側に設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、記録媒体にトナー像を転写する転写部と、基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成した発熱体層と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、当該発熱体層と当該配線層との間に設けられ当該発熱体と当該配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備える画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体を形成した発熱体層と、前記基板上に設けられ、前記発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、前記発熱体層と前記配線層との間に設けられ、前記発熱体と前記配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、を備える加熱装置である。
請求項７に記載の発明は、基板上に設けられ、電流によって発熱する発熱体を有する発熱体層を形成する発熱体層形成工程と、前記発熱体層上に設けられ、前記発熱体と当該発熱体に対し電流を供給する配線とを電気的に接続する接続部を配するための孔部を有し、当該接続部以外の箇所で当該発熱体と当該配線とを電気的に絶縁する絶縁層を形成する中間層形成工程と、前記絶縁層上に設けられ、前記配線と前記孔部に配される接続部とを形成する配線層形成工程と、を含む加熱装置の製造方法である。

請求項１に係る発明によれば、定着むらが生じにくい定着装置が提供できる。
請求項２に係る発明によれば、加熱部材の表面の熱分布がより均一化しやすくなる。
請求項３に係る発明によれば、配線の幅をより容易に決定できる。
請求項４に係る発明によれば、加熱部材の表面の熱分布がより均一化しやすくなる。
請求項５に係る発明によれば、画像欠陥が生じにくい画像形成装置が提供できる。
請求項６に係る発明によれば、発熱むらが生じにくい加熱装置が提供できる。
請求項７に係る発明によれば、発熱むらが生じにくい加熱装置を製造することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 画像形成装置における定着ユニットの断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係るソリッドヒータを説明する図である。 図３（ａ）〜（ｃ）のＩＶ−ＩＶ断面図である。 従来のソリッドヒータの上面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線でのソリッドヒータの断面図である。 第２の実施の形態に係るソリッドヒータについて説明した図である。 ソリッドヒータの製造方法の一例を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
＜画像形成装置１＞
図１は、画像形成装置１の概略断面図である。図示の画像形成装置１は、画像データに基づいて画像を印刷する電子写真式のカラープリンタである。

画像形成装置１は、本体ケース９０の内部に、用紙Ｐ（記録媒体の一例）が収容された用紙収容部４０と、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部１０と、用紙収容部４０から画像形成部１０を通って本体ケース９０の用紙排出口９６まで用紙Ｐを搬送する搬送部５０とを備えている。また、画像形成装置１は、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１と、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等と通信を行って画像データを受信する通信部３２と、通信部３２にて受信された画像データに対して画像処理を施す画像処理部３３とを備えている。

用紙収容部４０は、用紙Ｐを収容する。
搬送部５０は、用紙収容部４０から、画像形成部１０を通って用紙排出口９６まで延びた用紙Ｐの搬送路５１と、用紙Ｐを搬送路５１に沿って搬送する搬送ローラ５２とを備えている。搬送部５０は、用紙Ｐを矢印Ｃ方向に搬送する。

画像形成部１０は、予め定められた間隔で配置された４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えている。なお、以下、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをそれぞれ区別しないときは、画像形成ユニット１１と表記する。各画像形成ユニット１１はそれぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色の画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２の表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。

４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、現像器１５に収納されるトナーを除いて同様に構成され、イエロー（Ｙ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｙはイエローのトナー像を形成する。同様に、マゼンタ（Ｍ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｍはマゼンタのトナー像を形成し、シアン（Ｃ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｃはシアンのトナー像を形成し、黒（Ｋ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｋは黒のトナー像を形成する。

また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像が重畳されるように多重転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に順次静電転写（一次転写）する一次転写ロール２１とを備えている。さらに、画像形成部１０は、中間転写ベルト２０の表面に各色のトナー像が重畳して転写された重畳トナー像を用紙Ｐに一括して静電転写（二次転写）する二次転写部Ｔの二次転写ロール２２と、用紙Ｐに二次転写された重畳トナー像を定着させる定着ユニット６０（定着部の一例及び定着装置の一例）とを備えている。

画像形成装置１は、制御部３１による動作の制御の下で、次のプロセスによる画像形成処理を行う。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４から送出された画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色の画像データとなって、対応する色の各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒のトナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電される。
その後、画像処理部３３から送信された黒の画像データに基づきプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。これにより、感光体ドラム１２の表面には黒の画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された黒の静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上に黒のトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナー像を形成する。

各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写され、中間転写ベルト２０上に、各色のトナー像が重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト２０が矢印Ｂ方向へ移動することにより、中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は二次転写部Ｔ（転写部の一例）に送られる。重畳トナー像が二次転写部Ｔに送られると、そのタイミングに合わせて、用紙収容部４０の用紙Ｐが、搬送部５０の搬送ローラ５２により、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送される。そして、中間転写ベルト２０上に形成された重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送路５１に沿って搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上の重畳トナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着された重畳トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送され、本体ケース９０の用紙排出口９６から排出され、用紙を載せる用紙積載部９５に積載される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に残存しているトナー及び二次転写後に中間転写ベルト２０に残存しているトナーは、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
画像形成装置１による、用紙Ｐに画像を印刷する処理が、印刷の枚数に対応したサイクルだけ繰り返し実行される。

＜定着ユニット６０＞
図２は、画像形成装置１における定着ユニット６０の断面図である。
定着ユニット６０は、ヒータユニット７０と加圧ロール８０（加圧部材の一例）とを備えている。ヒータユニット７０及び加圧ロール８０は、いずれも図２の紙面奥行き方向に軸が延びた円柱状に構成されている。

ヒータユニット７０は、循環する（回転する）定着ベルト７８（被加熱部材の一例及びベルト部材の一例）と、定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧状に湾曲するように形成され、発熱するソリッドヒータ７１（加熱部材の一例及び加熱装置の一例）と、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０から押圧される押圧パッド７９とを備えている。なお、ソリッドヒータ７１は、定着ベルト７８が循環する方向において表面が弧状であればよい。
以下では、ソリッドヒータ７１は、熱容量を小さくするために、板状の部材であるとして説明する。

定着ベルト７８は、無端の円筒形状で、その内周面がソリッドヒータ７１の外周面及び押圧パッド７９に接して配置されている。定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１に接することにより加熱される。
定着ベルト７８は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向の長さが３００ｍｍに形成されている。後述するように、定着ベルト７８は、押圧パッド７９に押圧されて変形する。ここで、原形とは、押圧パッド７９により押圧されていない状態、すなわち、変形していない状態をいう。

定着ベルト７８は、基材層と、基材層の上に被覆された離型層とからなる。基材層は、定着ベルト７８全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。基材層としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また、定着ベルト７８の温度分布をより均一にするためにアルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂中に含有させてもよい。

離型層は、用紙Ｐ上に保持された未定着のトナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、又は、これらの複合層等が用いられる。離型層の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト７８の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト７８の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍとするのがよい。
なお、基材層と離型層との間に、シリコーンゴム等による弾性層が含まれてもよい。

押圧パッド７９は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムあるいは機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂、ＰＥＳ（Poly Ether Sulfone）樹脂、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂、ＬＣＰ樹脂（Liquid Crystal Polymer）等の剛体で構成された、断面において定着ベルト７８に接する側が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト７８の内側においてフレーム（不図示）に支持されている。そして、加圧ロール８０が定着ベルト７８を圧接する領域にて、軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド７９は、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧する。

加圧ロール８０は、定着ベルト７８に対向するように配置され、定着ベルト７８に従って図２の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール８０と押圧パッド７９とにより定着ベルト７８を挟み込んだ状態でニップ部（定着加圧部）Ｎを形成する。
加圧ロール８０は、例えば、直径１８ｍｍの中実のステンレス製あるいはアルミニウム製コア（円柱状芯金）と、コアの外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層とが積層されて構成される。そして、押圧バネ（不図示）により、例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト７８を介して押圧パッド７９を押圧している。

搬送部５０（図１参照）によりニップ部Ｎに搬送されてきた用紙Ｐは、ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト７８により加熱されるとともに、定着ベルト７８を介した押圧パッド７９と加圧ロール８０とにより加圧され、用紙Ｐに保持された未定着の重畳トナー像が用紙Ｐに定着される。
ニップ部Ｎにおいて、加圧ロール８０に接する用紙Ｐは、加圧ロール８０の矢印Ｄ方向への回転によって矢印Ｃ方向に送られ、この用紙Ｐの移動により、用紙Ｐに接する定着ベルト７８が従動し、定着ベルト７８は矢印Ｅ方向（進行方向）に回転する。

＜ソリッドヒータ７１＞
定着ベルト７８の加熱には、ハロゲンランプや電磁誘導による方法などが用いられてきた。しかし、これらの方法は、定着ベルト７８が予め定められた温度に達するまでに要する時間（スタンバイ時間）が長く、消費電力が大きく、構成が複雑であった。
以下に説明するソリッドヒータ７１は、構成が簡単である。また、ソリッドヒータ７１は、熱容量が小さいため、スタンバイ時間を設けることを要しないことから、利便性が向上する。すなわち、定着ユニット６０にソリッドヒータ７１を用いることで、低コスト及び低消費電力が図れる。

［第１の実施の形態］
まず第１の実施の形態について説明を行なう。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する図である。図３は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の上面図である。
なお、ソリッドヒータ７１は、図２で示したように定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧状であるが、図３に示すソリッドヒータ７１は、説明の便宜上、平面状に図示する。
また本実施の形態のソリッドヒータ７１は、基板１１０上に、図３（ａ）で示す発熱体層１２０Ｌと、図３（ｂ）で示す中間層１３０Ｌと、図３（ｃ）で示す配線層１４０Ｌとが、この順で積層する構造を採る。即ち、基板１１０の上には、発熱体層１２０Ｌが配される。また発熱体層１２０Ｌの直上には、中間層１３０Ｌが配される。さらに中間層１３０Ｌの直上には、配線層１４０Ｌが配される。
なお詳しくは後述するが、基板１１０と発熱体層１２０Ｌとの間には、後述する絶縁層１６０Ｌが配される。さらに配線層１４０Ｌの直上には、後述する保護層１７０Ｌが配され、最表面層を形成する。ただしここでは絶縁層１６０Ｌおよび保護層１７０Ｌについては、図示を省略している。

まず図３（ａ）〜（ｃ）により、ソリッドヒータ７１の上面構造を説明する。
発熱体層１２０Ｌは、図３（ａ）に示すように、複数の抵抗発熱体１２０（発熱体の一例）を備える。
抵抗発熱体１２０は、例えば、Ｐｄの比率が高いＡｇＰｄなどで構成されている。抵抗発熱体１２０は、電流を流すことにより発熱する。
図示するように抵抗発熱体１２０は、ジグザグ形状（つづら折り形状）に形成される。このようにすることでソリッドヒータ７１は、抵抗発熱体１２０が形成される箇所においてより均一に発熱を行なうことができ、温度分布がより均一になる。また図示する抵抗発熱体１２０は、軸方向（紙面左右方向）に２０分割され、それぞれが発熱するようにジグザグ形状のパターンが形成されている。ここでは、分割された抵抗発熱体１２０のそれぞれをセルＣｅと言い、Ｃｅ１〜Ｃｅ２０として図示している。セルＣｅは、ソリッドヒータ７１のそれぞれの端部に位置するセルＣｅ１、Ｃｅ２０については、台形形状となっている。また端部を除く中央部に位置するセルＣｅ２〜Ｃｅ１９では、平行四辺形形状となっている。なお抵抗発熱体１２０のパターンの幅は、例えば、０．７ｍｍである。

中間層１３０Ｌは、図３（ｂ）に示すように、発熱体層１２０Ｌと配線層１４０Ｌとの間に設けられる。中間層１３０Ｌは、ビア１３０を備える。またビア１３０以外の箇所は、絶縁層１３１となっている。これは、絶縁層１３１は、ビア１３０を配するための孔部Ｕを有し、ビア１３０は、この孔部Ｕに配される、と見ることもできる。
ビア１３０は、例えばＰｄの比率が低いＡｇＰｄなどで構成されている。ビア１３０は、抵抗発熱体１２０と配線１４０とを電気的に接続する接続部の一例である。
また絶縁層１３１は、例えば、ガラス材料で構成される。これにより予め定められた抵抗発熱体１２０と配線１４０とが電気的に接続されるとともに、その他は、電気的に絶縁される。絶縁層１３１は、ガラス材料で構成された場合、中間グレイズと表記されることがある。

配線層１４０Ｌは、図３（ｃ）に示すように、複数の配線１４０と配線１４０の一部としての複数の端子１５０とを備える。
配線１４０は、例えばＰｄの比率が低いＡｇＰｄなどで構成されている。配線１４０は、抵抗発熱体１２０に対し電流を供給する。
配線１４０は、配線１４１ａと、配線１４１ｂ１と、配線１４１ｂ２と、配線１４２とを有している。
そして、図３（ｃ）では、１４１ａ（１４０）、１４１ｂ１（１４０）、１４１ｂ２（１４０）、１４２（１４０）などと表記する。なお、配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２をそれぞれ区別しない場合は、配線１４０と表記する。

端子１５０は、配線１４０（配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２）の一部である。端子１５０は、配線１４１ａの端部に設けられた端子１５１ａと、配線１４１ｂ１、１４１ｂ２の端部に設けられた端子１５１ｂと、配線１４２に接続される端子１５２とからなる。図３（ｃ）では、１５１ａ（１５０）、１５１ｂ（１５０）、１５２（１５０）と表記する。

そして、端子１５１ａと端子１５２との間、および／または端子１５１ｂと端子１５２との間に電圧を印加して電流を流すことで、抵抗発熱体１２０のそれぞれのセルＣｅ毎に電流が流れる。そして、抵抗発熱体１２０が発熱する。

本実施の形態では、幅が大きい用紙Ｐ（例えば、用紙ＰがＡ３のとき）が搬送されてきた場合は、端子１５１ａと端子１５２との間、および端子１５１ｂと端子１５２との間の双方に電圧を印加して電流を流す。この場合、配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２の全てに電流が流れ、これらに接続される抵抗発熱体１２０の全てのセルＣｅ（セルＣｅ１〜Ｃｅ２０）が発熱する。これにより用紙Ｐの幅が大きい場合でも用紙幅に合わせて定着ベルト７８の加熱をすることができる。

一方、幅が小さい用紙Ｐ（例えば、用紙ＰがＡ４のとき）が搬送されてきた場合は、端子１５１ａと端子１５２との間に電圧を印加して電流を流すが、端子１５１ｂと端子１５２との間には電圧を印加せず電流を流さない。この場合、配線１４１ａには電流が流れるが、配線１４１ｂ１、１４１ｂ２には電流が流れない。その結果、配線１４１ａに接続する抵抗発熱体１２０の中央部のセルＣｅ４〜Ｃｅ１７が発熱する。対して配線１４１ｂ１に接続する左端部のセルＣｅ１〜Ｃｅ３、および配線１４１ｂ２に接続する右端部のセルＣｅ１８〜Ｃｅ２０は発熱しない。これにより用紙Ｐの幅に合わせて定着ベルト７８の加熱をすることができる。
なお、端子１５１と端子１５２との間に印加される電圧は、例えばＡＣ１００Ｖである。

図４は、図３（ａ）〜（ｃ）のＩＶ−ＩＶ断面図である。
以下、図４の断面図により、ソリッドヒータ７１の断面構造を説明する。ソリッドヒータ７１の基板１１０の直上には、一様に絶縁層１６０Ｌが設けられている。そして、絶縁層１６０Ｌ上に、発熱体層１２０Ｌ、中間層１３０Ｌ、配線層１４０Ｌがこの順で積層して設けられている。さらに配線層１４０Ｌの直上には、保護層１７０Ｌが設けられている。

ここで、基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成されている。そして、基板１１０はソリッドヒータ７１の形状に合わせ加工されている。即ち、基板１１０は、定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧状に湾曲するように形成されている。また基板１１０は、軸方向と交差する方向（図３の紙面上下方向）に曲率を有する曲面形状となるように形成されていると言ってもよい。
この曲面形状の曲率は一定であってもよいし、また、例えば、軸方向と交差する方向の端部（紙面上部および下部）では曲率を大きくし、端部以外の中央部では曲率を小さくしてもよい。即ち、軸方向と交差する方向の中央部では端部よりも、より平面に近い形状としてもよい。

なお、基板１１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）以外の、アルミニウム、銅などの金属材料で構成されてもよい。またセラミック材料で構成されてもよい。さらに耐熱性のプラスチック材料で構成されてもよい。

絶縁層１６０Ｌは、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性の金属材料などで構成された場合に、抵抗発熱体１２０、ビア１３０、配線１４０（配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２）と基板１１０とが電気的に短絡することを抑制する。なお、基板１１０がセラミック材料などの絶縁性の材料で構成されていれば、絶縁層１６０Ｌを設けなくともよい。
絶縁層１６０Ｌは、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。絶縁層１６０Ｌは、ガラス材料で構成された場合、アンダーグレイズと表記されることがある。

保護層１７０Ｌは、抵抗発熱体１２０、ビア１３０、配線１４０などが、定着ベルト７８と直接接触することを抑制する。即ち、保護層１７０Ｌは、ソリッドヒータ７１の最表面に設けられ、抵抗発熱体１２０、ビア１３０、および配線１４０を保護する。例えば、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とを円滑に摺動させるために、ソリッドヒータ７１と定着ベルト７８との間に、シリコーンオイルなどの潤滑材を供給することがある。この場合、保護層１７０Ｌを設けないと、抵抗発熱体１２０、ビア１３０、配線１４０などにおいて電気的な短絡が生じるおそれがある。
保護層１７０Ｌは、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。保護層１７０Ｌは、ガラス材料で構成された場合、オーバーグレイズと表記されることがある。

絶縁層１６０Ｌ、絶縁層１３１、保護層１７０Ｌは、ガラス材料で構成される場合、ガラス粒子を分散させたガラスペーストを塗布し、ガラスペーストを加熱により軟化（溶融）及び流動（粘性流動）させて形成される。すなわち、絶縁層１６０Ｌ、絶縁層１３１、保護層１７０Ｌは、ガラス粒子が軟化（溶融）により一体化して、より緻密な構造となるとともに、表面は、粘性流動により凹凸が抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。

図５および図６は、従来のソリッドヒータを説明する図である。このうち図５は、従来のソリッドヒータであるソリッドヒータ７１ａの上面図である。また図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線でのソリッドヒータ７１ａの断面図である。
図６に示すように、ソリッドヒータ７１ａは、図３および図４で説明した本実施の形態のソリッドヒータ７１と同様に基板１１０の直上に絶縁層１６０Ｌを備える。また絶縁層１６０Ｌの直上には、抵抗発熱体１２０、配線１４０を備える。さらに抵抗発熱体１２０、配線１４０上には、保護層１７０Ｌを備える。

即ち、従来のソリッドヒータ７１ａは、本実施の形態のソリッドヒータ７１と比較して、ビア１３０および絶縁層１３１を備える中間層１３０Ｌがない点で異なる。また抵抗発熱体１２０、配線１４０および端子１５０は、全て絶縁層１６０Ｌの直上に設けられ、同じ面上に設けられている点でも異なる。

しかしながら抵抗発熱体１２０と、配線１４０および端子１５０とが、同じ面上に設けられているために、図５に示すように抵抗発熱体１２０と、配線１４０および端子１５０とは各々を別々の箇所に形成する必要がある。

図５の例では、抵抗発熱体１２０は、図中上下方向において中央部に配される。
また配線１４０は、図中上下方向において上下に分けて配される。具体的には、図中上側に配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２を配し、図中下側に配線１４２を配している。なお端子１５０は、本実施の形態のソリッドヒータ７１でも抵抗発熱体１２０を配さない箇所に配していたため、端子１５０については、従来のソリッドヒータ７１ａと本実施の形態のソリッドヒータ７１とで設ける箇所はほぼ同様である。

そして発熱量をより大きくするため抵抗発熱体１２０の占める面積をより大きくすると、配線１４０が占める面積は、より小さくならざるをえない。その結果、図５に示すように配線１４０である配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２の幅は、小さくならざるをえない。

ただし配線１４０の幅を小さくした場合、配線１４０自体の抵抗がより大きくなりやすく、電圧降下が生じやすくなる。そのためそれぞれのセルＣｅに印加される電圧が場所によりばらつきやすくなる。具体的には、端子１５１ａや１５１ｂからより遠いセルＣｅに印加される電圧が降下しやすくなる。そしてその結果、従来のソリッドヒータ７１ａでは、場所により発熱量のばらつきが生じやすい。さらにこのようなソリッドヒータ７１ａを定着ユニット６０に使用した場合、定着むらが生じやすくなる。

一方、本実施の形態のソリッドヒータ７１では、図３（ａ）に示すように配線１４０である配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２の幅を、より大きくすることができる。これは、抵抗発熱体１２０と配線１４０とが、同じ面上に配されず、異なる面上に配されるためである。そしてその結果、配線１４０自体の抵抗がより小さくなりやすく、電圧降下が生じにくくなる。そしてそれぞれのセルＣｅに印加される電圧が場所によりばらつきにくくなり、本実施の形態のソリッドヒータ７１では、場所により発熱量のばらつきが生じにくく、温度分布がより均一になる。さらにこのようなソリッドヒータ７１を定着ユニット６０に使用した場合、定着むらが生じにくくなる。

［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明を行なう。
図７は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１について説明した図である。
なお第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比較して配線層１４０Ｌだけに相違点があり、他の層の構成は同一である。そのため図７では、配線層１４０Ｌについてのみ図示している。
図示する配線層１４０Ｌは、図３（ｃ）に図示する第１の実施の形態の配線層１４０Ｌに対し、配線１４０の幅が異なる。図７の配線１４０では、配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２について、少なくとも一部が軸方向（図中左右方向、長手方向）の長さに応じた幅となっている。より具体的には、本実施の形態では、配線１４０は、軸方向の長さがより長いほど幅がより大きく、軸方向の長さがより短いほど幅がより小さい。

配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２のうち、軸方向に最も短い長さで配されるのは、配線１４１ｂ２である。配線として配される長さが短い場合、上述した電圧降下の影響をより受けにくい。そのため配線１４１ｂ２では、幅を小さくしてもセルＣｅに達するまでの電圧降下は、小さい。そのため配線１４１ｂ２については、幅をより小さくしている。
また他の配線である配線１４１ａ、１４１ｂ１は、配線１４１ｂ２よりも、軸方向により長く配される。そのため電圧降下の影響を配線１４１ｂ２に比較して、より受けやすい。そのため配線１４１ａ、１４１ｂ１は、電圧降下の影響をより受けにくくするため、配線１４１ｂ２よりも幅をより大きくしている。

第２の実施の形態のソリッドヒータ７１は、配線１４０の電圧降下の影響をさらに小さくすることができ、場所による発熱量のばらつきがさらに生じにくく、温度分布がより均一になる。

＜ソリッドヒータ７１の製造方法＞
図８は、ソリッドヒータ７１の製造方法の一例を説明するフローチャートである。以下、図３および図８を使用してソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。

まず基板１１０を作成する（ステップ１０１：基板作成工程）。具体的には、基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板をソリッドヒータ７１の形状に切り抜き、断面が弧状に湾曲するようにプレス加工することで得られる。なおこのとき第２の実施の形態のように凹部１１２をともに形成することもできる。

次に基板１１０上に、絶縁層１６０Ｌを形成する（ステップ１０２：絶縁層形成工程）。
絶縁層形成工程によりガラス材料で構成された絶縁層１６０Ｌが形成される。またガラス材料は、ガラスペーストの塗布によって形成される。
ガラスペーストは、ガラス材料の微粒子（ガラス粒子）と、ガラス粒子を懸濁しておくバインダと、ガラスペーストの粘度を調整する溶剤とを含んでいる。ガラス粒子は、予め定められた温度で軟化するように組成が調整されたガラスの粒子である。バインダは、エチルセルロースなどで構成され、ガラス粒子の凝集を抑制する。

絶縁層１６０Ｌを形成するためのガラスペーストは、スクリーン印刷などによって基板１１０上に塗布される。
そして、ガラスペーストの流動性により表面をなだらかに（平坦化）するために、予め定められた時間放置する（レべリング）。その後、溶媒を蒸発させるため、溶媒が蒸発する温度に設定された電気炉（オーブン）などにより乾燥させる。
その後、塗布されたガラスペーストを、ガラス粒子が溶融又は軟化して一体化するように焼成する。すなわち、ガラスペーストに含まれるガラス粒子の特性によって予め定められた温度で、焼成する。ここでは、空気など酸素を含む雰囲気（酸素雰囲気）で焼成することで、エチルセルロースなどのバインダが燃焼してＣＯ_２になって除去される。さらに、ガラス粒子が軟化（溶融）して一体化し、緻密なガラス膜となる。

そして基板１１０上であって絶縁層１６０Ｌ上に抵抗発熱体１２０を有する発熱体層１２０Ｌを形成する（ステップ１０３：発熱体層形成工程）。
発熱体層形成工程において、例えば、Ｐｄの比率が高いＡｇＰｄで構成された抵抗発熱体１２０が形成される。
抵抗発熱体１２０は、例えば、スクリーン印刷によりＰｄの比率が高いＡｇＰｄを含む抵抗発熱体用ペーストを塗布することで形成される。
抵抗発熱体用ペーストは、ガラスペーストと同様に、ＡｇＰｄ、バインダ、溶媒などを含んでいる。なお、絶縁層１６０Ｌとの接着性を向上させるために、ガラス粒子を含んでもよい。
スクリーン印刷された抵抗発熱体用ペーストは、レべリングのために予め定められた時間放置された後、溶媒を蒸発させるために、予め定められた温度のオーブンなどで乾燥される。
その後、予め定められた温度で焼成することで抵抗発熱体１２０が形成される。

次に発熱体層１２０Ｌ上に設けられ、抵抗発熱体１２０と抵抗発熱体１２０に対し電流を供給する配線１４０とを電気的に接続するビア１３０を配するための孔部Ｕを有し、孔部Ｕ以外の箇所で抵抗発熱体１２０と配線１４０とを電気的に絶縁する絶縁層１３１を形成する（ステップ１０４：中間層形成工程）。
絶縁層１３１を形成するためには、絶縁層１６０Ｌを形成したのと同様のガラスペーストが使用できる。そしてこのガラスペーストをスクリーン印刷などによって、抵抗発熱体１２０、絶縁層１６０Ｌ上に塗布する。またこのときビア１３０を形成するための孔部Ｕも同時に形成することができる。
スクリーン印刷されたガラスペーストは、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される。
その後、ガラスペーストを焼成することで、絶縁層１３１が形成される。

さらに、基板１１０上であって絶縁層１３１上に配線１４０を形成する（ステップ１０５：配線層形成工程）。
配線層形成工程において、例えば、Ａｇの比率が高いＡｇＰｄで構成された配線１４０（配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２）が形成される。
配線１４０は、例えば、スクリーン印刷によりＡｇの比率が高いＡｇＰｄを含む配線用ペーストを塗布することで形成される。またこの際に、中間層形成工程で形成した孔部Ｕにも配線用ペーストが入り込み、孔部Ｕに配されるビア１３０についてもともに形成される。
配線用ペーストは、抵抗発熱体用ペーストと同様に、ＡｇＰｄ、バインダ、溶剤などを含んでいる。なお、絶縁層１３１との接着性を向上させるために、ガラス粒子を含んでもよい。
スクリーン印刷された配線用ペーストは、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される。
その後、配線用ペーストを焼成することで、配線１４０（配線１４１ａ、１４１ｂ１、１４１ｂ２、１４２）、ビア１３０が形成される。

次に、保護層１７０Ｌを形成する（ステップ１０６：保護層形成工程）。
保護層形成工程において、配線１４０上に保護層１７０Ｌが形成される。
保護層１７０Ｌを形成するためには、絶縁層１６０Ｌを形成したのと同様のガラスペーストが使用できる。そしてこのガラスペーストをスクリーン印刷などによって、配線１４０上に塗布する。
スクリーン印刷されたガラスペーストは、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される。
その後、ガラスペーストを焼成することで、保護層１７０Ｌが形成される。

なお上述した例では、発熱体層１２０Ｌは、配線層１４０Ｌよりも基板１１０側に設けられていた。即ち、中間層１３０Ｌを挟み、基板１１０側（下側）に発熱体層１２０Ｌが設けられ、保護層１７０Ｌ側（上側）に配線層１４０Ｌが設けられていた。ただしこれに限られるものではなく、発熱体層１２０Ｌと配線層１４０Ｌとは、逆の位置関係であってもよい。つまり配線層１４０Ｌは、発熱体層１２０Ｌよりも基板１１０側に設けてもよい。この場合、中間層１３０Ｌを挟み、基板１１０側（下側）に配線層１４０Ｌが設けられ、保護層１７０Ｌ側（上側）に発熱体層１２０Ｌが設けられる。

１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１、１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ…画像形成ユニット、４０…用紙収容部、５０…搬送部、６０…定着ユニット、７０…ヒータユニット、７１…ソリッドヒータ、７８…定着ベルト、７９…押圧パッド、８０…加圧ロール、１１０…基板、１２０Ｌ…発熱体層、１２０…抵抗発熱体、１３０Ｌ…中間層、１３０…ビア、１３１、１６０Ｌ…絶縁層、１４０Ｌ…配線層、１４０…配線、１５０…端子、１７０Ｌ…保護層

Claims (7)

1. 基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成した発熱体層と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、当該発熱体層と当該配線層との間に設けられ当該発熱体と当該配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、を有する加熱部材と、
   前記加熱部材に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、
   前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、
   を備える定着装置。
2. 前記配線は、少なくとも一部が軸方向の長さに応じた幅となることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記配線は、軸方向の長さがより長いほど幅がより大きく、軸方向の長さがより短いほど幅がより小さいことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記発熱体層は、前記配線層よりも前記基板側に設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 記録媒体にトナー像を転写する転写部と、
   基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成した発熱体層と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、当該発熱体層と当該配線層との間に設けられ当該発熱体と当該配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、
   を備える画像形成装置。
6. 基板と、
   前記基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体を形成した発熱体層と、
   前記基板上に設けられ、前記発熱体に対し電流を供給する配線を形成した配線層と、
   前記発熱体層と前記配線層との間に設けられ、前記発熱体と前記配線とを電気的に接続する接続部を形成した中間層と、
   を備える加熱装置。
7. 基板上に設けられ、電流によって発熱する発熱体を有する発熱体層を形成する発熱体層形成工程と、
   前記発熱体層上に設けられ、前記発熱体と当該発熱体に対し電流を供給する配線とを電気的に接続する接続部を配するための孔部を有し、当該接続部以外の箇所で当該発熱体と当該配線とを電気的に絶縁する絶縁層を形成する中間層形成工程と、
   前記絶縁層上に設けられ、前記配線と前記孔部に配される接続部とを形成する配線層形成工程と、
   を含む加熱装置の製造方法。

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