(57)【要約】【課題】ヒータを搭載した基板の変形を抑制すること。【解決手段】基板５４ａと、発熱体５４ｂ１と、発熱体５４ｂ１と長手方向の長さが略同じ長さの発熱体５４ｂ２と、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２よりも長手方向の長さが短い発熱体５４ｂ３と、発熱体５４ｂ３よりも長手方向の長さが短い発熱体５４ｂ４と、を備え、発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２、発熱体５４ｂ３、及び発熱体５４ｂ４は、基板５４ａ上に配置され、発熱体５４ｂ１は、基板５４ａの短手方向の一方の端部に配置され、発熱体５４ｂ２は、発熱体５４ｂ１と対称となるように基板５４ａの短手方向の他方の端部に配置され、発熱体５４ｂ３及び発熱体５４ｂ４は、基板５４ａの短手方向において発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２との間に配置される。【選択図】図４
2020115189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１の発熱体と、
前記第１の発熱体と長手方向の長さが略同じ長さの第２の発熱体と、
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体と、
前記第３の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第４の発熱体と、
を備え、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、及び前記第４の発熱体は、前記基板上に配置され、
前記第１の発熱体は、前記基板の短手方向の一方の端部に配置され、
前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体と対称となるように前記基板の前記短手方向の他方の端部に配置され、
前記第３の発熱体、及び前記第４の発熱体は、前記基板の前記短手方向において前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間に配置されることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記短手方向において、前記第１の発熱体、前記第３の発熱体、前記第４の発熱体、前記第２の発熱体の順に配置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】
第１の発熱体と、
第２の発熱体と、
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体より、長手方向の長さが短い第３の発熱体と、
前記第３の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第４の発熱体と、
を備え、
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
前記第３の発熱体及び前記第４の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
前記第４の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
を備えることを特徴とするヒータ。
【請求項４】
前記第３の発熱体と前記第４の発熱体は、前記基板の前記短手方向において対称となるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項５】
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
前記第３の発熱体及び前記第４の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
前記第４の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のヒータ。
【請求項６】
前記第１の発熱体及び前記第３の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
前記第４の発熱体及び前記第２の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
前記第４の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
を備え、
前記第１の発熱体の他方の端部と前記第２の発熱体の他方の端部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のヒータ。
【請求項７】
前記第４の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第５の発熱体を備え、
前記第５の発熱体は、前記基板の前記短手方向において前記第３の発熱体と前記第４の発熱体との間に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒータ。
【請求項８】
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、前記第４の発熱体及び前記第５の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
前記第３の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
前記第４の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
前記第５の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第５の接点と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のヒータ。
【請求項９】
前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との合成抵抗の値は、前記第５の発熱体の抵抗の値よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のヒータ。
【請求項１０】
前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との合成抵抗の値は、前記第３の発熱体の抵抗の値及び前記第４の発熱体の抵抗の値よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項１１】
前記第３の発熱体の前記長手方向における長さをＬ１とし、前記第３の発熱体の抵抗の値をＲ１とし、前記第４の発熱体の前記長手方向における長さをＬ２とし、前記第４の発熱体の抵抗の値をＲ２としたとき、
Ｒ１×Ｌ１＞Ｒ２×Ｌ２
の関係を満たすことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項１２】
記録材に担持された未定着のトナー像を定着する定着装置であって、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のヒータと、
前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、
前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
前記第１の回転体は、フィルムであることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記ヒータは、前記フィルムの内面に接するように設けられており、
前記ニップ部は、前記フィルムを介して前記ヒータと前記第２の回転体により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記長手方向の所定の位置において、前記第２の回転体の回転の中心の位置から前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体を除く他の発熱体のうち前記長手方向の長さが最も短い発熱体までの距離は、前記第２の回転体の回転の中心の位置から前記他の発熱体のうち前記最も短い発熱体を除く発熱体までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１６】
記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
記録材上の未定着のトナー像を定着する請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備え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】
本発明は、ヒータ、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置における定着装置及びヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置は、ニップ部において搬送すること（以下、通紙という）が可能な最大の用紙幅とほぼ同じ幅（以下、最大幅という）の発熱体を有する加熱体を使用し、用紙上の未固着のトナー像を用紙に加熱固着させる。一方、ユーザが使用する用紙サイズはＡ４、Ｂ５、Ａ５など大小様々である。幅の広いＡ４用紙を使用する場合、最大幅の発熱体を有する加熱体によって加熱される領域（以下、加熱領域という）全域にわたり用紙が通過するので、加熱体及び定着装置は全域で均一な温度を保つ。一方、幅の狭いＡ５用紙を使用する場合、最大幅の発熱体を有する加熱体の加熱領域全域にわたり用紙が通過するわけではない。すなわち、加熱領域の一部ではＡ５用紙が通過するが、加熱領域の一部ではＡ５用紙は通過しない。加熱領域において用紙が通過した領域（以下、通紙領域という）は、用紙によって熱が奪われるため温度が低い。一方、加熱領域において用紙が通過しなかった領域（以下、非通紙領域という）は用紙によって熱が奪われないため温度が高くなってしまう（昇温）。この非通紙領域の昇温により、画像弊害を発生させるおそれがある。そのため、幅の狭い用紙に対しては、あらかじめ生産性を低下させる制御によって、非通紙領域の昇温を抑制している。この生産性の低下を抑制するために、例えば特許文献１では、幅の広い発熱体と幅の狭い発熱体とを加熱体に設け、幅の狭い用紙を通紙するときには幅の狭い発熱体を使用する。これにより非通紙領域の昇温を低下させ、高い生産性を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６２９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、装置の一部が故障し、いずれかの発熱体に過剰に電力が供給されるような万が一の状況を想定した場合、加熱体の急激な昇温によって、加熱体の基板（以下、加熱体基板という）が大きく変形するおそれがある。加熱体基板が部分的に大きく昇温すると、昇温の大きい部分と昇温の小さい部分とが生じる。昇温の大きい部分では、加熱体基板は大きく伸びる。一方、昇温の小さい部分では、加熱体基板はあまり伸びない。加熱体基板の部分毎に異なる伸びの差によって、加熱体基板内にひずみ（熱応力）が発生してしまう。昇温又は加熱体基板内に発生する温度勾配が大きければ大きいほど、加熱体基板内に発生するひずみ（熱応力）は大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような状況の下でなされたもので、ヒータを搭載した基板の変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）基板と、第１の発熱体と、前記第１の発熱体と長手方向の長さが略同じ長さの第２の発熱体と、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体と、前記第３の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第４の発熱体と、を備え、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、及び前記第４の発熱体は、前記基板上に配置され、前記第１の発熱体は、前記基板の短手方向の一方の端部に配置され、前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体と対称となるように前記基板の前記短手方向の他方の端部に配置され、前記第３の発熱体、及び前記第４の発熱体は、前記基板の前記短手方向において前記第１の発熱体と前記第２の発熱体との間に配置されることを特徴とするヒータ。
【０００８】
（２）第１の発熱体と、第２の発熱体と、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体より、長手方向の長さが短い第３の発熱体と、前記第３の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第４の発熱体と、を備え、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第２の接点と、前記第３の発熱体及び前記第４の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第３の接点と、前記第４の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第４の接点と、を備えることを特徴とするヒータ。
【０００９】
（３）記録材に担持された未定着のトナー像を定着する定着装置であって、前記（１）又は前記（２）に記載のヒータと、前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、を備えることを特徴とする定着装置。
【００１０】
（４）記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、記録材上の未定着のトナー像を定着する前記（３）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ヒータを搭載した基板の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１〜３の画像形成装置の全体構成図
【図２】実施例１〜３の画像形成装置の制御ブロック図
【図３】実施例１〜３の定着装置とヒータを示す図
【図４】実施例１のヒータを示す図
【図５】実施例１との比較のための比較例１のヒータを示す図
【図６】実施例１と比較例１のヒータへの電力供給を示す図
【図７】実施例１と比較例１の比較検証結果１を示す図
【図８】実施例１と比較例１の比較検証結果２を示す図
【図９】実施例１のヒータの変形例を示す図
【図１０】実施例１のヒータの変形例を示す図
【図１１】実施例１のヒータの変形例を示す図
【図１２】実施例２の最大電流量と電力密度の関係を示すグラフ
【図１３】実施例３の定着装置の断面図及び対応するニップ圧を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の実施例において、用紙を定着ニップ部に通すことを、通紙するという。また、発熱体が発熱している領域で、用紙が通紙していない領域を非通紙領域（又は非通紙部）といい、用紙が通紙している領域を通紙領域（又は通紙部）という。更に、非通紙領域が通紙領域に比べて温度が高くなってしまう現象を、非通紙部昇温という。
【実施例１】
【００１４】
［画像形成装置］
図１は実施例１の定着装置を搭載した一例の画像形成装置である、インライン方式のカラー画像形成装置を示す構成図である。図１を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。なお、第１ステーションをイエロー（Ｙ）色のトナー画像形成用のステーション、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。また、第３ステーションをシアン（Ｃ）色のトナー画像形成用のステーション、第４ステーションをブラック（Ｋ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。
【００１５】
第１ステーションで、像担持体である感光ドラム１ａは、ＯＰＣ感光ドラムである。感光ドラム１ａは金属円筒上に感光して電荷を生成するキャリア生成層、発生した電荷を輸送する電荷輸送層等からなる機能性有機材料が複数層積層されたものであり、最外層は電気的導電性が低くほぼ絶縁である。帯電手段である帯電ローラ２ａが感光ドラム１ａに当接され、感光ドラム１ａの回転に伴い、従動回転しなから感光ドラム１ａ表面を均一に帯電する。帯電ローラ２ａには直流電圧又は交流電圧を重畳した電圧が印加され、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａ表面とのニップ部から、回転方向の上流側及び下流側の微小な空気ギャップにおいて放電が発生することにより感光ドラム１ａが帯電される。クリーニングユニット３ａは、後述する転写後に感光ドラム１ａ上に残ったトナーをクリーニングするユニットである。現像手段である現像ユニット８ａは、現像ローラ４ａ、非磁性一成分トナー５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなる。感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、クリーニングユニット３ａ、現像ユニット８ａは、画像形成装置に対して着脱自在な一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。
【００１６】
露光手段である露光装置１１ａは、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニット又はＬＥＤ（発光ダイオード）アレイから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。また、帯電ローラ２ａは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電高電圧電源２０ａに接続されている。現像ローラ４ａは、現像ローラ４ａへの電圧供給手段である現像高電圧電源２１ａに接続されている。１次転写ローラ１０ａは、１次転写ローラ１０ａへの電圧供給手段である１次転写高電圧電源２２ａに接続されている。以上が第１ステーションの構成であり、第２、第３、第４ステーションも同様の構成をしている。他のステーションについて、第１ステーションと同一の機能を有する部品は同一の符号を付し、符号の添え字にステーションごとにｂ、ｃ、ｄを付している。なお、以下の説明において、特定のステーションについて説明する場合を除き、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。
【００１７】
中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写対向ローラ１５、テンションローラ１４、補助ローラ１９の３本のローラにより支持されている。テンションローラ１４のみバネで中間転写ベルト１３を張る方向の力が加えられており、中間転写ベルト１３に適当なテンション力が維持されるようになっている。２次転写対向ローラ１５はメインモータ（不図示）からの回転駆動を受けて回転し、外周に巻かれた中間転写ベルト１３が回動する。中間転写ベルト１３は感光ドラム１ａ〜１ｄ（例えば、図１では反時計回り方向に回転）に対して順方向（例えば、図１では時計回り方向）に略同速度で移動する。また、中間転写ベルト１３は、矢印方向（時計回り方向）に回転し、１次転写ローラ１０は中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と反対側に配置されて、中間転写ベルト１３の移動に伴い従動回転する。中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と１次転写ローラ１０とが当接している位置を１次転写位置という。補助ローラ１９、テンションローラ１４及び２次転写対向ローラ１５は電気的に接地されている。なお、第２〜第４ステーションも１次転写ローラ１０ｂ〜１０ｄは第１ステーションの１次転写ローラ１０ａと同様の構成としているので説明を省略する。
【００１８】
次に実施例１の画像形成装置の画像形成動作を説明する。画像形成装置は待機状態時に印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートする。感光ドラム１や中間転写ベルト１３等はメインモータ（不図示）によって所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電高電圧電源２０ａにより電圧が印加された帯電ローラ２ａによって一様に帯電され、続いて露光装置１１ａから照射された走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像ローラ４ａに塗布される。そして、現像ローラ４ａには、現像高電圧電源２１ａより所定の現像電圧が供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像ローラ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーが付着することによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（例えば、Ｙ（イエロー））のトナー像が形成される。他の色Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各ステーション（プロセスカートリッジ９ｂ〜９ｄ）も同様に動作する。各色の１次転写位置間の距離に応じて、一定のタイミングでコントローラ（不図示）からの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像が各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される。それぞれの１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにはトナーと逆極性の直流高電圧が印加される。以上の工程により、順に中間転写ベルト１３にトナー像が転写されていき（以下、１次転写という）、中間転写ベルト１３上に多重トナー像が形成される。
【００１９】
その後、トナー像の作像に合わせて、カセット１６に積載されている記録材である用紙Ｐは、給紙ソレノイド（不図示）によって回転駆動される給紙ローラ１７により給送（ピックアップ）される。給送された用紙Ｐは搬送ローラによりレジストレーションローラ（以下、レジストローラという）１８に搬送される。用紙Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期して、レジストローラ１８によって中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５との当接部である転写ニップ部へ搬送される。２次転写ローラ２５には２次転写高電圧電源２６により、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して用紙Ｐ上（記録材上）に転写される（以下、２次転写という）。用紙Ｐ上に未定着のトナー像が形成されるまでに寄与した部材（例えば、感光ドラム１等）は画像形成手段として機能する。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留したトナーは、クリーニングユニット２７によって清掃される。２次転写が終了した後の用紙Ｐは、定着手段である定着装置５０へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として排出トレー３０へと排出される。定着装置５０のフィルム５１、ニップ形成部材５２、加圧ローラ５３、ヒータ５４については後述する。
【００２０】
［画像形成装置のブロック図］
図２は画像形成装置の動作を説明するブロック図であり、この図を参照しながら画像形成装置の印刷動作について説明する。ホストコンピュータであるＰＣ１１０は、画像形成装置の内部にあるビデオコントローラ９１に対して印刷指令を出力し、印刷画像の画像データをビデオコントローラ９１に転送する役割を担う。
【００２１】
ビデオコントローラ９１はＰＣ１１０からの画像データを露光データに変換し、エンジンコントローラ９２内にある露光制御装置９３に転送する。露光制御装置９３はＣＰＵ９４から制御され、露光データのオンオフ、露光装置１１の制御を行う。制御手段であるＣＰＵ９４は印刷指令を受信すると画像形成シーケンスをスタートさせる。
【００２２】
エンジンコントローラ９２にはＣＰＵ９４、メモリ９５等が搭載されており、予めプログラムされた動作を行う。高電圧電源９６は上述の帯電高電圧電源２０、現像高電圧電源２１、１次転写高電圧電源２２、２次転写高電圧電源２６から構成される。また、電力制御部９７は双方向サイリスタ（以下、トライアックという）５６、電力を供給する発熱体を排他的に選択する切替手段としての発熱体切り替え器５７等から構成される。電力制御部９７は、定着装置５０において発熱する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。また、駆動装置９８はメインモータ９９、定着モータ１００等から構成される。またセンサ１０１は定着装置５０の温度を検知する定着温度センサ５９、フラグを有し用紙Ｐの有無を検知する紙有無センサ１０２等からなり、センサ１０１の検知結果はＣＰＵ９４に送信される。ＣＰＵ９４は画像形成装置内のセンサ１０１の検知結果を取得し、露光装置１１、高電圧電源９６、電力制御部９７、駆動装置９８を制御する。これにより、ＣＰＵ９４は、静電潜像の形成、現像されたトナー像の転写、用紙Ｐへのトナー像の定着等を行い、露光データがトナー像として用紙Ｐ上に印刷される画像形成工程の制御を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なる幅の用紙Ｐを印刷することが可能で、後述するヒータ５４を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。
【００２３】
［定着装置］
実施例１に使用する定着装置５０の断面を図３（ａ）、ヒータ５４の裏面を図３（ｂ）に示し、詳細を以下に説明する。定着装置５０は、円筒状のフィルム５１、フィルム５１とともに定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３、加熱体であるヒータ５４、ヒータ５４を保持するニップ形成部材５２、長手方向の強度を保持するためのステー６０とで構成される。第１の回転体であるフィルム５１は、膜厚５０μｍのポリイミド基材の上に、膜厚２００μｍのシリコーンゴム層、その上に、膜厚２０μｍのＰＦＡ離型層で構成される。第２の回転体である加圧ローラ５３は、外径１３ｍｍのＳＵＭ芯金、その上に膜厚３．５ｍｍのシリコーンゴム弾性層、さらにその上に膜厚４０μｍのＰＦＡ離型層で構成される。駆動源（不図示）により、加圧ローラ５３を回転させ、フィルム５１は加圧ローラ５３の駆動を受け従動回転する。
【００２４】
ヒータ５４は、フィルム５１の内面に接するように設けられており、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内周面とヒータ５４の表面とが接触する。ここで、ヒータ５４は、後述する発熱体５４ｂ１〜５４ｂ４が設けられている面を表面とし、後述するサーモスイッチ５８等が設けられている面を裏面とする。ステー６０は不図示の手段によって両端を加圧され、その加圧力はニップ形成部材５２、フィルム５１を介して加圧ローラ５３が受ける。これにより、フィルム５１と加圧ローラ５３とが押圧されて接触する定着ニップ部Ｎが形成される。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する必要があり、液晶ポリマーで形成する。ヒータ５４の裏面には、図３（ｂ）に示すように、安全素子であるサーモスイッチ５８と、温度検知手段であるサーミスタ等の定着温度センサ５９を接触して配置する。
【００２５】
ヒータ５４の裏面に配置されるサーモスイッチ５８は、例えばバイメタルサーモスイッチであり、ヒータ５４とサーモスイッチ５８とは電気的に接続されている。サーモスイッチ５８は、ヒータ５４の裏面の温度が過剰に上昇したこと（以下、過剰昇温という）を検知すると、サーモスイッチ５８内部のバイメタルが動作し、ヒータ５４に供給される電力を遮断することができる。ヒータ５４の裏面に配置される定着温度センサ５９は、チップ抵抗式のサーミスタである。定着温度センサ５９は、チップ抵抗を検出し、その検出結果がヒータ５４の温度制御に使用される。定着温度センサ５９は、過剰昇温も検出することができる。
【００２６】
［ヒータ］
図４に実施例１のヒータ５４の構成を示し、以下に詳細を説明する。基板５４ａはアルミナ等で形成された板状のセラミック基板であり、寸法は、例えば、厚みｔ＝１ｍｍ、幅Ｗ＝６．３ｍｍ、長さｌ＝２８０ｍｍである。基板５４ａ上に、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３、５４ｂ４、導電経路である導体５４ｃ、電力を供給するための接点５４ｄ１、５４ｄ２、５４ｄ３、５４ｄ４、が印刷プロセスによって形成される。以下、発熱体５４ｂ１〜５４ｂ４を発熱体５４ｂと総称することもある。図４において、発熱体５４ｂは白、導体５４ｃは斜線、接点５４ｄ１〜５４ｄ４は黒で表す。
【００２７】
発熱体５４ｂは長手方向の長さ（以下、幅ともいう）の最も長い発熱体５４ｂ１、２番目に幅が長い発熱体５４ｂ３、３番目に幅が長い発熱体５４ｂ４、幅が最も長い発熱体５４ｂ２の順に、等間隔に配置する。発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２は、略同じ幅である。発熱体５４ｂ間の間隔は、実施例１では例えば０．７ｍｍである。発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の寸法は、実施例１では例えば、厚みｔ＝１０μｍ、幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さｌ＝２２２ｍｍである。発熱体５４ｂ３の寸法は、実施例１では例えば、厚みｔ＝１０μｍ、幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さｌ＝１８８ｍｍである。発熱体５４ｂ４の寸法は、実施例１では例えば、厚みｔ＝１０μｍ、幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さｌ＝１５４ｍｍである。
【００２８】
発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は長さｌ＝２２２ｍｍであり、幅２１０ｍｍのＡ４用紙を印刷するときに使用される。発熱体５４ｂ３は長さｌ＝１８８ｍｍであり、幅１８２ｍｍのＢ５用紙を印刷するときに使用される。発熱体５４ｂ４は長さｌ＝１５４ｍｍであり、幅１４８．５ｍｍのＡ５用紙を印刷するときに使用される。
【００２９】
発熱体５４ｂは銀とパラジウムが主成分の導電材であり、導体５４ｃと接点５４ｄ１〜５４ｄ４には銀が主成分の導電材を使用する。発熱体５４ｂの長手方向における両端間の電気抵抗は、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２はどちらも２０Ω、２番目の長さの発熱体５４ｂ３は３０Ω、３番目の長さの発熱体５４ｂ４も３０Ωとする。最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の一方の端部は共通の接点５４ｄ１で電気的に接続され、他方の端部は共通の接点５４ｄ２で電気的に接続されている。接点５４ｄ１、５４ｄ２間における最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の合成電気抵抗は、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とが並列に接続されているため１０Ωである。このように、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２の合成抵抗は１０Ωであり、発熱体５４ｂ３や発熱体５４ｂ４の抵抗（３０Ω）よりも小さい。
【００３０】
以上のように、ヒータ５４は、第１の発熱体である発熱体５４ｂ１と、発熱体５４ｂ１と長手方向の長さが略同じ長さの第２の発熱体である発熱体５４ｂ２と、を有する。更に、ヒータ５４は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２よりも長手方向の長さが短い第３の発熱体である発熱体５４ｂ３と、第４の発熱体である５４ｂ４と、を備える。発熱体５４ｂ１は、基板５４ａの短手方向の一方の端部に設けられ、発熱体５４ｂ２は、基板５４ａの短手方向の他方の端部に設けられる。発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は、基板５４ａの短手方向において発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２との間に設けられる。
【００３１】
また、実施例１では、第１の接点である接点５４ｄ１は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の一方の端部が電気的に接続された接点である。第２の接点である接点５４ｄ２は、発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２及び発熱体５４ｂ３の他方の端部が電気的に接続された接点である。第３の接点である接点５４ｄ３は、発熱体５４ｂ３及び発熱体５４ｂ４の一方の端部が電気的に接続された接点である。第４の接点である接点５４ｄ４は、発熱体５４ｂ４の他方の端部が電気的に接続された接点である。
【００３２】
なお、実施例１では発熱体５４ｂの幅Ｗを全て０．７ｍｍと同一幅としたが、定着装置５０に要求される性能によっては、同一の幅Ｗの発熱体５４ｂを形成するためには導電材の材料選定が困難なケースがある。その場合は、定着装置５０に要求される性能に応じて発熱体５４ｂの幅Ｗを異ならせてもよい。
【００３３】
（発熱体５４ｂ１、５４ｂ２について）
前述したヒータ５４における最長の幅の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の特徴について以下に説明する。定着装置５０が十分に加熱された定着可能な状態（以下、通紙可能状態ともいう）にいち早く達することができれば、印刷物をユーザにいち早く提供できる。このため、どのサイズの用紙Ｐが選ばれてもよいように、長手方向の全域を加熱することが可能な最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の電力供給能力を最大とするのがよい。最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２よりも長手方向の長さが短い発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２によって定着装置５０が十分に加熱された後に使用される。よって、通紙時にトナー像を用紙Ｐに固着するための電力量が補えればよいので、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４が使用される場合には、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の高い電力供給能力に比べ、低い電力供給能力にするのが好ましい。
【００３４】
最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２が高い電力供給能力を持つということは、万が一の装置故障で最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２に過剰に電力が供給された場合の基板５４ａの変形リスクが大きいということである。実施例１では、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を２本で構成し、一方の発熱体５４ｂ１を基板５４ａの短手方向における一方の端部に配置し、他方の発熱体５４ｂ２を基板５４ａの短手方向における他方の端部に配置する。これにより、２つの最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を、基板５４ａの短手方向において対称となるように配置している。
【００３５】
さらに、それぞれの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を共通の接点５４ｄ１、５４ｄ２によって電気的に接続し、２本の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は必ず略同時に電力が供給されるような構成としている。これにより、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２に電力が供給されるときは、常にヒータ５４の短手方向における両端部が発熱するので、供給される電力量を分散することができ、短手方向における基板５４ａの温度勾配を小さくすることができる。
【００３６】
以上より、定着装置５０を短時間で通紙可能状態に到達させるとともに、万が一の装置故障が発生し、過剰な電力供給状態に至ったとしても、基板５４ａの短手方向における温度勾配を小さくすることができ、基板５４ａの変形リスクを低減することができる。
【００３７】
（発熱体５４ｂ３、５４ｂ４について）
次に、最長でない２種類の発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の特徴について以下に記す。発熱体５４ｂ３と発熱体５４ｂ４は、一方の端部は１つの接点５４ｄ３によって電気的に接続されている。一方、発熱体５４ｂ３と発熱体５４ｂ４は、他方の端部については、発熱体５４ｂ３は接点５４ｄ２に電気的に接続され、発熱体５４ｂ４は接点５４ｄ４に電気的に接続されている。すなわち、発熱体５４ｂ３と発熱体５４ｂ４は、どちらか一方が発熱するように構成されている。
【００３８】
前述した通り、発熱体５４ｂ３はＢ５用紙の印刷時、発熱体５４ｂ４はＡ５用紙の印刷時に使用される。用紙Ｐの幅（以下、用紙幅という）と発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の長手方向の長さはほぼ同じ長さであり、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４が発熱する領域（以下、発熱域ともいう）の大部分を用紙Ｐが通過する。このため、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４から生じる熱の多くを用紙Ｐに与えることができるため、用紙Ｐが通過しない非通紙領域の昇温を抑制することができる。これにより、高い生産性を維持することが可能になる。また、定着装置５０を通紙可能状態まで加熱するのは最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２が担っているため、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４では、通紙時にトナー像を用紙Ｐに固着するための電力量が補えればよい。それゆえ、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の電力供給能力を小さくすることができ、異常時の発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の昇温の度合いを小さくすることができる。
【００３９】
また、最長の発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２の２本の間に、前述の２種類の発熱体５４ｂ３、５４ｂ４を配置し、可能な限り基板５４ａの短手方向の中央に寄せて発熱体５４ｂ３、５４ｂ４を配置する。これにより、基板５４ａの短手方向における一方の端部である第１の端部と他方の端部である第２の端部のどちらの端部においてもほぼ同等に昇温させることができ、短手方向における基板５４ａの温度勾配を小さくできる。
【００４０】
以上より、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の電力供給能力を小さくし、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４を基板５４ａの短手方向において可能な限り対称に配置する。これにより、万が一の装置故障で過剰な電力供給状態に至ったとしても、基板５４ａの短手方向における温度勾配を小さくできるので、基板５４ａの変形リスクを低減できる。また、高い電力供給能力を必要とする最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２のみ２本、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は短手方向の対称性に配慮しつつも、最低限必要な１本とすることで、基板５４ａの寸法の小型化を両立することができる。
【００４１】
［比較例］
図５に比較例１におけるヒータ２００を示し、以下に詳細構成について説明する。基板２０７はアルミナ等で形成された板状のセラミック基板であり、寸法は厚みｔ＝１ｍｍ、幅Ｗ＝６．３ｍｍ、長さｌ＝２８０ｍｍである。基板２０７上に、発熱体２０１、２０２、導体２５４、接点２０３、２０４、２０５、２０６が印刷プロセスによって形成される。図５において、発熱体２０１、２０２を白、導体２５４を斜線、接点２０３〜２０６を黒で表す。
【００４２】
ヒータ２００において、基板２０７上には、最長の幅の発熱体２０１と、２番目に幅が長い発熱体２０２との２本を３．５ｍｍの間隔を空けて配置する。発熱体２０１の寸法は、厚みｔ＝１０μｍ、幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さｌ＝２２２ｍｍである。発熱体２０２の寸法は、厚みｔ＝１０μｍ、幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さｌ＝１８８ｍｍである。発熱体２０１はＡ４（幅２１０ｍｍ）用紙を印刷するときに使用され、発熱体２０２はＢ５（１８２ｍｍ）用紙を印刷するときに使用される。発熱体２０１、２０２の長手方向の両端間の電気抵抗は、最長の発熱体２０１で１０Ω、２番目の長さの発熱体２０２で３０Ωとする。最長の発熱体２０１の両端は接点２０３、２０４に導体２５４を介して電気的に接続され、２番目の長さの発熱体２０２の両端は接点２０５、２０６に体２５４を介して電気的に接続される。
【００４３】
［実施例１と比較例１］
図６（ａ）に実施例１、図６（ｂ）に比較例１の電力供給回路を示し、この回路を使用して実施例１と比較例１との比較検証を実施する。それぞれの電力供給回路について、以下に説明する。図６（ａ）の実施例１において、接点５４ｄ１〜５４ｄ４は、電力供給路を切り替えるための発熱体切り替え器５７と接続されている。なお、発熱体切り替え器５７によって電力供給路を切り替えることによって発熱する発熱体５４ｂが切り替わるため、電力供給路を切り替えることを、発熱体５４ｂを切り替えるとも表現する。実施例１では、発熱体切り替え器５７は、具体的にはＣ接点構成の電磁リレー５７ａ、５７ｂである。
【００４４】
電磁リレー５７ａは、トライアック５６を介して交流電源５５に第１の極に接続された接点５７ａ１と、接点５４ｄ１に接続された接点５７ａ２と、接点５４ｄ３に接続された接点５７ａ３と、を有する。電磁リレー５７ａは、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点５７ａ１と接点５７ａ２とが接続された状態と、接点５７ａ１と接点５７ａ３とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。電磁リレー５７ｂは、交流電源５５に第２の極に接続された接点５７ｂ１と、接点５４ｄ２に接続された接点５７ｂ２と、接点５４ｄ４に接続された接点５７ｂ３と、を有する。電磁リレー５７ｂは、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続された状態と、接点５７ｂ１と接点５７ｂ３とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。
【００４５】
図６（ａ）は電磁リレー５７ａ、５７ｂの無動作時を示しており、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ２とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続されている。電磁リレー５７ａ、５７ｂの無動作時には、接点５４ｄ１と接点５４ｄ２との間に電力が供給されるので、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２が発熱する。
【００４６】
電磁リレー５７ａ、５７ｂを動作させた場合、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ３とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ３とが接続される。電磁リレー５７ａ、５７ｂの動作時には、接点５４ｄ３と接点５４ｄ４との間に電力が供給されるので、発熱体５４ｂ４のみが発熱する。電磁リレー５７ａのみ動作させた場合、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ３とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続された状態となる。電磁リレー５７ａのみの動作時には、接点５４ｄ３と接点５４ｄ２と間に電力が供給されるので、発熱体５４ｂ３のみが発熱する。
【００４７】
図６（ｂ）の比較例１において、接点２０３〜２０６は、電力供給路を切り替えるための発熱体切り替え器であるＣ接点構成の電磁リレー２０８、２０９と接続されている。電磁リレー２０８は、トライアック５６を介して交流電源５５に第１の極に接続された接点２０８ａと、接点２０３に接続された接点２０８ｂ１と、接点２０５に接続された接点２０８ｂ２と、を有する。電磁リレー２０８は、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点２０８ａと接点２０８ｂ１とが接続された状態と、接点２０８ａと接点２０８ｂ２とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。電磁リレー２０９は、交流電源５５に第２の極に接続された接点２０９ａと、接点２０４に接続された接点２０９ｂ１と、接点２０６に接続された接点２０９ｂ２と、を有する。電磁リレー２０９は、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点２０９ａと接点２０９ｂ１とが接続された状態と、接点２０９ａと接点２０９ｂ２とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。
【００４８】
図６（ｂ）は電磁リレー２０８、２０９の無動作時を示しており、電磁リレー２０８は接点２０８ａと接点２０８ｂ１とが接続され、電磁リレー２０９は接点２０９ａと接点２０９ｂ１とが接続されている。電磁リレー２０８、２０９の無動作時には、接点２０３と接点２０４との間に電力が供給されるので、最長の発熱体２０１が発熱する。
【００４９】
電磁リレー２０８、２０９を動作させた場合、電磁リレー２０８は接点２０８ａと接点２０８ｂ２とが接続され、電磁リレー２０９は接点２０９ａと接点２０９ｂ２とが接続される。電磁リレー２０８、２０９の動作時には、接点２０５と接点２０６との間に電力が供給されるので、発熱体２０２のみが発熱する。なお、電磁リレーは、ａ接点構成の電磁リレー、ｂ接点構成の電磁リレーの有接点スイッチを用いても構わないし、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、フォトモスリレー、トライアック等の無接点スイッチを用いても構わない。
【００５０】
［実施例１と比較例１の温度勾配］
（ｉ）過剰な電力が発熱体に供給された際の基板の変形量を推し量るため、実施例１及び比較例１それぞれの発熱体に交流電圧１００Ｖを投入し続けた際の、電力投入から３秒後の基板の裏（Ａ−Ａ’線で示す位置）の温度プロファイルを測定した。温度プロファイルの最大値と最小値との差が大きければ大きいほど、基板の変形リスクが高いことを示す。
【００５１】
図７は、１列目に実施例１、比較例１等を示し、２列目にヒータの発熱パターンを示す。なお、電力が供給された発熱体を縦縞で示している。図７は、３列目に温度プロファイルの最大値と最小値との差（以下、温度差という）を示し、４列目に基板のＡ−Ａ’線で示す位置に対応する裏の温度プロファイル（基板裏温度プロファイル）を示す。温度プロファイルのグラフは、横軸に基板の短手方向（温度短手）［ｍｍ］を示し、縦軸に温度（基板裏温度）［℃］を示す。なお、発熱パターンの図では見やすさのため符号を省略している。なお、実施例１のグラフでは、実施例１（１）を実線で示し、実施例１（２）を点線で示し、実施例１（３）を破線で示す。また、比較例１のグラフでは、比較例１（１）を実線で示し、比較例１（２）を破線で示す。
【００５２】
また、実施例１（１）は、Ａ４用紙に対応する最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の２本に電力を供給した場合を示す。実施例１（２）は、Ｂ５用紙に対応する２番目に長い発熱体５４ｂ３に電力を供給した場合を示す。実施例１（３）は、Ａ５用紙に対応する最短の発熱体５４ｂ４に電力を供給した場合を示す。比較例１（１）はＡ４用紙に対応する最長の発熱体２０１に電力を供給した場合を示し、比較例１（２）はＢ５用紙に対応する２番目に長い発熱体２０２に電力を供給した場合を示す。
【００５３】
（実施例１（１））
実施例１（１）は、基板５４ａの裏の最高温度は発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２の近傍で４７２℃に達し、最低温度は２本の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の間で３９１℃であった。最高温度と最低温度との差は８１℃であり、基板５４ａ内の温度勾配は小さかった。実施例１（１）の最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は電力量を分散するために２本の構成とし、基板５４ａの短手方向の両端部に対称に配置し、２本の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は必ず同時に発熱するよう接点５４ｄ１、５４ｄ２を共通化している。これにより、基板５４ａ内に発生する温度勾配を小さくすることができた。
【００５４】
（実施例１（２））
実施例１（２）は、基板５４ａの裏の最高温度は発熱体５４ｂ３の近傍で２７１℃に達し、最低温度は発熱体５４ｂ３から遠い方の短手方向の端部で１７４℃であった。最高温度と最低温度との差は９７℃であり、基板５４ａ内の温度勾配は小さかった。実施例１（２）の２番目に長い発熱体５４ｂ３は、電力供給能力を必要最小にし、基板５４ａの短手方向のほぼ中央に可能な限り発熱体５４ｂ４と対称となるように配置したため、基板５４ａ内に発生する温度勾配を小さくすることができた。
【００５５】
（実施例１（３））
実施例１（３）は、基板５４ａの裏の最高温度は発熱体５４ｂ４の近傍で３１６℃に達し、最低温度は発熱体５４ｂ４から遠い方の短手方向の端部で１９６℃であった。最高温度と最低温度との差は１２０℃であった。実施例１（２）で説明した理由と同じ理由で、基板５４ａ内に発生する温度勾配を小さくすることができた。
【００５６】
（比較例１（１））
比較例１（１）は、基板２０７の裏の最高温度は発熱体２０１の近傍で６７３℃に達し、最低温度は発熱体２０１から遠い方の短手方向の端部で２０８℃であった。最高温度と最低温度との差は４６５℃であり、基板２０７内の温度勾配は大きかった。比較例１（１）では、最大の電力供給能力を付与する最長の発熱体２０１が１本で、基板２０７の短手方向の一方の端部に配置しているので、一方の端部の温度上昇が大きくなってしまった。
【００５７】
（比較例１（２））
比較例１（２）は、基板２０７の裏の最高温度は発熱体２０２の近傍で３４１℃に達し、最低温度は発熱体２０２から遠い方の短手方向の端部で１３６℃であった。最高温度と最低温度との差は２０５℃であり、基板２０７内の温度勾配は大きかった。比較例１（１）の発熱体２０１に比べ発熱体２０２は電力供給能力が低いため、比較例１（１）より温度勾配は小さいものの、発熱体２０２を基板２０７の短手方向の一方の端部に配置しているので、一方の端部の温度上昇が大きくなってしまった。
【００５８】
以上のことから、実施例１の最大の温度差は実施例１（３）で示した１２０℃であるのに対し、比較例１の最大の温度差は比較例１（１）で示した４６５℃であり、比較例１では実施例１に対して温度差が３倍以上も大きい。温度の高い部分は基板の伸びが大きく、温度の低い部分は基板の伸びが小さく、この伸び量の差によって基板が変形する。実施例１では、いずれの発熱体５４ｂでも、温度差は１２０℃以下と、比較例１に比べて十分に小さく、基板５４ａの変形のリスクが小さいことを確認できた。基板の材料、基板の寸法が変わったとしても、実施例１に示した構成をとることで、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
［実施例１と比較例１の生産性］
（ｉｉ）図８に実施例１、比較例１のＢ５用紙、Ａ５用紙の最大生産性の確認結果を示す。図８は、１列目に実施例１、比較例１を示し、２列目に発熱体のパターンを示す。発熱体パターンにはＢ５用紙の幅及びＡ５用紙の幅も示す。図８は、３列目にＢ５用紙を連続して印刷したときの最大の生産性を示し、４列目にＡ５用紙を連続して印刷したときの最大の生産性を示す。
【００６０】
生産性を確認する際の画像形成装置及び定着装置の条件を記す。先行して印刷される用紙Ｐを、以下、先行用紙といい、用紙Ｐに続いて印刷される後続の用紙を、以下、後続用紙という。また、先行用紙の後端と後続用紙の先端との間隔を、以下、紙間ともいう。画像形成装置の画像プロセス速度は２００ｍｍ／ｓｅｃとし、先行用紙と後続用紙の間隔（紙間）は５０ｍｍ（０．４秒）として、同一サイズの用紙Ｐを最大の生産性を維持しつつ連続して通紙する。基板の裏に設置する定着温度センサ５９によって、基板の裏が１８０℃になるように、エンジンコントローラ９２によって温度制御を実施して通紙する。用紙ＰはＢ５（幅１８２ｍｍ×長さ２５７ｍｍ×厚さ９２μｍ、坪量６８ｇ／ｍ２）サイズのキヤノン製ＣＳ６８０、Ａ５（幅１４８．５ｍｍ×長さ２１０ｍｍ×厚さ８３μｍ、坪量６４ｇ／ｍ２）サイズのキヤノン製ＰＢＰＡＰＥＲを使用した。また、通紙時に用紙Ｐが通過しない非通紙部領域におけるフィルム５１の温度を測定し、その温度が２００℃を超える場合、先行用紙と後続用紙との間隔（紙間）を拡大する。最大生産性とは、フィルム５１の温度が２００℃以下となったときの生産性をいう。
【００６１】
実施例１は、Ｂ５、Ａ５用紙に対応する複数の小サイズ用の発熱体５４ｂ３、５４ｂ４を有しており、いずれの用紙Ｐであってもフィルム５１の昇温は小さく、紙間の調整は不要である。実施例１では、Ｂ５用紙の最大生産性は３９枚／分、Ａ５用紙の最大生産性は４６枚／分であった。一方、比較例１では、発熱体をＢ５用紙に対応する発熱体２０２の１種類しか備えていないので、Ｂ５用紙を印刷するときには紙間の調整が不要で最大生産性は３９枚／分であった。しかし、Ａ５用紙を印刷するときでも、Ｂ５用紙に対応した発熱体２０２を用いるため、フィルム５１の昇温が大きく、非通紙部昇温が発生しないように紙間を拡大する必要があり、最大生産性は１６枚／分と低かった。
【００６２】
以上説明した通り、実施例１によれば、第１の長さの発熱体を第１の発熱体と第２の発熱体の２本の発熱体で構成するので、第１の長さの発熱体に投入される電力を分散することができる。また、第１の発熱体と第２の発熱体は必ず同時に電力が供給されるので、基板の短手方向の一方の端部のみに偏って昇温することがない。これにより、万が一の装置故障を想定し、第１の長さの発熱体に過剰な電力供給がなされたとしても、基板内の短手方向に発生する温度勾配を小さくすることができる。温度勾配が小さいということは、基板に発生するひずみ（熱応力）の低減が可能であり、基板の変形を抑制できる。
【００６３】
次に、第１の長さより長手方向の長さが短く、長手方向の長さの異なる第３の発熱体及び第４の発熱体の電力供給能力を第１の長さの発熱体より小さくする。そして、基板の短手方向において第１の発熱体と第２の発熱体との間に、第３の発熱体及び第４の発熱体を配置し、可能な限り基板の短手方向における対称性を保持させる。これにより、万が一の装置故障を想定し、第３の発熱体又は第４の発熱体に過剰な電力供給がなされたとしても、基板内の短手方向に発生する温度勾配を小さくすることができ、ひずみ起因の基板の変形を抑制できる。そして、第１の長さより長手方向の長さが短く、長手方向の長さの異なる第３の発熱体及び第４の発熱体を備えているので、複数種類の幅の狭い用紙の生産性を高めることができる。最後に、第１の長さの発熱体のみ２本で構成し、それ以外の長手方向の長さの短い発熱体を各１本で構成することで、ヒータの小型化も同時に達成できる。
【００６４】
［変形例１］
実施例１においては、２本の最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を電気的に並列に接続し、同時に電力を供給する構成について、詳細を説明したが、この構成に限定されない。図９（ａ）はヒータ５４の構成を示す図であり、図９（ｂ）はヒータ５４と電力制御部９７を示す図である。図９（ａ）に示すように第１の接点５４ｄ１から、第１の発熱体５４ｂ１、第２の発熱体５４ｂ２、第２の接点５４ｄ３の順に電気的に直列に接続するヒータであってもよい。具体的には、発熱体５４ｂ１は、一端が接点５４ｄ１に接続され、他端が導体５４ｃを介して接点を介することなく発熱体５４ｂ２の他端に接続される。発熱体５４ｂ２は、一端が接点５４ｄ３に接続され、他端が導体５４ｃを介して接点を介することなく発熱体５４ｂ１の他端に接続される。発熱体５４ｂ３は、一端が接点５４ｄ１に接続され、他端が接点５４ｄ３に接続される。発熱体５４ｂ４は、一端が接点５４ｄ３に接続され、他端が接点５４ｄ４に接続される。
【００６５】
図９（ｂ）に示すように、電磁リレー５７ａは、トライアック５６を介して交流電源５５に第１の極に接続された接点５７ａ１と、接点５４ｄ１に接続された接点５７ａ２と、接点５４ｄ４に接続された接点５７ａ３と、を有する。電磁リレー５７ａは、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点５７ａ１と接点５７ａ２とが接続された状態と、接点５７ａ１と接点５７ａ３とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。電磁リレー５７ｂは、交流電源５５に第２の極に接続された接点５７ｂ１と、接点５４ｄ２に接続された接点５７ｂ２と、接点５４ｄ３に接続された接点５７ｂ３と、を有する。電磁リレー５７ｂは、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続された状態と、接点５７ｂ１と接点５７ｂ３とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。
【００６６】
図９（ａ）は電磁リレー５７ａ、５７ｂの無動作時を示しており、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ２とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続されている。電磁リレー５７ａ、５７ｂの無動作時には、接点５４ｄ１と接点５４ｄ２との間に電力が供給されるので、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２が発熱する。
【００６７】
電磁リレー５７ｂのみ動作させた場合、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ２とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ３とが接続された状態となる。電磁リレー５７ｂのみの動作時には、接点５４ｄ１と接点５４ｄ３との間に電力が供給されるので、発熱体５４ｂ３のみが発熱する。電磁リレー５７ａのみ動作させた場合、電磁リレー５７ａは接点５７ａ１と接点５７ａ３とが接続され、電磁リレー５７ｂは接点５７ｂ１と接点５７ｂ２とが接続された状態となる。電磁リレー５７ａのみの動作時には、接点５４ｄ４と接点５４ｄ２との間に電力が供給されるので、発熱体５４ｂ４のみが発熱する。
【００６８】
以上のように、変形例の図９では、第１の接点である接点５４ｄ１は、発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ３の一方の端部が電気的に接続されている。第２の接点である５４ｄ２は、発熱体５４ｂ４及び発熱体５４ｂ２の一方の端部が電気的に接続されている。第３の接点である接点５４ｄ３は、発熱体５４ｂ３の他方の端部が電気的に接続されている。第４の接点である接点５４ｄ４は、発熱体５４ｂ４の他方の端部が電気的に接続されている。そして、発熱体５４ｂ１の他方の端部と発熱体５４ｂ２の他方の端部とが電気的に接続されている。
【００６９】
図９の構成においても、最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２に同時に電力を供給する構成であるため、実施例１と同様の効果を発揮する。最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の供給可能電力を実施例１と同等にすることが望ましく、最長の発熱体である第１の発熱体５４ｂ１と第２の発熱体５４ｂ２の両端間の電気抵抗はそれぞれ５Ωにすればよい。図９では、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とは直列に接続されることとなり、合成抵抗値は１０Ωとなる。その他の発熱体は実施例１と同じでよい。このように、変形例１においても、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２の合成抵抗は１０Ωであり、発熱体５４ｂ３や発熱体５４ｂ４の抵抗（３０Ω）よりも小さい。図９に示したヒータ５４が発揮する効果については、実施例１と同様である。
【００７０】
［変形例２］
実施例１においては、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４が２本の場合について詳細を説明したが、この構成に限定されない。例えば図１０に示すように、最長でない発熱体が３本の構成であっても、実施例１で説明した同様の効果を発揮できる。すなわち、変形例２では、第４の発熱体である発熱体５４ｂ４よりも長手方向の長さが短い第５の発熱体である発熱体５４ｂ５を備える。発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２は、一方の端部が共通の第１の接点である接点５４ｄ１に接続され、他方の端部が共通の第２の接点である接点５４ｄ２に接続されている。発熱体５４ｂ３は、一方の端部が第３の接点である接点５４ｄ３に接続され、他方の端部が接点５４ｄ２に接続されている。発熱体５４ｂ４は、一方の端部が第４の接点である接点５４ｄ４に接続され、他方の端部が接点５４ｄ２に接続されている。発熱体５４ｂ５は、一方の端部が第５の接点である接点５４ｄ５に接続され、他方の端部が接点５４ｄ２に接続されている。すなわち、全ての発熱体５４ｂ１〜５４ｂ５の他端が、接点５４ｄ２に接続されている。また、基板５４ａの短手方向において、２つの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の間に３つの発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５が配置されている。更に、基板５４ａの短手方向において、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の間に発熱体５４ｂ５が配置されている。
【００７１】
図１０に示すヒータ５４について説明する。最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は基板５４ａの短手方向の両端部に配置され、共通の接点５４ｄ１、５４ｄ２から同時に電力が供給される。実施例１にならい最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２はいずれも両端の電気抵抗を２０［Ω］としている。発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の長手方向の長さは２２２ｍｍである。
【００７２】
長手方向の長さは、発熱体５４ｂ３は１８８ｍｍ、発熱体５４ｂ４は１５４ｍｍ、発熱体５４ｂ５は１１１ｍｍとしている。発熱体５４ｂ３はＢ５用紙の印刷時に使用され、発熱体５４ｂ４はＡ５用紙の印刷に使用され、発熱体５４ｂ５はＡ６用紙の印刷時に使用される。これらの最長でない発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５の長手方向の両端の電気抵抗はいずれも３０［Ω］としている。このように、変形例２においても、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２の合成抵抗は１０Ωであり、発熱体５４ｂ３〜発熱体５４ｂ５の抵抗（３０Ω）よりも小さい。最長でない発熱体を３種類に増やしたことで、Ｂ５用紙、Ａ５用紙、そしてＡ６用紙の３種類の生産性の最大化を可能とする。
【００７３】
最長でない発熱体において、過剰な電力供給を想定すると、それぞれの発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５に供給される電力はどれも同じである。発熱体５４ｂ５は長手方向の長さが最も短いので、電力の集中度合が最も大きく、昇温時の基板５４ａの変形リスクが大きい。このリスクを可能な限り除去することを目的とし、最も短い発熱体５４ｂ５を基板５４ｂａの短手方向における中央部に配置し、短手方向における対称性を与えることが好ましい。また、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は、発熱体５４ｂ５の短手方向における両端にて、可能な限り中央に寄せて配置することが好ましい。図１０に示したヒータ５４が発揮する効果については、実施例１と同様である。
【００７４】
［変形例３］
変形例２においては、基板５４ａの長手方向の一方の端部に接点を４つ、他方の端部に接点を１つ配置した。変形例３は、長手方向の一方の端部に接点を３つ、他方の端部に接点を２つ配置する例について説明する。変形例３は、基板５４ａの長手方向において、発熱体を最大限中央に配置できるので、長手方向の発熱分布を均一にするには好ましい配置である。
【００７５】
変形例３では、第４の発熱体である発熱体５４ｂ４よりも長手方向の長さが短い第５の発熱体である発熱体５４ｂ５を備える。発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２は、一方の端部が共通の第１の接点である接点５４ｄ１に接続され、他方の端部が共通の第２の接点である接点５４ｄ２に接続されている。発熱体５４ｂ３は、一方の端部が第３の接点である接点５４ｄ３に接続され、他方の端部が接点５４ｄ２に接続されている。発熱体５４ｂ４は、一方の端部が接点５４ｄ３に接続され、他方の短部が第４の接点である接点５４ｄ４に接続されている。発熱体５４ｂ５は、一方の端部が第５の接点である接点５４ｄ５に接続され、他方の端部が接点５４ｄ４に接続されている。５本の発熱体のうち最長の長さの第１の発熱体５４ｂ１及び第２の発熱体５４ｂ２と２番目の長さの第４の発熱体５４ｂ３は、第２の接点５４ｄ２に接続されている。２番目の長さの第４の発熱体５４ｂ３と３番目の長さの第４の発熱体５４ｂ４は、第３の接点５４ｄ３に接続されている。３番目の長さの第４の発熱体５４ｂ４と４番目の長さの第５の発熱体５４ｂ５は、第４の接点５４ｄ４に接続されている。すなわち、発熱体５４ｂは、その発熱体５４ｂとの長さの差が最小の発熱体５４ｂとともに共通する接点に接続されている。また、基板５４ａの短手方向において、２つの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の間に３つの発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５が配置されている。更に、基板５４ａの短手方向において、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４の間に発熱体５４ｂ５が配置されている。
【００７６】
図１１に示すヒータ５４について説明する。最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２は基板５４ａの短手方向の両端部に配置され、共通の接点５４ｄ１、５４ｄ２から同時に電力が供給される。実施例１にならい最長の発熱体５４ｂ１、５４ｂ２はいずれも両端の電気抵抗を２０［Ω］としている。発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の長手方向の長さは２２２ｍｍである。
【００７７】
長手方向の長さは、発熱体５４ｂ３は１８８ｍｍ、発熱体５４ｂ４は１５４ｍｍ、発熱体５４ｂ５は１１１ｍｍとしている。発熱体５４ｂ３はＢ５用紙の印刷時に使用され、発熱体５４ｂ４はＡ５用紙の印刷に使用され、発熱体５４ｂ５はＡ６用紙の印刷時に使用される。これらの最長でない発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５の長手方向の両端の電気抵抗はいずれも３０［Ω］としている。このように、変形例３においても、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２の合成抵抗は１０Ωであり、発熱体５４ｂ３〜発熱体５４ｂ５の抵抗（３０Ω）よりも小さい。最長でない発熱体５４ｂを３種類に増やしたことで、Ｂ５用紙、Ａ５用紙、そしてＡ６用紙の３種類の生産性の最大化を可能とする。
【００７８】
最長でない発熱体５４ｂにおいて、過剰な電力供給を想定すると、それぞれの発熱体５４ｂ３〜５４ｂ５に供給される電力はどれも同じである。発熱体５４ｂ５は長手方向の長さが最も短いので、電力の集中度合が最も大きく、昇温時の基板５４ａの変形リスクが大きい。このリスクを可能な限り除去することを目的とし、最も短い発熱体５４ｂ５を基板５４ｂａの短手方向における中央部に配置し、短手方向における対称性を与えることが好ましい。また、発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は、発熱体５４ｂ５の短手方向における両端にて、可能な限り中央に寄せて配置することが好ましい。図１１に示したヒータ５４が発揮する効果については、実施例１と同様である。
【００７９】
従来は、複数の発熱体の抵抗はいずれも同じ抵抗値であり、供給可能な電力も同じであった。従来は、幅の広い発熱体に電力を供給し続けた場合、基板の短手方向における一方の端部において過剰な昇温が発生していた。このため、基板内の温度勾配が大きくなり、基板が大きくひずむおそれがあった。また、従来は、幅の狭い発熱体を１種類しか備えていなかったので、複数種類のサイズの用紙において、非通紙領域の昇温を抑止することが困難で、高い生産性を提供することが難しかった。これに対して、実施例１によれば、ヒータを搭載した基板の変形を抑制することができる。
【実施例２】
【００８０】
実施例２のヒータ５４の形状は実施例１と同じで、図４に示した通りであり、説明を省略する。実施例２では、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、短い方の発熱体５４ｂ４の電力密度（後述する）を長い方の発熱体５４ｂ３の電力密度より高くする。最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４は、長手方向において加熱できない非加熱領域が広い。発熱体５４ｂの長手方向の長さが短ければ短いほど、この非加熱領域が広くなり、発熱体５４ｂの熱が非加熱領域に奪われやすい。この非加熱領域の近傍においては、定着装置５０が十分に加熱できず、用紙Ｐ上のトナー像を定着できなくなるおそれがある。このため、少なくとも短い方の発熱体５４ｂ４は長い方の発熱体５４ｂ３より電力密度が高いことが好ましい。
【００８１】
また、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、短い方の発熱体５４ｂ４の抵抗値を長い発熱体５４ｂ３と同じか、それより大きくする。これにより、短い方の発熱体５４ｂ４又は長い方の発熱体５４ｂ３のどちらの発熱体を使用したとしても、一定の電流量以下で定着装置５０を動作できる。これにより、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４に接続するための束線や電気素子等を、低定格、低価格のものを選ぶことができる。
【００８２】
ここで、電力密度とは、発熱体５４ｂに１００Ｖを投入した際に発生する電力を発熱体５４ｂの長手方向の長さで割った値（単位はＷ／ｍｍ）と定義する。長い方の発熱体５４ｂ３の電気抵抗値をＲ１、短い方の発熱体５４ｂ４の電気抵抗値をＲ２、長い方の発熱体５４ｂ３の長手方向の長さをＬ１、短い方の発熱体５４ｂ４の長手方向の長さをＬ２とする。その場合、長い方の発熱体５４ｂ３の電力は“１００２／Ｒ１”、短い方の発熱体５４ｂ４の電力は“１００２／Ｒ２”で表される。それぞれの電力を発熱体５４ｂの長さで割るので、長い方の発熱体５４ｂ３の電力密度は“１００２／Ｒ１／Ｌ１”、短い方の発熱体５４ｂ４の電力密度は“１００２／Ｒ２／Ｌ２”で表される。実施例２では、“１００２／Ｒ１／Ｌ１＜１００２／Ｒ２／Ｌ２”の関係に特徴を有する。この関係式は、“Ｒ１Ｌ１＞Ｒ２Ｌ２”と表すこともできる。
【００８３】
［電力密度と定着の可否］
発熱体５４ｂの電力密度と用紙Ｐへのトナー像の定着可否を確認するための確認条件について以下に説明する。画像形成装置の画像プロセス速度は２００ｍｍ／ｓｅｃとし、先行用紙と後続用紙との間隔（紙間）を０．２５秒に設定する。基板５４ａの裏に設置した定着温度センサ５９によって、基板５４ａの裏が１８０℃になるようエンジンコントローラ９２によって温度制御を実施して通紙する。なお、ヒータ５４を具備する定着装置５０は十分に冷却した状態にしておく。
【００８４】
最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、長い方の発熱体５４ｂ３を使用する際、Ｂ５（幅１８２ｍｍ×長さ２５７ｍｍ×厚さ９２μｍ、坪量６８ｇ／ｍ２）サイズのキヤノン製ＣＳ６８０の用紙を使用する。短い方の発熱体５４ｂ４を使用する際は、前述のＣＳ６８０の用紙をＡ５サイズ（幅１４８．５ｍｍ×長さ２１０ｍｍ×厚さ９２μｍ、坪量６８ｇ／ｍ２）にカットし、いずれの場合でも連続１０枚の通紙を実行する。なお、用紙Ｐ上のトナー像は用紙Ｐの全域（上下左右の余白はいずれも５ｍｍに設定）に均一に形成し、トナー量は１．０ｍｇ／ｃｍ２とする。
【００８５】
用紙Ｐ上のトナー像の未固着の箇所の有無を確認し、全てが固着している場合を定着性問題なしとし“〇”で示し、未固着がある場合を定着性不良ありとし“×”で示す。定着性を確認するのは、電力密度が異なる５種類の長い方の発熱体５４ｂ３と、電力密度が異なる５種類の短い方の発熱体５４ｂ４である。確認結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2020115189.tif 000003
表１において、左側の表は長い方の発熱体５４ｂ３、右側の表は短い方の発熱体５４ｂ４を示す。それぞれ、１列目に発熱体５４ｂの長手方向の長さを示し、２列目に電力密度を示し、３列目に上述した定着性（〇又は×）を示す。
【００８７】
表１に示すように、長い方の発熱体５４ｂ３において、電力密度が１．７２［Ｗ／ｍｍ］以上で全てのトナー像が用紙Ｐに固着し、定着性に問題なしであった。また、短い方の発熱体５４ｂ４において、電力密度が１．８［Ｗ／ｍｍ］以上で全てのトナー像が用紙Ｐに固着し、定着性問題なしであった。また、非加熱領域が広く、発熱体５４ｂ４の端部近傍で非加熱領域に熱が奪われやすい長手方向の長さの短い発熱体５４ｂ４の方が、発熱体５４ｂ３に比較して高い電力密度が必要であることが確認できた。
【００８８】
［最大電流量と定着の可否］
ここで最大電流量とは、発熱体５４ｂに１００Ｖを印加した際に流れる電流量のことである。この最大電流量の値が小さければ小さいほど、発熱体５４ｂに接続する束線や電気素子等を、低価格、低定格のものを選ぶことができる。図１２に、最大電流量［Ａ］と電力密度［Ｗ／ｍｍ］の関係を示し、定着性問題なしの場合を“〇”、定着不良ありの場合を“×”のプロットで表す。
【００８９】
長い方の発熱体５４ｂ３において、定着性が“〇”で、かつ、最大電流量が最も小さいのはプロットＬｇ１である。プロットＬｇ１は、電力密度が１．７２［Ｗ／ｍｍ］で、最大電流量が３．２３［Ａ］である。このときの発熱体５４ｂ３の電気抵抗は３１［Ω］である。短い方の発熱体５４ｂ４において、定着性が“〇”で、かつ、最大電流量が最も小さいのはプロットＳｔ１である。プロットＳｔ１は、電力密度が１．８０［Ｗ／ｍｍ］で、最大電流量が２．７８［Ａ］である。このときの発熱体５４ｂ４の電気抵抗は３６［Ω］である。すなわち、プロットＳｔ１の短い方の発熱体５４ｂ４は、プロットＬｇ１の長い方の発熱体５４ｂ３に比較して、電力密度が高くなり、抵抗値も高くなる。このように、長い方の発熱体５４ｂ３を３１［Ω］、短い方の発熱体５４ｂ４を３６［Ω］とすれば、定着性を満たすことができるとともに、最大電流量を３．２３［Ａ］以下に留めることが可能になる。そして発熱体５４ｂに接続する束線や電気素子等を、低価格、低定格のものを選ぶことが可能になる。
【００９０】
なお、短い方の発熱体５４ｂ４においては、プロットＳｔ１の条件を推奨したが、黒丸で示したプロットＳｔ２も電力密度が２．０９［ｗ／ｍｍ］と低く、最大電流量が３．２３［Ａ］以下である。このときの短い方の発熱体５４ｂ４の電気抵抗値は３１［Ω］である。長い方の発熱体５４ｂ３を３１［Ω］、短い方の発熱体５４ｂ４を３１［Ω］と電気抵抗を同値にしても、定着性を満たすことができるとともに、最大電流量を３．２３［Ａ］以下に留めることが可能である。すなわち、プロットＳｔ２の短い方の発熱体５４ｂ４は、プロットＬｇ１の長い方の発熱体５４ｂ３に比較して、電力密度が高くなり、抵抗値は等しい。以上のことから、短い方の発熱体５４ｂ４は、図１２のグラフにおいて、プロットＳｔ１からプロットＳｔ２の範囲で使用することが好ましい。
【００９１】
以上の確認結果より、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、短い方の発熱体５４ｂ４の電力密度を長い方の発熱体５４ｂ３の電力密度より高くする。これにより、どちらの発熱体５４ｂを使用したとしても、発熱体５４ｂの両端の非加熱領域近傍の定着性を満たすことができる。さらに、短い方の発熱体５４ｂ４の抵抗値を長い方の発熱体５４ｂ３と同じか、それより大きくすることで、一定電流量以下で定着装置５０を動作でき、安価な束線などを使用することができる。
【００９２】
以上、実施例２によれば、ヒータを搭載した基板の変形を抑制することができる。
【実施例３】
【００９３】
図１３（ａ）は定着装置５０の定着ニップ部Ｎの断面図である、フィルム５１の一部、ニップ形成部材５２の一部、ヒータ５４、加圧ローラ５３を表している。加圧ローラ５３の回転軸の中心をＣ、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、短い方の発熱体５４ｂ４の位置をＨ１、長い方の発熱体５４ｂ３の位置をＨ２とする。中心Ｃから位置Ｈ１までの距離をＲＬ１、中心Ｃから位置Ｈ２までの距離をＲＬ２と定義する。実施例３では、距離ＲＬ１の方が距離ＲＬ２より小さくなる（ＲＬ１＜ＲＬ２）位置にヒータ５４を配置することを特徴とする。加圧ローラ５３の中心Ｃと発熱体５４ｂとの間の距離を近づければ近づけるほど、加圧ローラ５３の弾性層のつぶれ量が大きくなるので、位置Ｈ１部での定着ニップ部Ｎの圧力を位置Ｈ２部より高くすることができる。
【００９４】
図１３（ｂ）に用紙Ｐの搬送方向の定着ニップ部Ｎの圧力（ニップ圧）のプロファイルを示す。図１３（ｂ）は、横軸に図１３（ａ）に示す定着ニップ部Ｎに対応する搬送方向における位置を示し、縦軸にニップ圧を示す。図１３（ｂ）に示すように、用紙Ｐの搬送方向において、加圧ローラ５３の中心Ｃの位置においてニップ圧が最も高い。また、図１３（ｂ）に示すように、位置Ｈ１におけるニップ圧は位置Ｈ２におけるニップ圧より高いことがわかる。
【００９５】
以上のように、加圧ローラ５３の回転の中心の位置から第３の発熱体と第４の発熱体５４ｂのうち長手方向の長さが最も短い発熱体５４ｂ（図４等では発熱体５４ｂ４、図１０では発熱体５４ｂ５）までの距離をＲＬ１とする。加圧ローラ５３の回転の中心の位置から第３の発熱体と第４の発熱体のうち最も短い発熱体を除く他の発熱体までの距離をＲＬ２とする。そうすると、実施例３では、長手方向の所定の位置（例えば中央部）において、距離ＲＬ１が距離ＲＬ２よりも短くなるように発熱体５４ｂを基板上に配置する。
【００９６】
ニップ圧が高いことで、ヒータ５４とフィルム５１との間、そしてフィルム５１と加圧ローラ５３との間で、接触による熱抵抗を下げることができ、各部品間の熱伝達性を高めることができる。この熱伝達性の向上により、万が一の故障発生時に発熱体５４ｂに過剰に電力が供給されたとしても、ヒータ５４が発する過剰な熱を熱容量の高い加圧ローラ５３等にすばやく伝導させることができる。すなわち、基板５４ａの変形リスクを低減することができる。
【００９７】
発熱体５４ｂの長手方向の長さが短ければ短い程、非加熱領域が広く、より多くの熱が奪われるので、短い方の発熱体５４ｂ４は長い方の発熱体５４ｂ３より高い電力密度にするとよい。一方で、故障時の基板５４ａの変形のリスクがやや高い。このリスクを低減するために、短い方の発熱体５４ｂ４はよりニップ圧の高い位置Ｈ１に配置することが望ましい。実施例３では、短い方の発熱体５４ｂ４に過剰に電力が供給されたとしても、発生した熱を加圧ローラ５３等にすばやく伝熱させることができ、基板５４ａの変形のリスクを低減させることができる。以上説明した通り、実施例１及び実施例２で説明したヒータ５４を定着装置５０に組み込む際には、最長でない発熱体５４ｂ３、５４ｂ４のうち、短い方の発熱体５４ｂ４を長い方の発熱体５４ｂ３より加圧ローラ５３の中心Ｃに近づけて配置する。これにより、基板５４ａの変形のリスクを低減できる。
【００９８】
以上、実施例３によれば、ヒータを搭載した基板の変形を抑制することができる。
【符号の説明】
【００９９】
５４                ヒータ
５４ｂ１〜５４ｂ４  発熱体
５４ｄ１〜５４ｄ４  接点
５４ａ              基板
【図１】
2020115189.tif 000004
【図２】
2020115189.tif 000005
【図３】
2020115189.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020115189.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020115189.tif 000013
【図１１】
2020115189.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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