(57)【要約】【課題】用紙に加えられる熱にむらが生じないようにして、画像の品質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。【解決手段】一実施形態にかかるヒータ（５）は、それぞれ画像形成の対象となる記録媒体（Ｐ）の搬送方向の方向に選択的に電源から電力を供給されて発熱し、記録媒体の搬送方向に沿った中心軸に対して対称に記録媒体を加熱する複数の発熱抵抗体（５２０〜５２８）と、電源と一カ所で接続され、複数の発熱抵抗体と搬送方向の一方において共通に接続され、中心軸に対して対称な位置の発熱抵抗体同士と電源とを同じ抵抗値で接続する第１の電極（５００）と、複数の発熱抵抗体それぞれと搬送方向の他方において接続され、少なくとも中心軸に対して対称な位置にある発熱抵抗体同士と電源とを同じ抵抗値で接続する複数の第２の電極（５０４〜５１２）とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ画像形成の対象となる記録媒体の搬送方向に選択的に電源から電力を供給されて発熱し、前記記録媒体の前記搬送方向に沿った中心軸に対して対称に前記記録媒体を加熱する複数の発熱抵抗体と、
前記電源と一カ所で接続され、前記複数の発熱抵抗体と前記搬送方向の一方において共通に接続され、前記中心軸に対して対称な位置の発熱抵抗体同士と前記電源とを同じ抵抗値で接続する第１の電極と、
前記複数の発熱抵抗体それぞれと前記搬送方向の他方において接続され、少なくとも前記中心軸に対して対称な位置にある発熱抵抗体同士と前記電源とを同じ抵抗値で接続する複数の第２の電極と
を備えるヒータ。
【請求項２】
前記第１の電極は、前記搬送方向と直交する直線に沿って、前記複数の発熱抵抗体と接続される
請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記第１の電極は、前記複数の発熱抵抗体の前記搬送方向の一方側端全てに接続される
請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記第１の電極は、前記中心軸に対応する部分において、前記電源と接続される
請求項３に記載のヒータ。
【請求項５】
感光体ドラムと、
この感光体ドラム上に潜像を形成する潜像形成部と、
前記潜像の現像器と、
この現像器により可視化されたトナー像を記録媒体に転写する転写器と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータを含む定着装置と
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極画像形成装置の定着部において用いられ、分割された複数の発熱体を含み、これら複数の発熱体と電源との間に共通に接続された第１の電極と、これらの電極の一部ずつを含む抵抗体群それぞれと電源とに接続された第２の電極とを含むヒータが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術として示したヒータにおいて、第１の電極は、複数のヒータと電源との間の抵抗値を考慮せずに、単純に複数の抵抗体と電源とを接続する。また、第２の電極は、複数の抵抗体群と電源との間の導体の抵抗値を考慮せずに、単純に複数の抵抗体群と電源とを接続する。このようなヒータにおいては、抵抗体および抵抗体群と電源との間の抵抗値のばらつきに起因して、抵抗体および抵抗体群の間で発熱に差が生じるので、記録媒体に加えられる熱にむらが生じ、定着後の画像の品質が低下してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、記録媒体に加えられる熱にむらが生じないようにして、画像の品質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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述された課題を解決するために、一実施形態にかかるヒータは、それぞれ画像形成の対象となる記録媒体の搬送方向の方向に選択的に電源から電力を供給されて発熱し、前記記録媒体の前記搬送方向に沿った中心軸に対して対称に前記記録媒体を加熱する複数の発熱抵抗体と、前記電源と一カ所で接続され、前記複数の発熱抵抗体と前記搬送方向の一方において共通に接続され、前記中心軸に対して対称な位置の発熱抵抗体同士と前記電源とを同じ抵抗値で接続する第１の電極と、前記複数の発熱抵抗体それぞれと前記搬送方向の他方において接続され、少なくとも前記中心軸に対して対称な位置にある発熱抵抗体同士と前記電源とを同じ抵抗値で接続する複数の第２の電極とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示されたブラック用の画像形成部の構成を示す図である。
【図３】図１に示された定着装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示されたヒータのＸ−Ｙ断面図である。
【図５】図４に示されたヒータのＹ−Ｚ平面図である。
【図６】図５に示されたヒータの端子と、これらを選択的に電源と接続するスイッチ回路との接続を示す図である。
【図７】図１に示された制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態において、同一の構成部分には同一の符号が付される。また、各図において、各構成要素のサイズは実施の際とは異なることがあり、また、各図間において、各構成要素のサイズおよびその比率は一定ではない。また、以下の各図においては、図面の複雑化を回避して明確化するために、構成要素の一部が適宜、省略されることがある。
【０００９】
［ＭＦＰ１０］
図１は、実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。図１において、画像形成装置は、複合機（ＭＦＰ；Multi-Function Peripherals）、プリンタ、複写機などであり、以下の説明においてはＭＦＰ１０が具体例とされる。ＭＦＰ１０の本体１１は、上部に操作パネル１４を備え、操作パネル１４は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を備える。
【００１０】
［プリンタ部１７］
ＭＦＰ１０の本体１１は、上部に制御装置３６および中央部にプリンタ部１７を備え、下部に、それぞれ複数の種類のサイズの用紙Ｐのいずれかを収容する複数の給紙カセット１８を備える。プリンタ部１７は、タンデム方式によるカラーレーザプリンタであって、感光体ドラムと、露光装置としてＬＥＤを含む走査ヘッド１９を有する。プリンタ部１７は、スキャナにより読み取られた画像データ、パーソナルコンピュータで作成された画像データなどを処理し、走査ヘッド１９からの光線によって感光体ドラムを走査して、画像データの処理により得られた画像を用紙Ｐに形成する。
【００１１】
プリンタ部１７は、中間転写ベルト２１の下側に、上流から下流側に沿って並列に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備える。また、プリンタ部１７は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応した複数の走査ヘッド１９を含む。なお、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同じ構成をとる。
【００１２】
図２は、図１に示されたブラック用の画像形成部２０Ｋの構成を示す図である。画像形成部２０Ｋは、像担持体の感光体ドラム２２Ｋを有する。画像形成部２０Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの周囲に、回転方向ｔに沿って帯電器２３Ｋ、現像器２４Ｋ、一次転写ローラ２５Ｋ、クリーナ２６Ｋおよびブレード２７Ｋを備える。感光体ドラム２２Ｋの露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光が照射され、静電潜像が形成される。
【００１３】
画像形成部２０Ｋの帯電器２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの表面を一様に帯電する。現像器２４Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりブラックのトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム２２Ｋに供給し、静電潜像を現像する。クリーナ２６Ｋは、ブレード２７Ｋを用いて感光体ドラム２２Ｋ表面の残留トナーを除去する。
【００１４】
また、図１に示されるように、中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１および従動ローラ３２に張架されて循環的に移動する。また、中間転写ベルト２１は、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋに対向して接触する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋに対向する位置には、一次転写ローラ２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２１に一次転写される。ただし、図１においては、図示の都合上、符号２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃは示されず、感光体ドラム２２Ｋ上の一時転写ローラにのみ符号２５Ｋが付される。
【００１５】
中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１に対向して、二次転写ローラ３３が配置される。駆動ローラ３１と二次転写ローラ３３の間を用紙Ｐが通過する間に、二次転写ローラ３３により二次転写電圧が用紙Ｐに印加され、中間転写ベルト２１上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。また、二次転写ローラ３３の下流には定着装置４が設けられる。
【００１６】
［定着装置４］
図３は、図１に示された定着装置４の構成を示す図である。図３に示されるように、定着装置４は、Ｓ方向に周回駆動される加熱装置４００と、加熱装置４００の周回に従って回転する加圧ローラ４４０とを備える。加圧ローラ４４０は、ＰＦＡ（四フッ化エチレン（Ｃ２Ｆ４））とパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）を素材とする保護層４４２、厚さ５ｍｍ程度のシリコンスポンジ層４４４と、φ１０ｍｍ程度の鉄心４４６とを備える。
【００１７】
加熱装置４００の無端状の定着ベルト４０２を備え、定着ベルト４０２は、表面４０４と裏面４０６とを有する。定着ベルト４０２は、厚さ７０μｍのポリイミド（ＰＩ）、厚さ７０μｍ程度のＮｉ、厚さ７０μｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）などの基層の上に、厚さ２００μｍ程度の断熱性のシリコーンゴム層が形成された多層構造をとる。また、加熱装置４００は、定着ベルト４０２とともに加圧ローラ４４０側に押圧され、用紙Ｐを加熱する定着ニップ部を形成するヒータ５０をさらに備える。なお、このような構成により、定着装置４における定着ニップ部の熱応答性は、ハロゲンランプにより加熱される定着ニップ部よりも高い。
【００１８】
［ヒータ５０］
図４は、図３に示されたヒータ５０のＸ−Ｙ断面図である。図５は、図４に示されたヒータ５０のＹ−Ｚ平面図である。図６は、図５に示されたヒータ１の端子Ｔ５０２，Ｔ５０４，Ｔ５０６，Ｔ５０８−１，５０８−２，Ｔ５１０，Ｔ５１２と、これらを選択的に電源と接続するスイッチ回路５６との接続を示す図である。
【００１９】
図４〜図６に示されるように、ヒータ５０は、セラミック基板５１８上に形成された共通側の銀電極５００，５１４と個別側の銀電極５０４，５０６，５０８，５１０，５１２と、抵抗発熱層５２と、セラミック基板５１８、共通側の銀電極５００，５１４と個別側の銀電極５０４，５０６，５０８，５１０，５１２および抵抗発熱層５２を覆う表面保護層５１６と、これらの構成要素を保持する耐熱樹脂製のホルダ５１９とを備える。なお、実際のＭＦＰ１０においては、ヒータ５０は、長手方向（Ｚ軸方向）に３６０ｍｍ程度、短手方向（Ｙ方向）に１０ｍｍ程度の細長い長方形の形状に形成される。
【００２０】
ヒータ５０は、セラミック基板５１８上に銀を素材として形成された６個の銀電極５００，５０４，５０６，５０８，５１０，５１２を備える。銀電極５００の中心軸に対応する部分には、凸部５０２が設けられる。抵抗発熱層５２は、セラミック基板５１８の上に、厚さ１０μｍ程度の銀を素材として、スクリーン（厚膜）印刷工程と同様な製法（印刷と乾燥と焼成とを、この順番に複数回、繰り返す）により積層して形成される。抵抗発熱層５２は、用紙Ｐの搬送方向（Ｙ軸方向）に流れる交流電流の供給を、交流電源５４から選択的に受けて発熱する抵抗体５２０，５２２，５２４，５２６，５２８を備える。
【００２１】
銀電極５０４，５０６それぞれは、ヒータ５０の一方の短辺から引き出された端子Ｔ５０４，Ｔ５０６それぞれと接続される。銀電極５０８は、ヒータ５０の両方の短辺から引き出された端子Ｔ５０８−１，Ｔ５０８−２と接続される。銀電極５１０，５１２それぞれは、ヒータ５０の他の短辺から引き出された端子Ｔ５１０，Ｔ５１２と接続される。銀電極５００の凸部５０２は、ヒータ５０の一方の短辺から引き出された端子Ｔ５０２と接続される。
【００２２】
抵抗体５２０，５２２，５２４，５２６，５２８は、銀電極５００および端子Ｔ５０２を介して交流電源５４に接続される。また、抵抗体５２０，５２２，５２４，５２６，５２８は、スイッチ回路５６、銀電極５０４，５０６，５０８，５１０，５１２および端子Ｔ５０４，Ｔ５０６，Ｔ５０８−１，Ｔ５０８−２，Ｔ５１０，Ｔ５１２を介して選択的に交流電源５４に接続される。
【００２３】
なお、用紙Ｐの中心軸Ａ〜−Ａ上の抵抗体５２８は、中心軸Ａ〜−Ａに対して対象な形状に均一な厚さで、全面にわたって均等に抵抗値が分布するように形成される。また、中心軸Ａ〜−Ａに対して対象な部分に位置する抵抗体５２２，５２８は、同じ厚さおよび中心軸に対称な形状で、全面にわたって同じ抵抗値が均等に分布するように形成される。同様に、中心軸Ａ〜−Ａに対して対象な部分に位置する抵抗体５２４，５２６は、同じ厚さおよび中心軸に対称な形状で、全面にわたって同じ抵抗値が均等に分布するように形成される。従って、抵抗発熱層５２の抵抗体５２０，５２２，５２４，５２６，５２８の発熱の分布は、中心軸Ａ〜−Ａに対して対称となる。
【００２４】
銀電極５００は、中心軸に対して対称で長手方向に長い細長の長方形に、抵抗体５２０，５２２，５２４，５２６，５２８の搬送方向の上流側の辺の全範囲において、０．５ｍｍ程度、重なるように形成される。なお、他の銀電極と抵抗体とが重なる長さも０．５ｍｍ程度である。従って、銀電極５００において、凸部５０２と、中心軸に対して対称な部分に位置する抵抗体５２０，５２８との間の抵抗値は等しく、凸部５０２と、中心軸に対して対称な部分に位置する抵抗体５２２，５２６との間の抵抗値も等しい。
【００２５】
中心軸に対して対称な部分に位置する銀電極５０４と銀電極５１２とは、同じ厚さで中心軸に対して対称な形状に形成される。従って、銀電極５０４における抵抗体５２０と端子Ｔ５０４との間の抵抗値と銀電極５１２における抵抗体５２８と端子Ｔ５０８との間の抵抗値とは等しい。
【００２６】
また、同様に、中心軸に対して対称な部分に位置する銀電極５０６と銀電極５１０とは、同じ厚さで中心軸に対して対称な形状に形成される。従って、銀電極５０６における抵抗体５２２と端子Ｔ５０６との間の抵抗値と、銀電極５１０における抵抗体５２６と端子Ｔ５１０との間の抵抗値とは等しい。
【００２７】
なお、銀電極５００の凸部５０２を含めた短手方向の幅は３．２ｍｍ程度である。また、銀電極５０４，５１２の間の短手方向の幅は０．６ｍｍ程度である。また、銀電極５０６，５１０において、端子Ｔ５０６，Ｔ５１２に接続される部分の短手方向の幅は１，２ｍｍ程度である。また、銀電極５０８において、端子Ｔ５０８−１，Ｔ５０８−２に接続される部分の短手方向の幅は２．４ｍｍ程度である。このように、各銀電極において、各端子と接続される部分の幅を調整することにより、各銀電極における各抵抗体と各端子との間の抵抗値が等しくなるように調整され得る。
【００２８】
図６に示すように、スイッチ回路５６は、外部からのスイッチ制御信号ＳＣに従って、それぞれヒータ５０から引き出される銀電極５０６，５１０の端子Ｔ５０６，Ｔ５１０と、交流電源５４との間を接続または切断するスイッチ５６４を備える。また、スイッチ回路５６は、外部からのスイッチ制御信号ＳＣに従って、ヒータ５０から引き出される銀電極５０４，５１２の端子Ｔ５０４，Ｔ５１２と、交流電源５４との間を接続または切断するスイッチ５６６を備える。
【００２９】
また、スイッチ回路５６は、外部からのスイッチ制御信号ＳＣに従って、ヒータ５０から引き出される銀電極５０８の端子Ｔ５０８−１，Ｔ５０８−２と、交流電源５４との間を接続または切断するスイッチ５６２を備える。なお、銀電極５００の端子Ｔ５０２は、スイッチ回路５６を介さずに交流電源５４に接続される。
【００３０】
［制御装置３６］
図７は、図１に示された制御装置３６の構成を示す図である。図７に示されるように、制御装置３６は、ＣＰＵおよびその周辺回路を含むＣＰＵ３６０と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを含むメモリ３６２と、操作パネル１４が接続される操作パネルインターフェース（ＩＦ）３６４とを備える。
【００３１】
また、制御装置３６は、図１に示された給紙カセット１８と本体１１の排紙トレイとの間の構成要素を制御して、給紙および用紙の搬送を行わせる給紙・搬送制御回路３６８をさらに備える。また、制御装置３６は、プリンタ部１７を制御する画像形成制御回路３７０と、定着装置４の動作を制御する定着制御回路３７２をさらに備える。なお、制御装置３６の各構成要素は、バス３７４を介して相互に接続される。
【００３２】
また、制御装置３６は、図６に示したスイッチ制御信号ＳＣを生成して交流電源５４に含まれるスイッチ５６２，５６４，５６６を、搬送される用紙の幅に適合するように接続または開放させ、搬送される用紙の全面が必要十分に加熱されるように制御する。これらの構成要素により、操作パネルに対するユーザの操作などに従って、ＭＦＰ１０の各構成要素の動作を制御し、ＭＦＰ１０による用紙Ｐへの画像形成を実現する。
【００３３】
なお、以上説明された実施形態におけるように、銀電極５００の中心に凸部５０２を設け、銀電極５００の中心と交流電源５４とを接続するようにすると、銀電極５００の両側と交流電源５４とを接続した場合に比べて、ヒータ５０に流れる電流は共通側の銀電極パターンを中心軸から分岐することによって電圧降下の影響を減らすことが可能になり、ヒータの左右温度ムラを少なくすることができる。また、図５には、ヒータ５０の中心軸上に１個の抵抗体５２４が配設され、中心軸に対称な部分に２組の抵抗体５２０，５２８および抵抗体５２２，５２６が配設される場合が示されたが、ヒータ５０は、中心軸上の抵抗体を有しない構成をとりうる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態が説明されたが、この実施の形態は、例として提示され、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、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。この実施の形態やその変形は、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】
【００３５】
１０  ＭＦＰ（複合機）
１１  本体
１４  操作パネル
１７  プリンタ部
１８  給紙カセット
１９  走査ヘッド
２０  画像形成部
２１  中間転写ベルト
２２  感光体ドラム
２３Ｋ  帯電器
２４Ｋ  現像器
２５Ｋ  一次転写ローラ
２６Ｋ  クリーナ
２７Ｋ  ブレード
３１  駆動ローラ
３３  二次転写ローラ
４  定着装置
４００  加熱装置
４０２  定着ベルト
４０４  表面
４０６  裏面
４４０  加圧ローラ
４４２  保護層
４４４  シリコンスポンジ層
４４６  鉄心
５０  ヒータ
５００，５０４〜５１２  銀電極
Ｔ５０２，Ｔ５０４〜Ｔ５１２  端子
５０２  凸部
５１６  表面保護層
５１８  セラミック基板
５１９  ホルダ
５２  抵抗発熱層
５２０〜５２８  抵抗体
５６  スイッチ回路
５６２〜５６６  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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