ヒータ及びこれを用いた画像加熱装置
【課題】 従来のＰＴＣ素子を用いたヒータは、長方形状のＰＴＣ素子群が間隔を空けて配列されている。そのため、隣り合うＰＴＣ素子間の領域では素子が存在しないため、隣り合うＰＴＣ素子間の領域とＰＴＣ素子が存在する領域とで温度差が大きくなってしまった。このような大きな温度差は画像の光沢ムラを引き起こすこととなった。
【解決手段】 ＰＴＣ素子の形状を平行四辺形とし、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が互いにオーバーラップするように構成する。
【解決手段】 ＰＴＣ素子の形状を平行四辺形とし、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が互いにオーバーラップするように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータ、及びこれを用いた画像加熱装置に関する。この画像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材上に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢向上装置を挙げることができる。また、このような画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真画像形成装置の定着装置では、記録材に形成されたトナー像を加熱することにより定着する手法が採用されている。このような定着のためのヒータとして正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）を用いることが提案されている（特許文献１）。このヒータは、基板上に長方形状のＰＴＣ素子を直線状に複数配列することにより構成されている。また、これらＰＴＣ素子群は熱膨張による接触を防止すべく間隔を空けて配列されている。
【０００３】
このＰＴＣ素子は温度上昇に伴いその電気抵抗が急激に上昇する特性（自己温調特性）を備えており、この電気抵抗が急激に上昇する温度を定着温度に設定することにより次のような効果を期待することができる。
【０００４】
つまり、幅の狭い記録材に対して定着処理を施す際、記録材が通過しない領域が定着温度を超えて過昇温してしまう現象を自己温調特性により抑制することができるといった利点がある。従って、ＰＴＣ素子を用いることにより、このような幅の狭い記録材に対するプリントスピード（生産性）を従来の熱源に比して向上させることができる。
【特許文献１】特開平０４−２５８９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のヒータでは、長方形状とされたＰＴＣ素子群が間隔を空けて配列されているため、以下のような課題がある。
【０００６】
つまり、隣り合うＰＴＣ素子間の領域では発熱素子が存在しないため、隣り合うＰＴＣ素子間の領域とＰＴＣ素子が存在する領域とで温度差が大きくなってしまった。このような大きな温度差は画像の光沢ムラを引き起こすこととなり近年の高画質化の要求に応えることができない。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を解決せんとしようとするものである。
【０００８】
つまり、本発明の目的は温度ムラを抑制することができるヒータ並びにこれを用いた画像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
前記発熱素子の形状を記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形としたことを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明は、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を備え画像加熱部材を加熱するヒータと、を有する画像加熱装置において、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば温度ムラが生じるのを抑制することが可能となる。従って、画像加熱不良に起因する画質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施例を例示的に説明する。但し、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特段の記載がない限りは、それらのみに限定する趣旨のものではない。つまり、本発明の思想の範囲内において他の公知の構成への置き換えが可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明に係る画像加熱装置が搭載された画像形成装置（フルカラープリンタ）の一例を示す正面概略構成図である。まず、画像形成装置の画像形成部について説明する。
【００１５】
（画像形成部）
この画像形成装置には４つの画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが一定の間隔を空けて一列に配置されている。１Ｙはイエロー色のトナー画像を形成する画像形成ステーションである。同様に、１Ｍはマゼンタ色のトナー画像を形成する画像形成ステーション、１Ｃはシアン色のトナー画像を形成する画像形成ステーション、１Ｂｋはブラック色のトナー画像を形成する画像形成ステーションである。
【００１６】
次に各画像形成ステーションについて詳しく説明する。なお、各画像形成ステーションはほぼ同様の構成とされている。
【００１７】
これら各画像形成ステーション１Ｙ〜１Ｂｋには、それぞれ像担持体としての電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ〜２ｄが設置されている。これら各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電手段としての帯電器３ａ〜３ｄ、現像手段としての現像器４ａ〜４ｄ、１次転写手段としての１次転写ローラ５ａ〜５ｄ、クリーニング手段としてのクリーナ６ａ〜６ｄがそれぞれ設置されている。また、帯電器３ａ〜３ｄと現像器４ａ〜４ｄにおいて画像露光を行う露光装置７が装置の下方に設置されている。
【００１８】
上述した感光ドラム２ａ〜２ｄは負帯電性の有機感光体とされ、アルミニウム製の中空円筒上に光導電層が形成されている。また、感光ドラム２ａ〜２ｄは駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００１９】
帯電器３ａ〜３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２０】
露光装置７は、ＬＡＮケーブルを通じてホストコンピュータから入力された画像情報に基づきレーザ光を出射するレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。この露光装置７は、帯電器３ａ〜３ｄによりそれぞれ帯電された各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面を露光することによって、入力画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２１】
現像器４ａ〜４ｄは、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーを収納し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された静電潜像をトナーにより現像（可視像化）する。
【００２２】
１次転写ローラ５ａ〜５ｄは、１次転写部３２ａ〜３２ｄにおいて、感光ドラム２ａ〜２ｄとの間で中間転写体としての中間転写ベルト８を挟み込むように設置されている。そして、１次転写ローラ５ａ〜５ｄには、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に順次重ね転写すべく１次転写バイアスが印加される。
【００２３】
クリーナ６ａ〜６ｄにはクリーニングブレードが設置されており、このクリーニングブレードが感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留した転写残トナーを掻き落とし、そして回収することにより感光ドラム２ａ〜２ｄの表面をクリーニングする。
【００２４】
中間転写ベルト８は、感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に設置されており、２次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されている。２次転写対向ローラ１０は、２次転写部３４において、２次転写ローラ１２との間で中間転写ベルト８を挟み込むように設置されている。また、中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムなどの樹脂により構成されている。２次転写ローラ１２は、２次転写部３４において、中間転写ベルト上に転写されたフルカラートナー画像を給紙ユニット１７から搬送されてきた記録材に一括して転写すべく２次転写バイアスが印加される。また、中間転写ベルト８の周囲には、テンションローラ１１の近傍に、中間転写ベルト８に残留した転写残トナーを除去して回収する不図示のベルトクリーナが設置されている。
【００２５】
装置の下方には、記録材Ｐを収納したカセット１７、カセット内の記録材Ｐを一枚ずつ送り出す為のピックアップローラ、が設置されている。また、装置の側方には手差しトレイ２０、この手差しトレイにある記録材Ｐを１枚ずつ送り出す為のピックアップローラが設置されている。
【００２６】
これらピックアップローラと２次転写部との間には、記録材の搬送をガイドする給紙ガイド１８が設置されている。また、これらピックアップローラから送り出された記録材Ｐを中間転写ベルト上のトナー像と同期するように２次転写部に向けて搬送するレジストローラ１９が設置されている。
【００２７】
画像加熱装置としての定着装置１６には、画像加熱部材としての定着フィルム７０２と、この定着フィルムとの間でニップ部３１を形成する加圧ローラ７０３が設置されている。そして、定着フィルム内にはヒータ７０１が設置されている。
【００２８】
なお、加圧ローラを加熱する専用の熱源を設ける構成としても構わない。
【００２９】
また、定着装置１６よりも記録材の搬送方向上流側には、ニップ部３１に向けて記録材Ｐを導く為のガイド３４が設置されている。また、定着装置１６よりも記録材の搬送方向下流側には、記録材Ｐを装置の外部へ排出するための排紙ローラ２１が設置されている。
【００３０】
さらに、記録材の両面に画像を形成する場合には、１面目に形成された画像が定着された記録材は両面反転パスを介して２次転写部〜定着部へと再搬送される構成となっている。
【００３１】
（画像形成部による画像形成動作）
次に上述した画像形成部の画像形成動作について説明を行う。
【００３２】
画像形成装置にＬＡＮケーブルにて接続されたホストコンピュータ（ＰＣ）などから画像形成開始信号が入力されると、選択されたカセット１７もしくは手差しトレイ２０から給紙動作を開始する。例えば、カセット１７から給紙された場合について説明する。
【００３３】
まず、ピックアップローラにより、カセット１７から記録材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして記録材Ｐが給紙ガイド１８の間を案内されてレジストローラ１９まで搬送される。このとき、レジストローラは回転が停止されており、記録材の先端はレジストローラ１９のニップ部に突き当たる。
【００３４】
その後、画像形成ステーションが画像形成を開始するタイミング信号に基づいてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、記録材Ｐと中間転写ベルト８上に１次転写されたトナー画像とが２次転写部においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３５】
一方、各画像形成ステーションでは入力された画像情報に基づき各感光ドラム上に静電潜像が形成される。
【００３６】
そして、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各色トナー像は１次転写ローラ５ａ〜５ｄによって中間転写ベルト８上に順次重ねて一次転写される。
【００３７】
そして、中間転写ベルト８上に１次転写された４色のトナー像は２次転写部へと搬送される。その後、記録材Ｐは２次転写部へと進入し中間転写ベルト８に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ１２に高電圧を印加する。このようなプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に一括して２次転写される。
【００３８】
２次転写後、記録材Ｐは搬送ガイド３４によってニップ部まで案内される。そして、ニップ部において、トナー像が熱及び圧力を受けて記録材に定着される。
【００３９】
その後、記録材Ｐは排紙ローラ２１により機外に排出され、一連の画像形成動作が終了する。
【００４０】
本例では、中間転写ベルトの移動方向において上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の画像形成ステーションが順に配置されているが、この配置順はこのような例に限るものではなく任意に設定可能である。
【００４１】
（定着装置）
次に、図２を用いて画像加熱装置としての定着装置について詳細に説明する。
【００４２】
図２は、図１における定着装置１６を拡大した概略断面図である。
【００４３】
７０１はヒータ、７０２は画像加熱部材としての定着フィルム、７０３はニップ形成手段としての加圧ローラ、７１１はコの字状の板金、７１２は温度検知用サーミスタ、７１３は保持手段としてのヒータホルダ、７１４はセルフバイアス回路である。
【００４４】
定着フィルム７０２は、金属製の基材と、その上に３００μｍほどのゴム層、さらにフッ素樹脂層が積層された構成とされ、熱容量が極めて小さくされている。加圧ローラ７０３は硬度が６０°程度とされ、定着フィルム７０２を従動回転させる機能を有している。コの字状の板金７１１は定着フィルム７０２を内側から加圧ローラ７０３に向けて加圧する機能を有し、加圧力は１８０Ｎ程度に設定されている。温度検知用サーミスタ７１２はヒータの長手方向の略中央部の温度を検出する構成とされている。
【００４５】
図３は、図２におけるヒータ７０１を拡大した概略断面図である。図３の（Ａ）において５０３は発熱素子としてのＰＴＣ素子を示しており、紙面に垂直方向（記録材の幅方向）に複数個配列されている。５０１は基板としての基材でありＰＴＣ素子群が設置されている。また、基材５０１は、熱源であるＰＴＣ素子５０３からの熱を受け、定着フィルム７０２を加熱する機能を果たしている。つまり、ヒータからの熱が定着フィルムを介して定着ニップに進入してきた記録材に伝わる構成となっている。このため本例では、基材５０１の素材として熱伝導率の高い窒化アルミより構成している。
【００４６】
また、基材５０１の定着フィルム７０２と摺動する部分には、低摺動性の材料がコーティングされている。
【００４７】
さらに、ＰＴＣ素子５０３の短手方向両端を挟み込むように電極５０９ａ、５０９ｂが設置されている。これらの電極には給電部が設けられており、この給電部を介してＰＴＣ素子５０３に通電が施される。この給電部は電源と接続されており、給電部への通電は制御手段としてのＣＰＵ１００により制御される構成となっている。このＣＰＵ１００は、サーミスタ７１２にて検出された温度情報が入力される構成となっており、この検出温度が定着温度となるように給電部への通電を制御している。
【００４８】
なお、図３の（Ａ）のような構成に限らず、図３の（Ｂ）に示すような、ＰＴＣ素子５０３の上下面を挟み込むように電極５０９ａ、５０９ｂを設置する構成としても構わない。この例では、ＰＴＣ素子５０３と基材５０１は、電極５０９ａを介して設置されている。
【００４９】
次にＰＴＣ素子（自己温調加熱素子とも言う）５０３について説明する。
【００５０】
このＰＴＣ素子５０３は、正特性温度係数（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する素材により形成されている。従って、このＰＴＣ素子５０３は、室温からキュリー温度（飽和温度）Ｔｃまでは電気抵抗値が低く、キュリー温度Ｔｃを超えると急峻に電気抵抗値が増大する特性を有する感熱素子（非線形抵抗素子）である。本例では、チタン酸バリウムを主原料としたセラミックス半導体粉末を所定の成型金型を用いて焼成して形成されたＰＴＣ素子を用いている。
【００５１】
このようなＰＴＣ素子５０３は通電当初の消費電力が大きいため急激に温度が上昇し、このまま通電を続けても温度がキュリー温度を超えると抵抗値が増大することになり消費電力が大幅に低下する。従って、ＰＴＣ素子５０３はキュリー温度以上には上昇せず、ＰＴＣ素子への通電のオン／オフをコントロールせずとも一定の温度を保つこととなる。つまり、ＰＴＣ素子は自己温調機能を備えた加熱素子と言うことができる。そこで、本例では、ＰＴＣ素子のキュリー温度を定着温度（例えば、１９０度）となるように設定し、ＰＴＣ素子にはその温度が少なくとも定着温度を維持することができる程度の電力がＣＰＵ１００の指示により供給される構成となっている。
【００５２】
このため、図４のように、記録材の幅方向Ｙ（記録材の搬送方向Ｘ（図２）に直交する方向）に配列されたＰＴＣ素子５０３群による加熱領域よりも幅の狭い記録材に定着処理を施す場合に従来課題とされていた現象を解決することができる。つまり、幅の狭い記録材によって熱を奪われない定着フィルムの領域（記録材が通過しない領域）が過昇温してしまうのを抑制することができる。
【００５３】
このため、従来は、幅の狭い記録材に連続して定着処理を施す際には記録材の搬送間隔を通常よりも長くすることにより対処しているが、本例ではこのような方策を採用せずとも解決することができる。つまり、幅の狭い記録材の際のプリントスピード（生産性）を向上することができる。また、過昇温した領域を冷却するといった手段（冷却ファン等）の追加によるコストアップを招かずに、幅の狭い記録材への連続定着を適正に行うことが可能となる。
【００５４】
図４は複数のＰＴＣ素子５０３が配列された状態を示す斜視図である。
【００５５】
図４において、ＰＴＣ素子５０３群はヒータホルダ７１３上に実質的に直線状に配設されており、この図では、説明のため、前述のフィルム、基材、電極等は省略されている。
【００５６】
ＰＴＣ素子５０３群は記録材の幅方向Ｙ（記録材の搬送方向Ｘと直交する方向）に沿って所定の間隔を空けて配列されている。
【００５７】
ＰＴＣ素子５０３の形状は対称形とされ、約３０ｍｍ×約８ｍｍの斜辺（エッジ部）を持つ平行四辺形とされている。このＰＴＣ素子の形状は、後述するように、隣り合うＰＴＣ素子間の非発熱領域を可能な限り小さくすることに寄与している。
【００５８】
また、本例では、ＰＴＣ素子５０３のそれぞれが同一形状（平行四辺形）とされ、小型化により焼成成型性上の問題が低減されコストアップしてしまうのを防止している。また、全てのＰＴＣ素子が同一形状であるため、組立性も良く、組立費削減による装置全体のコストダウンに繋がる。同時に、量産効果による、ＰＴＣ素子５０３自体の単品コストの低減にも寄与することができる。なお、ヒータの長手方向両端に設置されたＰＴＣ素子については他のＰＴＣ素子とは異形状としても構わない。例えば、これら両端のＰＴＣ素子の記録材の幅方向端部側の形状を記録材搬送方向に沿った直線状としても構わない。つまり、これら両端のＰＴＣ素子の形状は非対称形となる。
【００５９】
なお、上述したように、隣り合うＰＴＣ素子間には一定の空間が設けられており（図４の円内の拡大図）、この空間により、量産上の寸法バラツキを吸収することができる。さらに、室温から定着温度（１９０度）に至る広範な温度範囲で使用されるＰＴＣ素子の熱膨張による寸法変化にも十分に対応することができる。従って、ＰＴＣ素子が割れるなどの破損を回避することができる。
【００６０】
また、この隣り合うＰＴＣ素子間の空間は、ＰＴＣ素子５０３の形状を平行四辺形としたことで、記録材の搬送方向と交差する方向に延びている。すなわち、記録材の搬送方向Ｘから見て、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が互いにオーバーラップする構成となっている。さらに、ＰＴＣ素子群は記録材の幅方向Ｙから見たとき凸凹することなく実質的に直線的となるように配列されている。つまり、ＰＴＣ素子のＸ方向両端のエッジ部がそれぞれの素子について揃うように配列されており、ヒータのＸ方向に測った発熱領域の長さがＹ方向においてほぼ一様となるように構成されている。その結果、記録材の幅方向の位置に応じてＸ方向に測った発熱領域の長さが大きく異なることがない。
【００６１】
このように、隣り合うＰＴＣ素子間の領域において発熱領域の一部がオーバーラップするように構成したため、この領域（図５の□Ａ）とＰＴＣ素子が単独に存在する領域（図５の□Ｂ）とで大きな温度差が生じてしまうのを防止することができる。
【００６２】
従って、定着フィルムのＹ方向における温度分布もほぼ一様とすることができ、定着不良が発生するのを防止することができる。つまり、ヒータの発熱領域の形状が概略長方形状となる。この結果、画像形成開始信号が入力されてから定着処理が可能となるまでのウエイトタイムを延ばすことなく、画像の光沢ムラなどの画像不良を発生させず、高画質化を達成することが可能となる。
【００６３】
図５は隣り合うＰＴＣ素子間の領域を拡大して示す図である。
【００６４】
この図５では、隣り合うＰＴＣ素子の一方を５０３ａ、他方を５０３ｂとして示している。上述したようにＰＴＣ素子間には熱膨張などを考慮した空間△Ｌが設けられている。
【００６５】
ＰＴＣ素子５０３ａと５０３ｂは、前述したように、記録材の搬送方向Ｘから見て互いがオーバーラップするように配置されている。
【００６６】
ここで、２点鎖線で区切られた領域□Ａと□Ｂを図５を用いて説明する。この領域□Ａと領域□Ｂは以下の条件下で予め定めた設定領域である。
【００６７】
具体的には、領域□Ａと領域□Ｂは、Ｘ方向の設定長さがＸ１でＹ方向の設定長さがＹ１の長方形とされ、いずれの領域も設定面積（切り取り面積）は同じである。なお、Ｙ方向の設定長さ（切り取り長さ）Ｙ１は、隣り合う発熱領域がオーバーラップしている最大長さαよりも短い関係にある。
【００６８】
このように、領域□Ａは隣り合う発熱素子による発熱領域がオーバーラップした領域であり発熱領域と非発熱領域が混在している。一方、領域□Ｂは発熱素子による発熱領域のみが存在し非発熱領域の無い領域である。
【００６９】
図５を見れば分かるように、ＰＴＣ素子５０３ａと５０３ｂ間をまたぐ領域□Ａは、面積Ｓ２分だけ発熱面積が領域□Ｂに対して少ない。ここで、画像不良となる光沢ムラが目視可能となるのは、１０度以上の温度差が生じた場合であり、本発明者の検証実験によると、以下の関係を満足するのが好ましいことが判明した。
【００７０】
つまり、領域□Ａのうち、発熱領域となっている面積はＳ１ａとＳ１ｂを加算したものになる。一方、領域□Ａのうち、非発熱領域となっている面積はＳ２である。言い換えると、領域□Ｂの面積は（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＋Ｓ２となる。このようにＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２を定義したとき、
０．８≦Ｓ２／｛（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＋Ｓ２｝・・・・（１）
を満たすのが好ましい。
【００７１】
ここで、（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＝Ｓ１であるので、
０．８≦Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）・・・・（２）
と言い替えることができる。
【００７２】
つまり、隣り合う発熱素子による発熱領域がオーバーラップしている領域□Ａは発熱領域の面積Ｓ１と非発熱領域Ｓ２とを足し合わせた領域となり、この領域□Ａにおいて、上述の式（２）を満たしていることが望ましい。
【００７３】
本例の場合、熱膨張を考慮した空間△Ｌは、０．５〜１．０ｍｍ程度確保するのが好ましい。従って、図５の角度θ（平行四辺形の内角（鋭角））は６０°以下に設定するのが好ましい。このように、△Ｌ、角度θを設定すれば、上記式（１）、（２）を満足することができる。
【００７４】
また、角度θが小さいほど、上記式の右辺の値は大きくなるが、その結果、ＰＴＣ素子５０３の頂点部（θ部）は鋭角になるため、ＰＴＣ素子の焼成成型時の欠けが発生する懸念がある。そこで、このような点を考慮して、ＰＴＣ素子５０３の形状（θ）や、△Ｌを設定するのが好ましい。
【００７５】
なお、本例では、ＰＴＣ素子のＹ方向両端のエッジ形状は直線状である例を示したが、エッジ形状が曲線状であっても何ら構わない。
【００７６】
また、本例では、本発明の適用例として定着装置について説明したが、例えば、記録材上に定着された画像を再度加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢向上装置にも適用することが可能である。
【００７７】
（変形例）
次の本発明の変形例について、図６、図７を用いて説明する。
【００７８】
図６、図７は、ＰＴＣ素子５０３の形状が上記実施例と異なり、ＰＴＣ素子群の配列状況を示した斜視図である。
【００７９】
図６に示すＰＴＣ素子５０３の形状は台形状を為している。この図６に示す例でも、上記実施例と同様に、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップする構成となっている。
【００８０】
図７に示すＰＴＣ素子５０３の形状は二等辺三角形状を為している。この図７に示す例でも、上記実施例と同様に、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップする構成となっている。
【００８１】
このように、ＰＴＣ素子５０３の形状を台形（図６）や二等辺三角形（図７）のような対称形状であれば、上記実施例と同様に、温度ムラを抑制することが可能である。
【００８２】
なお、ＰＴＣ素子５０３の基本形状を台形や二等辺三角形としつつ、Ｙ方向端部のエッジ部の形状を曲線状とする構成としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】画像形成装置の正面概略図。
【図２】定着装置の概略断面構成図。
【図３】ヒータの概略断面構成図。
【図４】ＰＴＣ素子群の配列状態を示す概略斜視図。
【図５】隣り合うＰＴＣ素子間の領域を示す拡大図。
【図６】ヒータの変形例を示す概略斜視図。
【図７】ヒータの変形例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００８４】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 画像形成ステーション
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 帯電器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像器
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ １次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ クリーナ
７ 露光装置
８ 中間転写ベルト
１０ ２次転写対向ローラ
１１ テンションローラ
１２ ２次転写ローラ
１６ 定着装置
１７ 給紙カセット
１８ 搬送パス
２１ 排紙ローラ
２２ 排紙トレイ
３１ 定着ニップ
３４２ 次転写部
５０１ 基材
５０３、５０３ａ、５０３ｂ ＰＴＣ素子
５０９ａ、５０９ｂ 電極
７０１ ヒータ
７０２ 定着フィルム
７０３ 加圧ローラ
７１１ 板金
７１２ サーミスタ
７１３ ヒータホルダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータ、及びこれを用いた画像加熱装置に関する。この画像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材上に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢向上装置を挙げることができる。また、このような画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真画像形成装置の定着装置では、記録材に形成されたトナー像を加熱することにより定着する手法が採用されている。このような定着のためのヒータとして正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）を用いることが提案されている（特許文献１）。このヒータは、基板上に長方形状のＰＴＣ素子を直線状に複数配列することにより構成されている。また、これらＰＴＣ素子群は熱膨張による接触を防止すべく間隔を空けて配列されている。
【０００３】
このＰＴＣ素子は温度上昇に伴いその電気抵抗が急激に上昇する特性（自己温調特性）を備えており、この電気抵抗が急激に上昇する温度を定着温度に設定することにより次のような効果を期待することができる。
【０００４】
つまり、幅の狭い記録材に対して定着処理を施す際、記録材が通過しない領域が定着温度を超えて過昇温してしまう現象を自己温調特性により抑制することができるといった利点がある。従って、ＰＴＣ素子を用いることにより、このような幅の狭い記録材に対するプリントスピード（生産性）を従来の熱源に比して向上させることができる。
【特許文献１】特開平０４−２５８９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のヒータでは、長方形状とされたＰＴＣ素子群が間隔を空けて配列されているため、以下のような課題がある。
【０００６】
つまり、隣り合うＰＴＣ素子間の領域では発熱素子が存在しないため、隣り合うＰＴＣ素子間の領域とＰＴＣ素子が存在する領域とで温度差が大きくなってしまった。このような大きな温度差は画像の光沢ムラを引き起こすこととなり近年の高画質化の要求に応えることができない。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を解決せんとしようとするものである。
【０００８】
つまり、本発明の目的は温度ムラを抑制することができるヒータ並びにこれを用いた画像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
前記発熱素子の形状を記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形としたことを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明は、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を備え画像加熱部材を加熱するヒータと、を有する画像加熱装置において、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば温度ムラが生じるのを抑制することが可能となる。従って、画像加熱不良に起因する画質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施例を例示的に説明する。但し、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特段の記載がない限りは、それらのみに限定する趣旨のものではない。つまり、本発明の思想の範囲内において他の公知の構成への置き換えが可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明に係る画像加熱装置が搭載された画像形成装置（フルカラープリンタ）の一例を示す正面概略構成図である。まず、画像形成装置の画像形成部について説明する。
【００１５】
（画像形成部）
この画像形成装置には４つの画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが一定の間隔を空けて一列に配置されている。１Ｙはイエロー色のトナー画像を形成する画像形成ステーションである。同様に、１Ｍはマゼンタ色のトナー画像を形成する画像形成ステーション、１Ｃはシアン色のトナー画像を形成する画像形成ステーション、１Ｂｋはブラック色のトナー画像を形成する画像形成ステーションである。
【００１６】
次に各画像形成ステーションについて詳しく説明する。なお、各画像形成ステーションはほぼ同様の構成とされている。
【００１７】
これら各画像形成ステーション１Ｙ〜１Ｂｋには、それぞれ像担持体としての電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ〜２ｄが設置されている。これら各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電手段としての帯電器３ａ〜３ｄ、現像手段としての現像器４ａ〜４ｄ、１次転写手段としての１次転写ローラ５ａ〜５ｄ、クリーニング手段としてのクリーナ６ａ〜６ｄがそれぞれ設置されている。また、帯電器３ａ〜３ｄと現像器４ａ〜４ｄにおいて画像露光を行う露光装置７が装置の下方に設置されている。
【００１８】
上述した感光ドラム２ａ〜２ｄは負帯電性の有機感光体とされ、アルミニウム製の中空円筒上に光導電層が形成されている。また、感光ドラム２ａ〜２ｄは駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００１９】
帯電器３ａ〜３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２０】
露光装置７は、ＬＡＮケーブルを通じてホストコンピュータから入力された画像情報に基づきレーザ光を出射するレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。この露光装置７は、帯電器３ａ〜３ｄによりそれぞれ帯電された各感光ドラム２ａ〜２ｄ表面を露光することによって、入力画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２１】
現像器４ａ〜４ｄは、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーを収納し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された静電潜像をトナーにより現像（可視像化）する。
【００２２】
１次転写ローラ５ａ〜５ｄは、１次転写部３２ａ〜３２ｄにおいて、感光ドラム２ａ〜２ｄとの間で中間転写体としての中間転写ベルト８を挟み込むように設置されている。そして、１次転写ローラ５ａ〜５ｄには、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に順次重ね転写すべく１次転写バイアスが印加される。
【００２３】
クリーナ６ａ〜６ｄにはクリーニングブレードが設置されており、このクリーニングブレードが感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留した転写残トナーを掻き落とし、そして回収することにより感光ドラム２ａ〜２ｄの表面をクリーニングする。
【００２４】
中間転写ベルト８は、感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に設置されており、２次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されている。２次転写対向ローラ１０は、２次転写部３４において、２次転写ローラ１２との間で中間転写ベルト８を挟み込むように設置されている。また、中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムなどの樹脂により構成されている。２次転写ローラ１２は、２次転写部３４において、中間転写ベルト上に転写されたフルカラートナー画像を給紙ユニット１７から搬送されてきた記録材に一括して転写すべく２次転写バイアスが印加される。また、中間転写ベルト８の周囲には、テンションローラ１１の近傍に、中間転写ベルト８に残留した転写残トナーを除去して回収する不図示のベルトクリーナが設置されている。
【００２５】
装置の下方には、記録材Ｐを収納したカセット１７、カセット内の記録材Ｐを一枚ずつ送り出す為のピックアップローラ、が設置されている。また、装置の側方には手差しトレイ２０、この手差しトレイにある記録材Ｐを１枚ずつ送り出す為のピックアップローラが設置されている。
【００２６】
これらピックアップローラと２次転写部との間には、記録材の搬送をガイドする給紙ガイド１８が設置されている。また、これらピックアップローラから送り出された記録材Ｐを中間転写ベルト上のトナー像と同期するように２次転写部に向けて搬送するレジストローラ１９が設置されている。
【００２７】
画像加熱装置としての定着装置１６には、画像加熱部材としての定着フィルム７０２と、この定着フィルムとの間でニップ部３１を形成する加圧ローラ７０３が設置されている。そして、定着フィルム内にはヒータ７０１が設置されている。
【００２８】
なお、加圧ローラを加熱する専用の熱源を設ける構成としても構わない。
【００２９】
また、定着装置１６よりも記録材の搬送方向上流側には、ニップ部３１に向けて記録材Ｐを導く為のガイド３４が設置されている。また、定着装置１６よりも記録材の搬送方向下流側には、記録材Ｐを装置の外部へ排出するための排紙ローラ２１が設置されている。
【００３０】
さらに、記録材の両面に画像を形成する場合には、１面目に形成された画像が定着された記録材は両面反転パスを介して２次転写部〜定着部へと再搬送される構成となっている。
【００３１】
（画像形成部による画像形成動作）
次に上述した画像形成部の画像形成動作について説明を行う。
【００３２】
画像形成装置にＬＡＮケーブルにて接続されたホストコンピュータ（ＰＣ）などから画像形成開始信号が入力されると、選択されたカセット１７もしくは手差しトレイ２０から給紙動作を開始する。例えば、カセット１７から給紙された場合について説明する。
【００３３】
まず、ピックアップローラにより、カセット１７から記録材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして記録材Ｐが給紙ガイド１８の間を案内されてレジストローラ１９まで搬送される。このとき、レジストローラは回転が停止されており、記録材の先端はレジストローラ１９のニップ部に突き当たる。
【００３４】
その後、画像形成ステーションが画像形成を開始するタイミング信号に基づいてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、記録材Ｐと中間転写ベルト８上に１次転写されたトナー画像とが２次転写部においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３５】
一方、各画像形成ステーションでは入力された画像情報に基づき各感光ドラム上に静電潜像が形成される。
【００３６】
そして、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各色トナー像は１次転写ローラ５ａ〜５ｄによって中間転写ベルト８上に順次重ねて一次転写される。
【００３７】
そして、中間転写ベルト８上に１次転写された４色のトナー像は２次転写部へと搬送される。その後、記録材Ｐは２次転写部へと進入し中間転写ベルト８に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ１２に高電圧を印加する。このようなプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材Ｐの表面に一括して２次転写される。
【００３８】
２次転写後、記録材Ｐは搬送ガイド３４によってニップ部まで案内される。そして、ニップ部において、トナー像が熱及び圧力を受けて記録材に定着される。
【００３９】
その後、記録材Ｐは排紙ローラ２１により機外に排出され、一連の画像形成動作が終了する。
【００４０】
本例では、中間転写ベルトの移動方向において上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の画像形成ステーションが順に配置されているが、この配置順はこのような例に限るものではなく任意に設定可能である。
【００４１】
（定着装置）
次に、図２を用いて画像加熱装置としての定着装置について詳細に説明する。
【００４２】
図２は、図１における定着装置１６を拡大した概略断面図である。
【００４３】
７０１はヒータ、７０２は画像加熱部材としての定着フィルム、７０３はニップ形成手段としての加圧ローラ、７１１はコの字状の板金、７１２は温度検知用サーミスタ、７１３は保持手段としてのヒータホルダ、７１４はセルフバイアス回路である。
【００４４】
定着フィルム７０２は、金属製の基材と、その上に３００μｍほどのゴム層、さらにフッ素樹脂層が積層された構成とされ、熱容量が極めて小さくされている。加圧ローラ７０３は硬度が６０°程度とされ、定着フィルム７０２を従動回転させる機能を有している。コの字状の板金７１１は定着フィルム７０２を内側から加圧ローラ７０３に向けて加圧する機能を有し、加圧力は１８０Ｎ程度に設定されている。温度検知用サーミスタ７１２はヒータの長手方向の略中央部の温度を検出する構成とされている。
【００４５】
図３は、図２におけるヒータ７０１を拡大した概略断面図である。図３の（Ａ）において５０３は発熱素子としてのＰＴＣ素子を示しており、紙面に垂直方向（記録材の幅方向）に複数個配列されている。５０１は基板としての基材でありＰＴＣ素子群が設置されている。また、基材５０１は、熱源であるＰＴＣ素子５０３からの熱を受け、定着フィルム７０２を加熱する機能を果たしている。つまり、ヒータからの熱が定着フィルムを介して定着ニップに進入してきた記録材に伝わる構成となっている。このため本例では、基材５０１の素材として熱伝導率の高い窒化アルミより構成している。
【００４６】
また、基材５０１の定着フィルム７０２と摺動する部分には、低摺動性の材料がコーティングされている。
【００４７】
さらに、ＰＴＣ素子５０３の短手方向両端を挟み込むように電極５０９ａ、５０９ｂが設置されている。これらの電極には給電部が設けられており、この給電部を介してＰＴＣ素子５０３に通電が施される。この給電部は電源と接続されており、給電部への通電は制御手段としてのＣＰＵ１００により制御される構成となっている。このＣＰＵ１００は、サーミスタ７１２にて検出された温度情報が入力される構成となっており、この検出温度が定着温度となるように給電部への通電を制御している。
【００４８】
なお、図３の（Ａ）のような構成に限らず、図３の（Ｂ）に示すような、ＰＴＣ素子５０３の上下面を挟み込むように電極５０９ａ、５０９ｂを設置する構成としても構わない。この例では、ＰＴＣ素子５０３と基材５０１は、電極５０９ａを介して設置されている。
【００４９】
次にＰＴＣ素子（自己温調加熱素子とも言う）５０３について説明する。
【００５０】
このＰＴＣ素子５０３は、正特性温度係数（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する素材により形成されている。従って、このＰＴＣ素子５０３は、室温からキュリー温度（飽和温度）Ｔｃまでは電気抵抗値が低く、キュリー温度Ｔｃを超えると急峻に電気抵抗値が増大する特性を有する感熱素子（非線形抵抗素子）である。本例では、チタン酸バリウムを主原料としたセラミックス半導体粉末を所定の成型金型を用いて焼成して形成されたＰＴＣ素子を用いている。
【００５１】
このようなＰＴＣ素子５０３は通電当初の消費電力が大きいため急激に温度が上昇し、このまま通電を続けても温度がキュリー温度を超えると抵抗値が増大することになり消費電力が大幅に低下する。従って、ＰＴＣ素子５０３はキュリー温度以上には上昇せず、ＰＴＣ素子への通電のオン／オフをコントロールせずとも一定の温度を保つこととなる。つまり、ＰＴＣ素子は自己温調機能を備えた加熱素子と言うことができる。そこで、本例では、ＰＴＣ素子のキュリー温度を定着温度（例えば、１９０度）となるように設定し、ＰＴＣ素子にはその温度が少なくとも定着温度を維持することができる程度の電力がＣＰＵ１００の指示により供給される構成となっている。
【００５２】
このため、図４のように、記録材の幅方向Ｙ（記録材の搬送方向Ｘ（図２）に直交する方向）に配列されたＰＴＣ素子５０３群による加熱領域よりも幅の狭い記録材に定着処理を施す場合に従来課題とされていた現象を解決することができる。つまり、幅の狭い記録材によって熱を奪われない定着フィルムの領域（記録材が通過しない領域）が過昇温してしまうのを抑制することができる。
【００５３】
このため、従来は、幅の狭い記録材に連続して定着処理を施す際には記録材の搬送間隔を通常よりも長くすることにより対処しているが、本例ではこのような方策を採用せずとも解決することができる。つまり、幅の狭い記録材の際のプリントスピード（生産性）を向上することができる。また、過昇温した領域を冷却するといった手段（冷却ファン等）の追加によるコストアップを招かずに、幅の狭い記録材への連続定着を適正に行うことが可能となる。
【００５４】
図４は複数のＰＴＣ素子５０３が配列された状態を示す斜視図である。
【００５５】
図４において、ＰＴＣ素子５０３群はヒータホルダ７１３上に実質的に直線状に配設されており、この図では、説明のため、前述のフィルム、基材、電極等は省略されている。
【００５６】
ＰＴＣ素子５０３群は記録材の幅方向Ｙ（記録材の搬送方向Ｘと直交する方向）に沿って所定の間隔を空けて配列されている。
【００５７】
ＰＴＣ素子５０３の形状は対称形とされ、約３０ｍｍ×約８ｍｍの斜辺（エッジ部）を持つ平行四辺形とされている。このＰＴＣ素子の形状は、後述するように、隣り合うＰＴＣ素子間の非発熱領域を可能な限り小さくすることに寄与している。
【００５８】
また、本例では、ＰＴＣ素子５０３のそれぞれが同一形状（平行四辺形）とされ、小型化により焼成成型性上の問題が低減されコストアップしてしまうのを防止している。また、全てのＰＴＣ素子が同一形状であるため、組立性も良く、組立費削減による装置全体のコストダウンに繋がる。同時に、量産効果による、ＰＴＣ素子５０３自体の単品コストの低減にも寄与することができる。なお、ヒータの長手方向両端に設置されたＰＴＣ素子については他のＰＴＣ素子とは異形状としても構わない。例えば、これら両端のＰＴＣ素子の記録材の幅方向端部側の形状を記録材搬送方向に沿った直線状としても構わない。つまり、これら両端のＰＴＣ素子の形状は非対称形となる。
【００５９】
なお、上述したように、隣り合うＰＴＣ素子間には一定の空間が設けられており（図４の円内の拡大図）、この空間により、量産上の寸法バラツキを吸収することができる。さらに、室温から定着温度（１９０度）に至る広範な温度範囲で使用されるＰＴＣ素子の熱膨張による寸法変化にも十分に対応することができる。従って、ＰＴＣ素子が割れるなどの破損を回避することができる。
【００６０】
また、この隣り合うＰＴＣ素子間の空間は、ＰＴＣ素子５０３の形状を平行四辺形としたことで、記録材の搬送方向と交差する方向に延びている。すなわち、記録材の搬送方向Ｘから見て、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が互いにオーバーラップする構成となっている。さらに、ＰＴＣ素子群は記録材の幅方向Ｙから見たとき凸凹することなく実質的に直線的となるように配列されている。つまり、ＰＴＣ素子のＸ方向両端のエッジ部がそれぞれの素子について揃うように配列されており、ヒータのＸ方向に測った発熱領域の長さがＹ方向においてほぼ一様となるように構成されている。その結果、記録材の幅方向の位置に応じてＸ方向に測った発熱領域の長さが大きく異なることがない。
【００６１】
このように、隣り合うＰＴＣ素子間の領域において発熱領域の一部がオーバーラップするように構成したため、この領域（図５の□Ａ）とＰＴＣ素子が単独に存在する領域（図５の□Ｂ）とで大きな温度差が生じてしまうのを防止することができる。
【００６２】
従って、定着フィルムのＹ方向における温度分布もほぼ一様とすることができ、定着不良が発生するのを防止することができる。つまり、ヒータの発熱領域の形状が概略長方形状となる。この結果、画像形成開始信号が入力されてから定着処理が可能となるまでのウエイトタイムを延ばすことなく、画像の光沢ムラなどの画像不良を発生させず、高画質化を達成することが可能となる。
【００６３】
図５は隣り合うＰＴＣ素子間の領域を拡大して示す図である。
【００６４】
この図５では、隣り合うＰＴＣ素子の一方を５０３ａ、他方を５０３ｂとして示している。上述したようにＰＴＣ素子間には熱膨張などを考慮した空間△Ｌが設けられている。
【００６５】
ＰＴＣ素子５０３ａと５０３ｂは、前述したように、記録材の搬送方向Ｘから見て互いがオーバーラップするように配置されている。
【００６６】
ここで、２点鎖線で区切られた領域□Ａと□Ｂを図５を用いて説明する。この領域□Ａと領域□Ｂは以下の条件下で予め定めた設定領域である。
【００６７】
具体的には、領域□Ａと領域□Ｂは、Ｘ方向の設定長さがＸ１でＹ方向の設定長さがＹ１の長方形とされ、いずれの領域も設定面積（切り取り面積）は同じである。なお、Ｙ方向の設定長さ（切り取り長さ）Ｙ１は、隣り合う発熱領域がオーバーラップしている最大長さαよりも短い関係にある。
【００６８】
このように、領域□Ａは隣り合う発熱素子による発熱領域がオーバーラップした領域であり発熱領域と非発熱領域が混在している。一方、領域□Ｂは発熱素子による発熱領域のみが存在し非発熱領域の無い領域である。
【００６９】
図５を見れば分かるように、ＰＴＣ素子５０３ａと５０３ｂ間をまたぐ領域□Ａは、面積Ｓ２分だけ発熱面積が領域□Ｂに対して少ない。ここで、画像不良となる光沢ムラが目視可能となるのは、１０度以上の温度差が生じた場合であり、本発明者の検証実験によると、以下の関係を満足するのが好ましいことが判明した。
【００７０】
つまり、領域□Ａのうち、発熱領域となっている面積はＳ１ａとＳ１ｂを加算したものになる。一方、領域□Ａのうち、非発熱領域となっている面積はＳ２である。言い換えると、領域□Ｂの面積は（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＋Ｓ２となる。このようにＳ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２を定義したとき、
０．８≦Ｓ２／｛（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＋Ｓ２｝・・・・（１）
を満たすのが好ましい。
【００７１】
ここで、（Ｓ１ａ＋Ｓ１ｂ）＝Ｓ１であるので、
０．８≦Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）・・・・（２）
と言い替えることができる。
【００７２】
つまり、隣り合う発熱素子による発熱領域がオーバーラップしている領域□Ａは発熱領域の面積Ｓ１と非発熱領域Ｓ２とを足し合わせた領域となり、この領域□Ａにおいて、上述の式（２）を満たしていることが望ましい。
【００７３】
本例の場合、熱膨張を考慮した空間△Ｌは、０．５〜１．０ｍｍ程度確保するのが好ましい。従って、図５の角度θ（平行四辺形の内角（鋭角））は６０°以下に設定するのが好ましい。このように、△Ｌ、角度θを設定すれば、上記式（１）、（２）を満足することができる。
【００７４】
また、角度θが小さいほど、上記式の右辺の値は大きくなるが、その結果、ＰＴＣ素子５０３の頂点部（θ部）は鋭角になるため、ＰＴＣ素子の焼成成型時の欠けが発生する懸念がある。そこで、このような点を考慮して、ＰＴＣ素子５０３の形状（θ）や、△Ｌを設定するのが好ましい。
【００７５】
なお、本例では、ＰＴＣ素子のＹ方向両端のエッジ形状は直線状である例を示したが、エッジ形状が曲線状であっても何ら構わない。
【００７６】
また、本例では、本発明の適用例として定着装置について説明したが、例えば、記録材上に定着された画像を再度加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢向上装置にも適用することが可能である。
【００７７】
（変形例）
次の本発明の変形例について、図６、図７を用いて説明する。
【００７８】
図６、図７は、ＰＴＣ素子５０３の形状が上記実施例と異なり、ＰＴＣ素子群の配列状況を示した斜視図である。
【００７９】
図６に示すＰＴＣ素子５０３の形状は台形状を為している。この図６に示す例でも、上記実施例と同様に、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップする構成となっている。
【００８０】
図７に示すＰＴＣ素子５０３の形状は二等辺三角形状を為している。この図７に示す例でも、上記実施例と同様に、隣り合うＰＴＣ素子による発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップする構成となっている。
【００８１】
このように、ＰＴＣ素子５０３の形状を台形（図６）や二等辺三角形（図７）のような対称形状であれば、上記実施例と同様に、温度ムラを抑制することが可能である。
【００８２】
なお、ＰＴＣ素子５０３の基本形状を台形や二等辺三角形としつつ、Ｙ方向端部のエッジ部の形状を曲線状とする構成としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】画像形成装置の正面概略図。
【図２】定着装置の概略断面構成図。
【図３】ヒータの概略断面構成図。
【図４】ＰＴＣ素子群の配列状態を示す概略斜視図。
【図５】隣り合うＰＴＣ素子間の領域を示す拡大図。
【図６】ヒータの変形例を示す概略斜視図。
【図７】ヒータの変形例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００８４】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 画像形成ステーション
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 帯電器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像器
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ １次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ クリーナ
７ 露光装置
８ 中間転写ベルト
１０ ２次転写対向ローラ
１１ テンションローラ
１２ ２次転写ローラ
１６ 定着装置
１７ 給紙カセット
１８ 搬送パス
２１ 排紙ローラ
２２ 排紙トレイ
３１ 定着ニップ
３４２ 次転写部
５０１ 基材
５０３、５０３ａ、５０３ｂ ＰＴＣ素子
５０９ａ、５０９ｂ 電極
７０１ ヒータ
７０２ 定着フィルム
７０３ 加圧ローラ
７１１ 板金
７１２ サーミスタ
７１３ ヒータホルダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
発熱領域がオーバーラップしている設定領域のうち、発熱領域の面積をＳ１、非発熱領域の面積をＳ２としたとき、
０．８≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）
を満たすことを特徴とする請求項１のヒータ。
【請求項３】
前記発熱素子の形状は記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形であることを特徴とする請求項１又は２のヒータ。
【請求項４】
前記発熱素子の形状は、三角形、平行四辺形、台形のいずれかであることを特徴とする請求項３のヒータ。
【請求項５】
前記発熱素子のエッジ部は曲線的に傾斜していることを特徴とする請求項３のヒータ。
【請求項６】
前記発熱素子は温度上昇に伴い電気抵抗が増大する感熱素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかのヒータ。
【請求項７】
記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
前記発熱素子の形状を記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形としたことを特徴とするヒータ。
【請求項８】
記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を備え画像加熱部材を加熱するヒータと、を有する画像加熱装置において、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項１】
記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
発熱領域がオーバーラップしている設定領域のうち、発熱領域の面積をＳ１、非発熱領域の面積をＳ２としたとき、
０．８≦Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）
を満たすことを特徴とする請求項１のヒータ。
【請求項３】
前記発熱素子の形状は記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形であることを特徴とする請求項１又は２のヒータ。
【請求項４】
前記発熱素子の形状は、三角形、平行四辺形、台形のいずれかであることを特徴とする請求項３のヒータ。
【請求項５】
前記発熱素子のエッジ部は曲線的に傾斜していることを特徴とする請求項３のヒータ。
【請求項６】
前記発熱素子は温度上昇に伴い電気抵抗が増大する感熱素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかのヒータ。
【請求項７】
記録材上の画像を加熱するためのヒータであって、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を有するヒータにおいて、
前記発熱素子の形状を記録材の幅方向に対し傾斜したエッジ部を備えた対称形としたことを特徴とするヒータ。
【請求項８】
記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、記録材の幅方向に沿って間隔を空けて配列された発熱素子群を備え画像加熱部材を加熱するヒータと、を有する画像加熱装置において、
発熱素子群は、隣り合う発熱領域の一部が記録材の搬送方向から見て互いにオーバーラップするように、且つ、記録材の幅方向から見て実質的に直線状となるように配置されていることを特徴とする画像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３１４８（Ｐ２００８−３１４８Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７０２４９（Ｐ２００６−１７０２４９）
【出願日】平成１８年６月２０日（２００６．６．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２０日（２００６．６．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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