(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の端子を備えた電力供給部と、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、を有する画像加熱装置に用いられ前記エンドレスベルトを加熱するヒータであって、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記第１の端子に電気的に接続可能な第１の電気接点と、
前記基板上に設けられ、前記第２の端子に電気的に接続可能な複数の第２の電気接点と、
前記基板の長手方向において所定距離隔てて交互に配置され、前記第１の電気接点と電気的に接続された複数の第１の電極部と、前記第２の電気接点と電気的に接続された複数の第２の電極部と、を備えた複数の電極部と、
隣り合う前記電極部の各々が電気的に接続されるように配置され、前記電力供給部からの電力供給により発熱する複数の発熱部と、
前記第１の電気接点と前記複数の第１の電極部を電気的に接続する第１の配線部と、
前記複数の第２の電気接点と前記複数の第２の電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第２の配線部と、を有し、
前記複数の発熱部は前記基板の短手方向における前記基板の中央に対してシートの搬送方向において上流側にオフセット配置され、前記第１の配線部はシートの搬送方向において前記複数の発熱部よりも上流側に配置され、前記複数の第２の配線部はシートの搬送方向において前記複数の発熱部よりも下流側に配置されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
第１及び第２の端子を備えた電力供給部と、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、を有し、シート上の画像を加熱する画像加熱装置において、請求項１に記載のヒータを有することを特徴とする画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ及びこれを備えた画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置では、シートにトナー像を形成し、これを定着装置（画像加熱装置）により加熱、加圧することでシートに定着させている。このようにして用いる定着装置としては、可撓性を有する薄肉のベルトの内面にヒータを当接させてベルトに熱を与える方式の定着装置が提案されている（特許文献１）。このような定着装置は構成が低熱容量であるため、立ち上げ処理を短時間で行うことができる。
【０００３】
また、特許文献１には、シートの幅サイズに応じてヒータの発熱領域の幅を変更することが開示されている。図１０は、特許文献１に記載の定着装置の回路図である。この定着装置は、電極１０２７（１０２７ａ〜１０２７ｔ）が基板１０２１の長手方向に並べて配置されている。そして、基板の短手方向中央に配置された抵抗発熱層１０２５（１０２５ａ〜１０２５ｓ）へ各電極から通電することで抵抗発熱層１０２５を発熱させている。
【０００４】
また、この定着装置では、各電極が基板上に形成された配線層１０２９（１０２９ｃ、１０２９ｄ、１０２９ｇ、１０２９ｈ、１０２９ｉ、１０２９ｊ）に接続されている。各配線層は基板の長手方向端部へと延びており、配線部材によって電源供給回路に接続される。詳細には、複数の電極に接続された配線層１０２９ｄと、電極１０２７ｂに接続された配線層１０２９ｈと、電極１０２７ｄに接続された配線層１０２９ｇが基板の長手方向一端へと延びている。なお、配線層１０２９ｄと接続する複数の電極とは、電極１０２７ａ、１０２７ｃ、１０２７ｅ、１０２７ｇ、１０２７ｉ、１０２７ｋ、１０２７ｍ、１０２７ｏである。複数の電極に接続された配線層１０２９ｃと、電極１０２７ｑに接続された配線層１０２９ｉと、電極１０２７ｓに接続された配線層１０２９ｊが基板の長手方向他端へと延びている。なお、配線層１０２９ｃと接続する複数の電極とは、電極１０２７ｆ、１０２７ｈ、１０２７ｊ、１０２７ｌ、１０２７ｎ、１０２７ｐ、１０２７ｒ、１０２７ｔである。
【０００５】
基板の長手方向の一端において、電極１０２７ａと配線層１０２９ｇ、１０２９ｈはそれぞれ配線部材に接続される。基板の長手方向の他端において、電極１０２７ｔと配線層１０２９ｉ、１０２９ｊはそれぞれ配線部材に接続される。こうして、発熱体１００６は電源供給回路に電気的に接続される。
【０００６】
電源供給回路は、交流電源とスイッチ１０３３（１０３３ｅ、１０３３ｆ、１０３３ｇ、１０３３ｈ、１０３３ｉ、１０３３ｊ、１０３３ｋ、１０３３ｌ）を備えており、スイッチ１０３３のオン・オフの組み合わせによって各配線の接続パターンを変化させる。つまり、各配線層１０２９は電源供給回路内の接続パターンに応じて電源端子１０３１ａ側か電源端子１０３１ｂ側のいずれかに接続される。このような構成により、シートの幅サイズに応じて抵抗発熱層１０２５の発熱領域の幅を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−３７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等の検討によれば、図１０に示すヒータの構成の場合、改善の余地があることを見出した。具体的には、ヒータが基板の短手方向において偏って温度上昇してしまうことを見出した。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ヒータが基板の短手方向において偏って温度上昇してしまうのを抑制することができるヒータ及び画像加熱装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第１及び第２の端子を備えた電力供給部と、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、を有する画像加熱装置に用いられ前記エンドレスベルトを加熱するヒータであって、基板と、前記基板上に設けられ、前記第１の端子に電気的に接続可能な第１の電気接点と、前記基板上に設けられ、前記第２の端子に電気的に接続可能な複数の第２の電気接点と、前記基板の長手方向において所定距離隔てて交互に配置され、前記第１の電気接点と電気的に接続された複数の第１の電極部と、前記第２の電気接点と電気的に接続された複数の第２の電極部と、を備えた複数の電極部と、隣り合う前記電極部の各々が電気的に接続されるように配置され、前記電力供給部からの電力供給により発熱する複数の発熱部と、前記第１の電気接点と前記複数の第１の電極部を電気的に接続する第１の配線部と、前記複数の第２の電気接点と前記複数の第２の電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第２の配線部と、を有し、前記複数の発熱部は前記基板の短手方向における前記基板の中央に対してシートの搬送方向において上流側にオフセット配置され、前記第１の配線部はシートの搬送方向において前記複数の発熱部よりも上流側に配置され、前記複数の第２の配線部はシートの搬送方向において前記複数の発熱部よりも下流側に配置されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】定着装置の短手断面の図である。
【図３】定着装置の長手断面の図である。
【図４】ヒータの給電構成の説明図である。
【図５】ヒータの構成図である。
【図６】コネクタについて説明する図である。
【図７】比較例のヒータの構成を示す図である。
【図８】ヒータの構成を示す図である。
【図９】（ａ）はヒータへの給電方式を説明する図であり、（ｂ）はヒータの発熱領域の切り替え方式を説明する図である。
【図１０】（ａ）は大サイズ時のヒータの回路図であり、（ｂ）は、小サイズ時のヒータの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施の形態について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、画像形成装置について、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタを例に説明する。以降の説明において、このレーザービームプリンタをプリンタ１と呼ぶ。
【実施例１】
【００１５】
［画像形成部］
図１は、本実施例の画像形成装置であるプリンタ１の断面図である。プリンタ１は、画像形成部１０において感光ドラム１１に形成したトナー画像をシートＰに転写して、定着装置４０でシートＰに画像を定着させて、シートＰに画像を形成する画像形成装置である。以下、図１を用いてその構成を詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、プリンタ１は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成する画像形成部（画像形成ステーション）１０を備えている。画像形成部１０は図１の左側から順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色に対応した４つの感光ドラム１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ）を備えている。また、各感光ドラム１１の周囲には同様の構成として以下が配置されている。帯電器１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ）。露光装置１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ）。現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂｋ）。一次転写ブレード１７（１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋ）。クリーナ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ）。以後、Ｂｋ色のトナー画像を形成する構成について代表して説明し、他色に対応した構成については同一の記号を用いて記載してその説明を省略する。したがって、特に区別のない場合には上述した構成を次のように表記する。つまり、単に感光ドラム１１、帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ブレード１７、クリーナ１５と称する。
【００１７】
電子写真感光体としての感光ドラム１１は駆動源（不図示）によって矢印方向（図１中の反時計回り方向）に回転駆動する。感光ドラム１１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ブレード１７、クリーナ１５が配置されている。
【００１８】
感光ドラム１１は、帯電器１２によってその表面をあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、画像情報に応じてレーザ光を照射する露光装置１３によって露光され、静電潜像を形成される。この静電潜像は、現像装置１４によってＢｋ色のトナー画像になる。このとき他の色についても同様の工程がおこなわれる。そして、各感光ドラム１１上のトナー画像は、一次転写ブレード１７によって、中間転写ベルト３１に順次一次転写される。一次転写後、感光ドラム１１に転写されず残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。こうして、感光ドラム１１の表面は清浄になり、次の画像形成が可能な状態となる。
【００１９】
一方、給送カセット２０又はマルチ給送トレイ２５に置かれたシートＰは、給送機構（不図示）によって１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。シートＰとは、その表面に画像が形成される部材である。シートＰの具体例として、普通紙、厚紙、樹脂製のシート状部材、オーバーヘッドプロジェクター用フィルムなどがある。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦止めて、シートＰが搬送方向に対して斜行している場合はその向きを真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー画像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。ローラ３５は、ベルト３１上のカラーのトナー画像をシートＰに転写する。その後、シートＰは定着装置（画像加熱装置）４０に向かって送り込まれる。そして、定着装置４０は、シートＰ上のトナー画像Ｔを加熱、加圧してシートＰに定着処理（画像加熱処理）を行う。
【００２０】
［定着装置］
次に、プリンタ１に用いられる画像加熱装置である定着装置４０について説明する。図２は、定着装置４０の短手断面の図である。図３は、定着装置４０の長手断面の図である。図４は、ヒータ６００の給電構成の図である。図５は、ヒータ６００の構成を示す図である。
【００２１】
定着装置４０は、ヒータユニット６０（以後、ユニット６０と呼ぶ）によってシート上の画像を加熱する画像加熱装置である。ユニット６０は、可撓性の薄肉の定着ベルト６０３（エンドレスベルト）を、ベルト６０３の内部に配置された当接するヒータ６００によって加熱する低熱容量な構成となっている。そのため、ベルト６０３を効率よく加熱することができ、定着開始時の立ち上げ性能に優れている。図２に示すように、ベルト６０３がヒータ６００と加圧ローラ７０（以後、ローラ７０と呼ぶ）に挟持されるとニップ部Ｎが形成される。そして、ベルト６０３は矢印方向（時計回り、図２）に、ローラ７０は矢印方向（反時計回り、図２）に回転して、ニップ部Ｎに給送されたシートＰを挟持して搬送する。このとき、ヒータ６００の熱がベルト６０３を介してシートＰに付与されるため、シートＰ上のトナー画像Ｔはニップ部Ｎにて加熱・加圧されてシートＰに定着される。定着ニップ部Ｎを通過したシートＰはベルト６０３から分離され排出される。本実施例では、上述のようにして定着処理が行われる。以下、定着装置４０の構成について図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
ユニット６０は、シートＰ上の画像を加熱・加圧する為のユニットである。ユニット６０は、その長手方向がローラ７０の長手方向と平行となるように設けられている。ユニット６０は、ヒータ６００と、ヒータホルダ６０１と、支持ステー６０２と、ベルト６０３を備えている。
【００２３】
ヒータ６００は、ベルト６０３の内面に摺動可能に当接してベルト６０３を加熱する加熱部材である。また、ヒータ６００は、ニップ部Ｎの幅が所望の幅となるように、ベルト６０３をその内面側からローラ７０に向けて押圧する。ヒータ６００は、幅（図５の上下方向長さ）５〜２０ｍｍ、ベルト６０３の幅方向に沿う長手方向長さ（図５の左右方向長さ）３５０〜４００ｍｍ、厚み０．５〜２ｍｍの板状の部材である。ヒータ６００はシートＰの搬送方向に直交する方向（シートＰの幅方向）を長手とする基板６１０と、発熱層としての抵抗発熱体６２０（以後、発熱体６２０と呼ぶ）を備えている。
【００２４】
ヒータ６００は、ヒータホルダ６０１の下面にヒータホルダ６０１の長手方向に沿って固定されている。なお、本実施例では、基板６１０の裏面側（ベルト６０３と摺動しない面側）に発熱体６２０を設けているが、これを基板６１０の表面側（ベルト６０３と摺動する面側）に設けてもよい。しかしながら、ヒータ６００は、ベルト６０３に与える熱にムラが生じないように、基板６１０の均熱効果が得られる基板６１０の裏面側に発熱体６２０を設ける構成が望ましい。ヒータ６００の詳細は後述する。
【００２５】
ベルト６０３は、シート上の画像をニップ部Ｎにて加熱する円筒状（エンドレス状、無端状）のベルト（フィルム）である。ベルト６０３としては、例えば、基材６０３ａ上に弾性層６０３ｂを設け、弾性層６０３ｂ上に離型層６０３ｃを設けたものが用いられる。基材６０３ａとしては、ステンレスやニッケル等の金属材料や、ポリイミド等の耐熱樹脂などが用いられる。弾性層６０３ｂとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性及び耐熱性を有する材料を用いることができる。離型層６０３ｃとしては、フッ素樹脂やシリコーン樹脂を用いることが出来る。
【００２６】
本実施例のベルト６０３は、外径φ３０ｍｍ、長手方向（幅方向、図２中の奥手前方向）の長さは３３０ｍｍ、厚み３０μｍの円筒状のニッケル部材を基材６０３ａとして用いている。そして、この基材６０３ａ上に厚み４００μｍのシリコーンゴムの弾性層６０３ｂを形成し、さらに、厚み２０μｍのフッ素樹脂チューブ（離型層６０３ｃ）を弾性層６０３ｂ上に被覆している。
【００２７】
なお、ベルト６０３との接触面側の基板６１０には摺動層６０３ｄとして、厚さ１０μｍのポリイミド層を設けてもよい。ベルト６０３にポリイミド層を設けた場合、定着ベルト６０３とヒータ６００の間の摺擦抵抗を低減してベルト６０３内面の磨耗を抑制することができる。さらに摺動性を高める場合は、ベルト内面にグリス等の潤滑剤を塗布するとよい。
【００２８】
ヒータホルダ６０１（以後、ホルダ６０１と呼ぶ）は、ヒータ６００をベルト６０３の内面に向かって押圧した状態で保持する部材である。また、ホルダ６０１は、ベルトとの接触面が曲面形状をしており、ベルト６０３の回転軌道を規制する機能を備えている。ホルダ６０１には、耐熱性の樹脂等が用いられる。本例では、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。
【００２９】
支持ステー６０２は、ホルダ６０１を介してヒータ６００を支持する。支持ステー６０２は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施例においてはＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を使用した。
【００３０】
図３に示すように、支持ステー６０２は、その長手方向の両端部において、左右のフランジ４１１ａ、４１１ｂに支持されている。フランジ４１１ａ、４１１ｂを総称してフランジ４１１と呼ぶ。フランジ４１１は、ベルト６０３の長手方向の移動、および周方向の形状を規制している。フランジ４１１には耐熱性の樹脂等が用いられる。本実施例ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用した。
【００３１】
フランジ４１１ａと加圧アーム４１４ａとの間には加圧バネ４１５ａが縮められた状態で設けられている。フランジ４１１ｂと加圧アーム４１４ｂとの間にも加圧バネ４１５ｂが縮められた状態で設けられている。以後、加圧バネ４１５ａ、４１５ｂを総称して加圧バネ４１５と呼ぶ。このような構成により、フランジ４１１、支持ステー６０２を介して、加圧バネ４１５の弾性力がヒータ６００に伝わる。そして、ベルト６０３がローラ７０の上面に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅のニップ部Ｎが形成される。本実施例に於ける加圧力は一端側が１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）、総加圧力が３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。
【００３２】
図３に示すように、コネクタ７００は、ヒータ６００に給電を行うためにヒータ６００と電気的に接続する給電部材である。コネクタ７００は、ヒータ６００の長手方向一端側に着脱可能に取り付けられる。コネクタ７００はヒータ６００に対して簡便に着脱可能に設けられているため、定着装置４０の組立や、ベルト６０３やヒータ６００が破損した際の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れている。コネクタ７００の詳細は後述する。
【００３３】
図２に示すように、ローラ７０は、ベルト６０３の外面に当接することでベルト６０３と協働してニップ部Ｎを形成するニップ形成部材である。ローラ７０には、金属製の芯金７１上に弾性層７２が、弾性層７２上に離型層７３が順に積層した多層構造となっている。芯金７１の材料の例としてはＳＵＳ（ステンレス鋼）、ＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）、Ａｌ（アルミニウム）等が挙げられる。弾性層７２の材料の例としては弾性ソリッドゴム層、弾性スポンジゴム層、あるいは弾性気泡ゴム層が挙げられる。離型層７３の材料の例としてはフッ素樹脂材料が挙げられる。
【００３４】
本実施例のローラ７０は、鉄製の芯金７１と、芯金７１上の発泡シリコーンゴムの弾性層７２と、弾性層７２上のフッ素樹脂チューブの離型層７３とを備えた構成となっている。また、ローラ７０の弾性層７２及び離型層７３を有する部分の寸法は、外径φ３０ｍｍ、長さ３３０ｍｍである。
【００３５】
図３に示すように、ローラ７０の芯金７１は、側板４１の奥側と手前側の軸受け４２ａ、４２ｂを介して回転可能に保持されている。また、芯金７１の軸線方向の一方側の端部にはギアＧが設けられており、モータＭの駆動力をローラ７０の芯金７１に伝達する。図２に示すように、モータＭからの駆動力が伝達されたローラ７０は矢印方向（時計回り）に回転駆動する。そして、ニップ部Ｎにてローラ７０を介してベルト６０３に駆動力を伝達することで、ベルト６０３を矢印方向（反時計回り）に従動回転させる。そして、ローラ７０は、ニップ部Ｎで挟持したシートＰを上流側から下流側へと搬送する搬送回転体として機能する。
【００３６】
制御回路１００は、各種制御に伴う演算を行うＣＰＵと、各種プログラムを記憶したＲＯＭ等の不揮発媒体を備えた回路である。このＲＯＭにはプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこれを読みだして実行することで、各種制御を実行する。なお、制御回路１００としては、同様の機能を果たせばＡＳＩＣ等の集積回路などでもよい。
【００３７】
図４に示すように、制御回路１００は、電源回路１１０の通電内容を制御するように電源回路１１０と電気的に接続されている。制御回路１００は、メインサーミスタ６３０の出力を取得するようにメインサーミスタ６３０に電気的に接続されている。制御回路１００は、サブサーミスタ６３１の出力を取得するようにメインサーミスタ６３０に電気的に接続されている。制御回路１００はモータＭの通電を制御するためにモータＭに電気的に接続されている。
【００３８】
モータＭは、ギアＧを介してローラ７０を駆動する駆動手段である。制御回路１００によって通電が行われると、モータＭはギアＧの回転（駆動）を開始する。制御回路１００はモータＭの回転制御を行う。制御回路１００は、モータＭを介してローラ７０とベルト６０３を所定の速度で回転させる。そして、定着処理の実行にともないニップ部Ｎにて狭持搬送するシートＰの速度が、所定のプロセススピード（例えば２００［ｍｍ／ｓｅｃ］）となるように調整する。
【００３９】
メインサーミスタ６３０は、ヒータ６００の裏面側（摺動面とは反対側）の長手中央付近に配設された温度センサである。メインサーミスタ６３０は、発熱体６２０とは絶縁された状態でヒータ６００に接着されている。メインサーミスタ６３０は、ヒータ６００の温度を検知する機能を担っている。図４に示すように、メインサーミスタ６３０は、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１００に接続しており、検知した温度に応じた出力を制御回路１００に送信する。
【００４０】
制御回路１００はメインサーミスタ６３０から取得した温度情報を電源回路１１０の通電制御に反映させている。つまり、制御回路１００は、メインサーミスタ６３０の出力をもとに、電源回路１１０を介してヒータ６００へ供給する電力を制御している。本実施例では、制御回路１００が電源回路１１０の出力の波数制御を行うことで、ヒータ６００の発熱量を調整する。このような制御をおこなうことで、ヒータ６００は定着を行う所定の温度（例えば、２００度）で一定に維持される。
【００４１】
サブサーミスタ６３１は、ヒータ６００の裏面側において発熱幅Ａ（図４）の端部側に配設されている。サブサーミスタ６３１はこのような配置されることで、シートＰとしてＡ４サイズを縦送りする場合やＡ５サイズを横送りする場合に、ヒータ６００の長手方向においてシートＰが非通過となる領域の温度を検知できる。このサブサーミスタ６３１の検知温度が予め定められた値（例えば、２７０度）を超えた場合には、シートＰの給送間隔を長くしてスループットを下げ、それによってシートＰの非通過部の温度上昇を抑えるという制御を行う。すなわち、制御回路１００は、サブサーミスタ６３１から取得した温度情報をもとに印刷速度を変更し、プリンタ１の各制御に反映させる。
【００４２】
［ヒータ］
次に、定着装置４０に用いられるヒータ６００についてその構成を詳細に説明する。図９（ｂ）は、ヒータ６００に用いる発熱領域（シートに対する加熱領域）の切り替え方式を説明する説明図である。以下の説明において、定着装置４０及びこの定着装置４０を構成する部材に関し、長手方向（幅方向）とはシートＰの面において搬送方向と直交する方向（左右方向、図３）である。短手方向とはシートＰの面において搬送方向と平行な方向（上下方向、図５）である。また、定着装置４０の正面とは、定着装置４０をシート入口側からみた面、背面とはその反対側のシート出口側から見た面である。定着装置４０の左右とは、定着装置４０を正面（図３）から見て左または右である。上流側と下流側とは、シート搬送方向に関して、上流側と下流側である。
【００４３】
本実施例のヒータ６００は、図９（ａ）、（ｂ）に示す発熱方式を用いるヒータである。図９（ａ）に示すように、Ａ配線にはＡ電極〜Ｃ電極が接続されており、Ｂ配線（Ｂ１配線、Ｂ２配線、Ｂ３配線）にはＤ電極〜Ｆ電極が接続されている。これら電極は、基板の長手方向において、所定距離隔てて設けられている。Ａ配線に接続する電極とＢ配線に接続する電極は長手方向（左右方向、図９（ａ））に交互に並べて配置されており、各電極の間には通電によって発熱する発熱体（発熱部）が接続されている。なお、電極と配線は同様に形成される導電性のパターン（導線部分）である。本実施例上においては、発熱体と電気的に接続するために基板の短手方向に延びた導線部分を電極（電極部）と呼び、電圧が印加された部分と電極を結ぶ役割を果たす基板の長手方向に延びた導線部分を配線（給電線、配線部）と呼ぶ。Ａ配線とＢ配線の間に電圧Ｖが印加されると、隣り合う電極の間には電位差が生じる。そして、図中の矢印で示すように、隣り合う発熱体で流れる電流の向きが互い違いとなるように、各発熱体に電流が流れる。本方式のヒータはこのように発熱を行う。
【００４４】
また、図９（ｂ）に示すように、配線３にスイッチ３を設けてＢ配線とＦ電極の接続を切断したとき、Ｂ電極とＣ電極は同電位であるので、その間では発熱体に電流が流れなくなる。本方式では、長手方向に並べられた発熱体のそれぞれに個別に通電が行われるため、複数に分岐したＢ配線（Ｂ１配線、Ｂ２配線、Ｂ３配線）のうちの一部を切断することで、複数の発熱体の一部だけを発熱させることができる。つまり本方式ではＢ１配線、Ｂ２配線、Ｂ３配線にスイッチ１、スイッチ２、スイッチ３を設けることで発熱領域を切り替えることができる。ヒータ６００は、上述した方式を用いて発熱体６２０の発熱領域を切り替え可能に構成している。
【００４５】
ところで、ジュール熱を生じる発熱体は通電が行われるのであれば電流の向きに関係なく発熱するが、本方式のように長手方向に沿った向きに電流が流れるように発熱体と電極を配置することが好ましい。なぜならば、本方式では、発熱体に流れる電流が短手方向（長手方向と直交する方向、図９（ａ）において上下方向）に沿った向きとなるように電極を配置する構成と比べて次のような利点があるからである。発熱体に通電してジュール発熱をさせる場合、発熱体はその抵抗に応じた発熱を行うため、発熱体は抵抗が所望の値となるように流す電流の向きに応じて寸法、材質が設計される。このとき、発熱体を設ける基板の寸法は、長手方向に比べて短手方向が非常に短い。そのため、短手方向に電流を流す場合、低抵抗の材料を用いて発熱体に所望の抵抗を持たせることは困難である。一方で、長手方向に電流を流す場合、低抵抗の材料を用いて発熱体に所望の抵抗を持たせることは比較的に容易である。また、発熱体に高抵抗の材料を用いる場合、発熱体の厚みムラにより通電時に温度ムラを招く虞がある。
【００４６】
例えば、スクリーン印刷等によって基板の長手方向に沿って発熱体材料を塗布する場合、その短手方向において５％程度の厚みムラを生じることがある。これは、ヘラ状の部材の短手方向の微少な圧力差によって発熱体材料の塗りムラを生じるためである。したがって、本方式のように長手方向に通電するように発熱体と電極を配置する構成が好ましい。
【００４７】
また、長手方向に並べられた発熱体のそれぞれに個別に通電を行う場合、本方式のように隣り合う発熱体で流れる電流の向きが互い違いとなるように発熱体と電極を配置することが好ましい。発熱体と電極の他の配置方法としては、両端が電極に接続された複数の発熱体を、長手方向に並べて配置して、長手の同一方向に通電する方法が考えられる。しかしながらこの方法では隣り合う発熱体間に２つの電極が配置されるため、短絡の虞がある。また、求められる電極の数が増え、発熱体間に大きな非発熱部を生じてしまう。そのため、本方式のように隣り合う発熱体の間に位置する電極を兼用するように発熱体と電極を配置することが望ましい。この配置方法により、電極間での短絡の虞を解消し、また、電極間のスペースを無くすことができる。
【００４８】
なお、本実施例では、図９（ａ）のＡ配線に相当するものが図５で示した共通給電配線６４０であり、図９（ａ）のＢ配線に相当するものが図５の対向給電配線６５０、６６０ａ、６６０ｂである。また、図９（ａ）のＡ電極〜Ｃ電極に相当するものがそれぞれ図５の共通電極６４２ａ〜６４２ｇであり、Ｄ電極〜Ｆ電極に相当するものが、対向電極６５２ａ〜６５２ｄ、６６２ａ、６６２ｂである。また、図９（ａ）の発熱体に相当するものが、発熱体６２０ａ〜６２０ｌである。以後、共通電極６４２ａ〜６４２ｇを総称して電極６４２と呼ぶ。対向電極６５２ａ〜６５２ｄを総称して電極６５２と呼ぶ。対向電極６６２ａ〜６６２ｂを総称して電極６６２と呼ぶ。配線６６０ａ、６６０ｂを総称して配線６６０と呼ぶ。発熱体６２０ａ〜６２０ｌを総称して発熱体６２０と呼ぶ。以下、ヒータ６００の構成について図面を用いて詳細に説明する。
【００４９】
図６に示すように、ヒータ６００は、基板６１０と、基板６１０上の発熱体６２０と、導体のパターン（給電配線）と、発熱体６２０と導体のパターン（給電配線）を覆う絶縁コート層６８０を備えている。
【００５０】
基板６１０は、ヒータ６００の寸法や形状を決定する部材であり、ローラ７０と協働してベルト６０３を挟み込むようにベルト６０３の内面にその長手方向に沿って接触する部材である。基板６１０の材料には、耐熱性・熱伝導性・電気絶縁性などに優れたアルミナ・窒化アルミ等のセラミック材料が用いられる。本実施例では長手方向（左右方向、図５）長さが３８０ｍｍ、短手方向（上下方向、図５）長さが９ｍｍ、厚さ１ｍｍの窒化アルミの板部材を用いている。アルミナ板の熱伝導率は３０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］である。
【００５１】
基板６１０の裏面上（基板上）には、導電厚膜ペーストを用いて厚膜印刷法（スクリーン印刷法）によって発熱体６２０と導体パターン（給電配線）が形成されている。本実施例では、導体パターンには抵抗率が低くなるように銀ペーストが用いられており、発熱体６２０には抵抗率が高くなるように銀−パラジウム合金のペーストが用いられている。なお、発熱体を形成するペーストしては酸化ルテニウムのペースト等を用いてもよい。また、発熱体６２０と導体のパターンは、図６に示すように、耐熱性ガラスからなる絶縁コート層６８０によって被覆されており、リークやショートが生じないように電気的に保護されている。
【００５２】
図５に示すように、基板６１０の長手方向の一端側６１０ａには、導体パターンの一部としての電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂが設けられている。基板６１０の長手方向の他端側６１０ｃには、発熱体６２０と、導体パターンの一部としての電極６４２ａ〜６４２ｇ及び電極６５２ａ〜６５２ｅ、６６２ａ〜６６２ｂが設けられている。基板の一端側６１０ａと他端側６１０ｃの間には、中間領域６１０ｂが設けられている。
【００５３】
さらには図５に示すように、発熱体６２０よりも基板６１０の短手方向の一端側６１０ｄには、導体パターンの一部としての単一線からなる配線６４０が設けられている。発熱体６２０よりも基板６１０の短手方向の他端側６１０ｅには、導体パターンの一部としての複数線からなる配線６５０、６６０が設けられている。上述した構成を基板６１０上の限られたスペースに配置しようとした場合、発熱体６２０は、基板６１０の短手方向において、中央よりも配線６４０側にオフセット配置される。これは、配線６４０が単一線であるのに対して、配線６５０、６６０は複数線であり、広い配置スペースが求められるからである。
【００５４】
本実施例では、具体的には、基板６１０の短手方向長さ９ｍｍに対して、発熱体６２０の幅（短手方向長さ）を２ｍｍとし、基板の一端側６１０ｄの幅を２ｍｍ、基板の他端側６１０ｅの幅を５ｍｍとした。つまり、発熱体６２０は、基板６１０の短手方向（シート搬送方向）の中央から１．５ｍｍだけ配線６４０側にオフセットしている。
【００５５】
発熱体６２０（６２０ａ〜６２０ｌ）は、通電によってジュール熱を生じる抵抗体である。発熱体６２０は、基板６１０上にその長手方向に沿った１つの発熱体として形成されている。発熱体６２０は抵抗値が所望の値となるように、幅（短手方向長さ）１〜４ｍｍ、厚み５〜２０μｍに調整されている。本実施例の発熱体６２０は、幅２ｍｍ、厚み１０μｍである。また、発熱体６２０の長手方向の総長さは３２０ｍｍであり、Ａ４サイズ（幅２９７ｍｍ）のシートＰを加熱可能な長さを有する。
【００５６】
発熱体６２０上には後述する７本の電極６４２ａ〜６４２ｇが長手方向に間隔をあけて並べて積層されている。換言すると、発熱体６２０は電極６４２ａ〜６４２ｇによって長手方向に６つの区間に区切られている。さらに、発熱体６２０の長手方向における各区間の中央部には６本の電極６５２、６６２（６５２ａ〜６５２ｄ、６６２ａ、６６２ｂ）の１つがそれぞれ積層されている。こうして、発熱体６２０は合計１２の小区間に区切られる。１２の小区間に区切られた発熱体６２０は複数の発熱体６２０ａ〜６２０ｌとみなすことができる。別の見方をすれば、複数の発熱体６２０ａ〜６２０ｌは、隣り合う電極同士を電気的に接続しているといえる。このような構成により、ヒータは、その長手方向において部分的に発熱することができる。
【００５７】
なお、発熱体６２０は抵抗値が長手方向でほぼ均一となるように形成されており、本実施例においては９２．４Ωである。また、発熱体６２０ａ、６２０ｂと６２０ｋ、６２０ｌの長手方向の寸法は２５ｍｍであり、発熱体６２０ｃ〜６２０ｊの長手方向の寸法は２７．５ｍｍである。これは、発熱体６２０ｃ〜６２０ｊからなる発熱幅Ａ（図４）の長手方向の寸法（２２０ｍｍ）が、装置に導入可能な最大幅のシートよりも幅狭の小サイズのシート（幅サイズ：２１０ｍｍ）を加熱するのに適した寸法とするためである。さらには、発熱体６２０ａ、６２０ｂと６２０ｋ、６２０ｌの寸法を発熱体６２０ｃ〜６２０ｊの寸法よりも短くすることにより、発熱体６２０の両端部における発熱量を大きくすることで、発熱体６２０の端部での放熱による温度ダレを防止することもできる。なお、発熱体６２０上の電極６４２及び電極６５２、６６２が形成された位置では、発熱体６２０はほぼ発熱しない。しかしながら、基板６１０の均熱作用があるため、電極の太さを１ｍｍ以下に抑えることで、定着処理への影響は無視できる程度となる。本実施例の各電極の太さは１ｍｍ以下となっている。
【００５８】
電極６４２（６４２ａ〜６４２ｇ）は、上述した導体パターンの一部である。電極６４２は、発熱体６２０の長手方向と直交するように基板６１０の短手方向に沿って設けられる。本実施例では、電極６４２は発熱体６２０上に積層するように設けられている。電極６４２は、本実施例では、発熱体６２０に接続する電極のうち、発熱体６２０の長手方向一端から奇数番目に位置する各電極である。電極６４２は、後述する単一線からなる配線６４０等を介して、電源回路１１０の一方側の端子１１０ａに接続する。
【００５９】
電極６５２、６６２は、上述した導体パターンの一部である。電極６５２、６６２は、発熱体６２０の長手方向と直交するように基板６１０の短手方向に沿って設けられる。電極６５２、６６２は発熱体６２０に接続する電極のうち、上述した電極６４２以外の電極である。つまり、本実施例では、発熱体６２０の長手方向一端から偶数番目に位置する各電極である。
【００６０】
つまり、電極６４２と電極６６２、６５２は発熱体の長手方向に交互に並べて配置されている。電極６５２、６６２は、後述する複数線からなる配線６５０、６６０等を介して、電源回路１１０の他方側の端子１１０ｂに接続する。
【００６１】
電極６４２及び、電極６５２、６６２は発熱体６２０に給電する為の電極部として機能を有する。なおここでは、発熱体６２０の長手方向一端から奇数番目を電極６４２、発熱体６２０の長手方向端部から偶数番目を電極６５２、６６２として説明したが、ヒータ６００はこの構成には限られない。例えば、発熱体６２０の長手方向一端から偶数番目を電極６４２、発熱体６２０の長手方向端部から奇数番目を電極６５２、６６２としてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、発熱体６２０に接続する全ての電極うちの４つを電極６５２として設けている。また、発熱体６２０に接続する全ての電極うちの２つを電極６６２として設けている。しかしながら、電極の割り振りは本実施例の構成には限られず、ヒータ６００が対応する発熱幅に応じて適宜変更してよい。例えば、電極６５２を２つ、電極６６２を４つとしてもよい。
【００６３】
配線６４０は、上述した導体パターンの一部である。配線６４０は、基板６１０の短手方向の一端側６１０ｄにおいて基板６１０の長手方向に沿って基板の一端側６１０ａへと延びている。配線６４０は発熱体６２０（６２０ａ〜６２０ｌ）に接続された電極６４２（６４２ａ〜６４２ｇ）に接続されている。配線６４０は後述する電気接点６４１に接続されている。本実施例では、発熱体６２０と配線６４０が並ぶ領域において、基板の短手方向における配線６４０の幅は１ｍｍであり、その短手方向の両隣には絶縁のための間隔がそれぞれ０．５ｍｍずつ設けられている。したがって、基板６１０の短手方向の一端側６１０ｄは２ｍｍである。
配線６５０は、上述した導体パターンの一部である。配線６５０は基板６１０の短手方向の他端側６１０ｅにおいて基板６１０の長手方向に沿って基板の一端側６１０ａへと延びている。また、配線６５０は発熱体６２０（６２０ｃ〜６２０ｊ）に接続された電極６５２（６５２ａ〜６５２ｄ）に接続されている。配線６５０は後述する電気接点６５１に接続されている。
【００６４】
配線６６０（６６０ａ、６６０ｂ）は、上述した導体パターンの一部である。第３の配線としての配線６６０ａは基板６１０の短手方向他端側６１０ｅにおいて基板６１０の長手方向に沿って基板の一端側６１０ａへと延びている。また、配線６６０ａは発熱体６２０（６２０ａ、６２０ｂ）に接続された電極６６２ａに接続されている。また、配線６６０ａは、後述する電気接点６６１ａに接続されている。配線６６０ｂは基板６１０の短手方向他端側６１０ｅにおいて基板６１０の長手方向に沿って基板の一端側６１０ａへと延びている。配線６６０ｂは発熱体６２０に接続する電極６６２ｂに接続されている。また、配線６６０ｂは、後述する電気接点６６１ｂに接続されている。本実施例では、発熱体６２０と配線６５０ａ、６６０、６６０ｂが並ぶ領域において、基板６１０の短手方向における配線６５０、６６０の幅はそれぞれ１ｍｍである。また、各配線の短手方向の両隣には絶縁のための間隔がそれぞれ０．５ｍｍずつ設けられる。したがって、基板６１０の短手方向の他端側６１０ｅは５ｍｍである。
【００６５】
なお、配線６４０及び配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの幅は本実施例での幅に限定されるものではない。例えば、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂのそれぞれに流れる電流が集中して流れる配線６４０は、不要な発熱を抑制するため、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂよりも幅を太く設けてもよい。このとき、配線６４０の幅は、大きくても配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの総幅だけあれば十分である。したがって、配線６４０の幅が太くなった場合でも、複数の配線間が並ぶことで複数の絶縁間隔が求められる基板の他端側６１０ｅは、基板の一端側６１０ｄよりも広いスペースを求められることに変わらない。
【００６６】
電気接点６４１、６５１、６６１（６６１ａ、６６１ｂ）は、上述した導体パターンの一部である。電気接点６４１、６５１、６６１は、後述するコネクタ７００からの給電を確実に受けられるように２．５ｍｍ×２．５ｍｍ以上の面積を有することが望ましい。本実施例の電気接点６４１、６５１、６６１は、基板６１０の長手方向に沿った長さを３ｍｍとし、基板６１０の短手方向に沿った長さを２．５ｍｍ以上の配置可能な各長さとした。電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂは、発熱体６２０よりも基板の一端側６１０ａにおいて、基板６１０の長手方向に４ｍｍの間隔をあけて並べて設けられている。図６に示すように、電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂのある部位には絶縁コート層６８０が設けられておらず電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂは露出した状態となっている。また、電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂは、基板６１０のベルト６０３の長手方向端部から突出する領域６１０ａに設けられる。そのため、電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂは、コネクタ７００と接触して電気的に接続することができる。
【００６７】
ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、電気接点６４１と電気接点６５１の間に電圧が印加された場合、配線６４０及び配線６５０を介して、電極６４２（６４２ｂ〜６４２ｆ）と電極６５２（６５２ａ〜６５２ｄ）の間に電位差が生じる。そのため、発熱体６２０ｃ、６２０ｄ、６２０ｅ、６２０ｆ、６２０ｇ、６２０ｈ、６２０ｉ、６２０ｊにおいて、基板６１０の長手方向に沿った電流が隣り合う発熱体で互い違いの向きに流れる。そして、第１の発熱領域としての発熱体６２０ｃ、６２０ｄ、６２０ｅ、６２０ｆ、６２０ｇ、６２０ｈ、６２０ｉ、６２０ｊがそれぞれ発熱する。
【００６８】
ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、電気接点６４１と電気接点６６１ａの間に電圧が印加された場合、配線６４０及び配線６６０ａを介して、電極６４２と電極６６２ａの間に電位差が生じる。そのため、発熱体６２０ａ、６２０ｂにおいて、基板６１０の長手方向に沿った電流が隣り合う発熱体で互い違いの向きに流れる。そして、第１の発熱領域に隣接する第２の発熱領域としての発熱体６２０ａ、６２０ｂがそれぞれ発熱する。
【００６９】
ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、電気接点６４１と電気接点６６１ｂの間に電圧が印加された場合、配線６４０及び配線６６０ｂを介して、電極６４２と電極６６２ｂの間に電位差が生じる。そのため、発熱体６２０ｋ、６２０ｌにおいて、基板６１０の長手方向に沿った電流が隣り合う発熱体で互い違いの向きに流れる。そして、第１の発熱領域に隣接する第３の発熱領域としての発熱体６２０ｋ、６２０ｌがそれぞれ発熱する。
【００７０】
このように、ヒータ６００は電圧をかける電気接点を選択することで、発熱体６２０ａ〜６２０ｌの中から発熱させたい発熱体に選択的に通電することができる。
【００７１】
基板の一端側６１０ａと他端側６１０ｃの間には中間領域６１０ｂが設けられている。詳細には、本実施例では、基板６１０の電極６４２ａと電気接点６５１との間の領域が中間領域６１０ｂである。中間領域６１０ｂは、ベルト６０３内に配置されるヒータ６００に対して、コネクタ７００を取り付けられるようにするための猶予の間隔である。本実施例では中間領域として２６ｍｍの間隔を設けた。
【００７２】
［コネクタ］
次に、定着装置４０に用いられるコネクタ７００についてその構成を詳細に説明する。図６は、コネクタ７００ついて説明する図である。本実施例のコネクタ７００は、電力供給部として機能し、ヒータ６００に取り付けられることでヒータ６００に電気的に接続される。詳細には、コネクタ７００は、電気接点６４１に接触して電気的に接続可能なコンタクト端子７１０と、電気接点６５１に接触して電気的に接続可能なコンタクト端子７３０と、を備えている。また、電気接点６６１ａに接触して電気的に接続可能なコンタクト端子７２０ａと、電気接点６６１ｂに接触して電気的に接続可能なコンタクト端子７２０ｂと、を備えている。そして、コネクタ７００とベルト６０３が接触しないように、ヒータ６００のベルト６０３の長手方向から突出した領域の表裏をコネクタ７００が挟みこむことで、各コンタクト端子が各電気接点に接続する。このような構成である本実施例の定着装置４０では、コネクタと電気接点との接続に半田付け等を用いない。そのため、定着処理の実行に伴い温度上昇するヒータ６００とコネクタ７００との間の接続を高い信頼性で維持することができる。また、本実施例の定着装置４０では、コネクタ７００がヒータ６００に対して着脱可能であるため、ベルト６０３やヒータ６００の交換を容易に行うことが出来る。以下、コネクタ７００の構成について図面を用いて詳細に説明する。
【００７３】
図６に示すように、金属製のコンタクト端子７１０、７２０ａ、７２０ｂ、７３０を備えたコネクタ７００は、基板の一端側６１０ａにおいて基板６１０の短手方向からヒータ６００に取り付けられる。各コンタクト端子７１０、７２０ａ、７２０ｂ、７３０についてコンタクト端子７１０を例に説明する。図６に示すように、コンタクト端子７１０は、電気接点６４１と後述するＳＷ６４３を電気的につなぐ部材である。コンタクト端子７１０は電気接点６４１に接触するための電気接点７１１と、ＳＷ６４３に接続するためのケーブル７１２を備えている。コンタクト端子７１０はコの字の形状をしており、図６の矢印方向に移動させることでコの字の形状の隙間にヒータ６００を差し込むことができる。コンタクト端子７１０の電気接点６４１と接触する個所には電気接点７１１が設けてあり、この電気接点７１１が電気接点６４１と接触することで電気接点６４１とコンタクト端子７１０が電気的に接続する。この電気接点７１１は板バネ性を有しているため押圧しながら電気接点６４１と接触する。そのため、コンタクト端子７１０は、ヒータ６００の表裏を挟み込んでその位置を固定することが出来る。
【００７４】
同様に、コンタクト端子７２０ａは、電気接点６６１ａと後述するＳＷ６６３を電気的につなぐ部材である。コンタクト端子７２０ａは電気接点６６１に接触する部分と、ＳＷ６６３に接続するためのケーブル７２２ａを備えている。同様に、コンタクト端子７２０ｂは、電気接点６６１ｂと後述するＳＷ６６３を電気的につなぐ部材である。コンタクト端子７２０ｂは電気接点６６１に接触するための部分と、ＳＷ６６３に接続するためのケーブル７３２ｂを備えている。同様に、コンタクト端子７３０は、電気接点６５１と後述するＳＷ６５３を電気的につなぐ部材である。コンタクト端子７３０は電気接点６５１に接触するための部分と、ＳＷ６５３に接続するためのケーブル７２２を備えている。
【００７５】
図６に示すように、金属製の各コンタクト端子７１０、７２０ａ、７２０ｂ、７３０は樹脂製のハウジング７５０に一体に保持されている。各コンタクト端子７１０、７２０ａ、７２０ｂ、７３０は、ヒータ６００にコネクタ７００を取り付ける際に電気接点６４１、６６１ａ、６６１ｂ、６５１にそれぞれ接続可能にハウジング７５０内において間隔をあけて並べて配置されている。各コンタクト端子間には隔壁が設けられており、各コンタクト端子間の電気的な絶縁性が保たれている。
【００７６】
なお、上述した説明では、コネクタ７００を基板６１０の短手方向端部から取り付ける例について説明したが、コネクタ７００の基板６１０への取り付け方はこれのみには限られない。たとえば、コネクタ７００を基板の長手方向端部から取り付ける構成であってもよい。
【００７７】
［ヒータへの給電］
次に、ヒータ６００への給電方法について説明する。本実施例の定着装置４０は、シートＰの幅サイズに応じてヒータ６００への給電を制御することで、ヒータ６００の発熱領域の幅サイズを変更可能である。このような構成により、シートＰに効率よく熱を供給することができる。なお、本実施例の定着装置４０は、中央基準でシートＰを搬送するため、発熱領域も中央を基準して広がっている。以下、ヒータ６００への給電について図面を用いて詳細に説明する。
【００７８】
電源回路１１０は、電力供給部として機能し、ヒータ６００に電力を供給する機能を有する回路である。本実施例では単相交流の実効値が１００Ｖの商用電源（交流電源）を用いている。本実施例の電源回路１１０は、電位が異なる電源端子１１０ａと電源端子１１０ｂとを備えている。なお、ヒータ６００に電力を供給する機能を有していれば、電源回路１１０は直流回路であってもよい。
【００７９】
図４に示すように、制御回路１００は、ＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３をそれぞれ制御するためにＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００８０】
ＳＷ６４３は、電源端子１１０ａと電気接点６４１の間に設けられたスイッチ（リレー）である。ＳＷ６４３は、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ａと電気接点６４１を接続するか否か（ＯＮ／ＯＦＦ）の切り替えを行う。ＳＷ６５３は、電源端子１１０ｂと、電気接点６５１の間に設けられたスイッチである。ＳＷ６５３は、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ｂと電気接点６５１を接続するか否かの切り替えを行う。ＳＷ６６３は、電源端子１１０ｂと、電気接点６６１（６６１ａ、６６１ｂ）の間に設けられたスイッチである。ＳＷ６６３は、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ｂと電気接点６６１（６６１ａ、６６１ｂ）を接続するか否かの切り替えを行う。
【００８１】
制御回路１００は、ジョブの実行指示の受信にともない、定着処理に使用されるシートＰの幅サイズ情報を取得する。そして、シートＰの幅サイズ情報に応じてＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３のＯＮ／ＯＦＦの組みあわせを制御し、発熱体６２０の発熱幅が、シートＰを加熱処理するのに適した発熱幅となるように制御する。このとき、制御回路１００、電源回路１１０、ＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３、コネクタ７００は、ヒータ６００に給電する給電手段として機能する。
【００８２】
シートＰが最大サイズのシート（上述した小サイズよりも幅広のシート）の場合、たとえばＡ３サイズを縦送りする場合や、Ａ４サイズを横送りする場合、シートＰの幅サイズは２９７ｍｍとなる。そのため、制御回路１００は、発熱体６２０を発熱幅Ｂ（図４）まで発熱させる制御を行う。したがって、制御回路１００はＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３のすべてをＯＮ状態とする。その結果、ヒータ６００には電気接点６４１、６６１ａ、６６１ｂ、６５１から給電が行われ、発熱体６２０は１２の小区間全てが発熱する。このとき、ヒータ６００は、３２０ｍｍの領域が均一に発熱するので、２９７ｍｍのシートＰを加熱するのに適している。
【００８３】
シートＰのサイズが小サイズのシート（装置に導入可能な最大幅のシートよりも幅狭のシート）の場合、たとえばＡ４サイズを縦送りする場合や、Ａ５サイズを横送りする場合、シートＰの幅サイズは２１０ｍｍとなる。そのため、制御回路１００は、発熱体６２０を発熱幅Ａ（図４）まで発熱させる制御を行う。したがって、制御回路１００はＳＷ６４３、ＳＷ６５３をＯＮ状態にしてＳＷ６６３をＯＦＦ状態にする。その結果、ヒータ６００には電気接点６４１、６５１から給電が行われ、発熱体６２０は１２の小区間のうち８の小区間が発熱する。このとき、ヒータ６００は、２１３ｍｍ領域が均一に発熱するので、２１０ｍｍのシートＰを加熱するのに適している。
【００８４】
上述したように、本実施例の定着装置４０では、ヒータ６００の長手方向の一端側に単一のコネクタ７００を取り付けてヒータ６００に給電を行う。そのため、基板６１０の両端側にコネクタを取り付ける場合と比べて基板６１０の長手長さの拡大を抑制することができる。また、基板の短手方向の一端側６１０ｄがシートＰの搬送方向の上流側となるように、基板の短手方向の他端側６１０ｅがシートＰの搬送方向の下流側となるように、ヒータ６００をホルダ６０１で保持している。したがって、ヒータ６００は、シートＰに熱を奪われ易いニップ部Ｎの上流側を加熱する。そのため、ヒータ６００は、ニップ部Ｎを搬送方向の広い範囲において適切に加熱することができる。また、本実施例では、発熱体６２０からベルト６０３の低温部分に効率的に熱を伝達することが出来るため、基板６１０での不要な熱の蓄積が抑制されている。したがって、本実施例では、ヒータ６００において、熱の蓄積による部分的な過昇温が抑制されている。
【００８５】
（比較例）
本実施例との比較のために、比較例として従来の構成のヒータ８００について説明する。図７は、比較例のヒータの構成を示す図である。ヒータ８００は、図７に示すように、基板８１０と、基板８１０上の発熱体８２０と、発熱体８２０に接続された導体のパターン（８４０、８４１、８４２、８３０、８３１、８３２）と、これらを覆う絶縁コート層（不図示）と、を備えている。基板８１０及び発熱体８２０の材料・寸法・製法は本実施例と同じである。
【００８６】
図７に示すように、基板８１０の長手方向の一端側８１０ａには、導電パターンの一部としての電気接点８３１、８４１が設けられている。基板８１０の長手方向の他端側８１０ｃには、発熱体８２０と導電パターンの一部としての電極８３２、８４２が設けられている。基板の一端側８１０ａと他端側８１０ｃの間には、中間領域８１０ｂが設けられている。中間領域８１０ｂには、導電パターンの一部としての配線８４０が設けられている。発熱体８２０よりも基板８１０の短手方向の他端側８１０ｅには、導電パターンの一部としての配線８３０が設けられている。
【００８７】
発熱体８２０は本実施例と同じく、幅２ｍｍ、厚み１０μｍである。また、発熱体８２０の長手方向の総長さは本実施例と同じく、Ａ４サイズ（幅２９７ｍｍ）のシートＰを加熱可能な長さである３２０ｍｍである。
発熱体８２０の抵抗値は、長手方向で均一となるように形成されており、長手方向全域での総発熱量が本実施例と同じになるように調整されている。具体的には発熱体８２０の抵抗値は７．７Ωである。
【００８８】
発熱体８２０は、基板８１０の短手方向の中央位置に設けられている。すなわち、基板の短手方向において発熱体よりも一端側８１０ｄと他端側８１０での幅は等しく設けられている。具体的には、基板８１０の幅９ｍｍ、発熱体８２０の幅２ｍｍに対して、一端側８１０ｄ及び他端側８１０ｅの幅はともに３．０ｍｍである。このような構成のヒータ８００を、シートＰの搬送方向が図７のようになる定着装置４０に用いる。つまり、一端側８１０ｄが上流側、他端側８１０ｅが下流側となるようにヒータ８００を配置する。なお、本実施例と同様に、メインサーミスタ６３０は発熱体８２０の長手方向の中央位置で且つ基板８１０の短手方向の中央位置に設けられる。また、本実施例と同様に、サブサーミスタ６３１は、発熱体８２０の長手方向の一方の端部で且つ基板６１０の短手方向の中央位置に設けられる。
【実施例２】
【００８９】
次に、実施例２について説明する。図８は、ヒータ９００の構成を説明する図である。なお、ヒータの構成以外は、実施例１と同様であるため、詳細な説明を省略する。以下、ヒータ９００の構成を中心に説明する。
【００９０】
ヒータ９００は、基板９１０の長手方向に延びる発熱体９２０が、７本の電極９４２ａ〜９４２ｇと６本の電極９５２、９６２（９５２ａ〜９５２ｄ、９６２ａ、９６２ｂ）によって１２の発熱体９２０ａ〜９２０ｌに区切られた構成である。実施例１と異なっている点は、配線６４０に相当する配線９４０が設けられた基板の一端側９１０ｄが、シートＰの搬送方向において下流側に設けられている点である。詳細には次の通りである。
【００９１】
図８に示すように、基板９１０の長手方向の一端側９１０ａには、導体パターンの一部としての電気接点９４１、９８５１、９６１ａ、９６１ｂが設けられている。基板９１０の長手方向の他端側９１０ｃには、発熱体９２０と、導体パターンの一部としての電極９４２ａ〜９４２ｇ及び電極９５２ａ〜９５２ｅ、９６２ａ〜９６２ｂが設けられている。基板の一端側９１０ａと他端側９１０ｃの間には、中間領域９１０ｂが設けられている。
【００９２】
さらには図８に示すように、発熱体９２０よりも基板９１０の短手方向の一端側９１０ｄには、導体パターンの一部としての単一線からなる配線９４０が設けられている。発熱体９２０よりも基板９１０の短手方向の他端側９１０ｅには、導体パターンの一部としての複数線からなる配線９５０、９６０が設けられている。上述した構成を基板９１０上の限られたスペースに配置しようとした場合、発熱体９２０は、基板９１０の短手方向において、中央よりも配線９４０側にオフセット配置される。これは、配線９４０が単一線であるのに対して、配線９５０、９６０は複数線であり、広い配置スペースが求められるからである。具体的には、基板９１０の短手方向長さ９ｍｍに対して、発熱体９２０の幅（短手方向長さ）を２ｍｍとし、基板の一端側９１０ｄの幅を２ｍｍ、基板の他端側９１０ｅの幅を５ｍｍとした。つまり、発熱体９２０は、基板９１０の短手方向の中央から１．５ｍｍだけ配線９４０側にオフセットしている。
【００９３】
このような構成のヒータ９００を、シートＰの搬送方向が矢印方向（図８）となる定着装置４０において用いる。つまり、シートＰの搬送方向において、他端側９１０ｅが上流側、一端側９１０ｄが下流側となるようにヒータ９００を配置する。
【００９４】
なお、本実施例と同様にメインサーミスタ６３０は発熱体９２０の長手方向の中央位置で且つ基板９１０の短手方向の中央位置に設けられる。また、本実施例と同様にサブサーミスタ６３１は発熱体９２０の長手方向の一方の端部で且つ基板９１０の短手方向の中央位置に設けられる。
【００９５】
［評価］
実施例１、２の効果を検証するため、定着装置４０に実施例１、２及び比較例の各ヒータを搭載して評価試験をおこなった。評価試験は、低温度（１５度程度）かつ低湿度（１０％程度）の環境下において、定着装置４０でシートＰを連続して定着処理して、スループットダウンに至るまでのプリント枚数を計測することで行う。プリント枚数は最大で５００枚とした。このとき、シートＰは、Ａ４サイズ紙（商品名「ＣＳ−８１４」、キヤノン株式会社製）を縦送り（幅２１０ｍｍ）である。
【００９６】
評価試験において、定着装置４０の制御回路１００は、メインサーミスタ６３０の検知温度が２００度を維持するように、ヒータ６００の発熱量を調整する。そして、制御回路１００は、サブサーミスタ６３１の検知温度が２７０度を未満の場合は４０枚／分のスループットで連続プリントを行い、サブサーミスタ６３１、８３１、９３１が２７０度以上の場合は２０枚／分のスループットで連続プリントを行う。つまり、サブサーミスタ６３１、８３１、９３１の検知温度が２７０度未満から２７０度以上になった場合に、定着装置４０はスループットダウン状態へと移行する。
【００９７】
なお、評価試験において、実施例１および実施例２では、発熱体６２０、９２０を発熱幅Ａ（図４、図８）まで加熱させる。すなわち、定着装置４０は、ヒータ６００を用いる場合、電気接点６４１、６５１からの給電によって発熱体６２０の１２の小区間のうち８区間（発熱体６２０ｃ〜６２０ｊ、幅２２０ｍｍ）のみを発熱させる。また、定着装置４０は、ヒータ９００を用いる場合、電気接点９４１、９５１からの給電によって発熱体９２０の１２の小区間のうち８区間（発熱体９２０ｃ〜９２０ｊ、幅２２０ｍｍ）のみを発熱させる。
上述した条件における評価試験の結果を表１にしめす。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
表１によれば、比較例のヒータ８００では、定着処理数が１８枚目の段階で早くもスループットダウンしてしまっていることがわかる。これは、比較例のヒータ８００の構成が発熱体８２０の長手方向の全域を発熱させる構成であることに起因する。発熱体８２０の全域が発熱すると、ベルト６０３は幅方向に３２０ｍｍの幅だけ加熱されるが、ベルト６０３のシートＰによって熱を奪われる領域の幅はベルトの幅方向の２１３ｍｍである。そのため、ベルト６０３の幅方向において１０７ｍｍもの領域が余分に加熱され、熱を蓄積してしまう。ベルト６０３の蓄熱した領域に対してヒータ８００は熱を伝えることが困難なため、ベルト６０３と同様にヒータ８００も蓄熱してしまう。そしてヒータ８００の蓄熱はサブサーミスタ６３１によって検知され、定着装置４０はスループットダウン状態となってしまう。
【０１００】
一方、実施例１のヒータ６００では、発熱幅Ａ（幅２２０ｍｍ）のみを発熱させることが出来るため、ベルト６０３の幅方向において余分に加熱される領域の幅は７ｍｍである。そのため、ヒータ６００での蓄熱を抑制することができる。その結果、実施例１では、表１に示すように、５００枚の定着処理を行っても定着装置４０がスループットダウン状態になることはなかった。
【０１０１】
また、実施例１と同様に発熱幅Ａ（幅２２０ｍｍ）のみを発熱させることができる実施例２のヒータ９００では、実施例１の結果とは異なるものの、３６４枚目まではスループットダウン状態にはならず、実用可能なレベルである。なお、この違いは、実施例１のヒータ６００では発熱体６２０がシートＰの搬送方向の上流側にオフセット配置される構成であるのに対して、実施例２のヒータ９００ではシートＰの搬送方向の下流側にオフセット配置される構成であることに起因する。
【０１０２】
上述したように、シートＰは、ニップ部Ｎを上流側から下流側に通過していくことで定着処理される。
【０１０３】
このとき、ニップ部Ｎに搬送された常温状態のシートＰは、ニップ部Ｎの上流側で熱を吸収して定着温度に到達し、その後は定着温度を維持した状態でニップ部Ｎの下流側を通過していく。換言すると、ニップ部Ｎでは、上流側でシートＰに多量の熱を付与し、下流側ではシートＰに少量の熱を付与する。
【０１０４】
実施例１のヒータ６００は、シートＰの搬送方向の上流側に寄せて発熱体６２０が配置されているため、シートＰの突入で奪われたニップ部Ｎの上流側の熱を素早く補填することができる。したがって、定着処理のスループットが高い場合でも、ニップ部Ｎの上流側でシートＰを瞬時に定着温度まで上昇させることができ、その状態をニップ部Ｎの下流側でも維持することで、シートＰ上に画像Ｔを確実に定着することができる。つまり、実施例１のヒータ６００はニップ部Ｎの搬送方向の長い領域においてシートＰを加熱できるため、安定して定着処理を行うことができる。このとき、メインサーミスタ６３０の検知温度が安定するため、ヒータ６００への不要な電力供給が抑制される。そのため、ヒータ６００は、発熱体６２０の長手方向の端部での発熱、蓄熱を抑制できる。そのため、ヒータ６００は評価試験で良好な結果を得ることができた。
【０１０５】
一方、実施例２のヒータ９００は、シートＰの搬送方向の下流側に寄せて発熱体９２０が配置されているため、シートＰの突入で奪われたニップ部Ｎの上流側の熱を素早く補填することが困難である。したがって、定着処理のスループットが高い場合では、シートＰがニップ部Ｎの下流側に搬送されるまではシートＰを定着温度に上昇させることが困難である。つまり、実施例２のヒータ９００はニップ部Ｎの搬送方向の短い領域でシートＰを加熱するため、定着処理が不安定となる。このとき、メインサーミスタ６３０の検知温度が不安定となるため、ヒータ９００には過剰に電力供給が行われる。そのため、ヒータ９００は、発熱体９２０の長手方向の端部で不要に発熱し、蓄熱してしまう。そのため、実施例１のヒータ６００の方がより好ましい構成と言える。
【０１０６】
（その他の実施例）
以上、本発明を適用することができる実施例について説明したが、各実施例で例示した寸法等の数値は一例であって、この数値に限定されるものではない。発明を適用できる範囲において、数値は適宜選択できる。また、発明を適用できる範囲において実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。
【０１０７】
実施例１、２におけるヒータの発熱領域のパターンは大サイズと小サイズの２パターンのみには限られない。例えば、３パターン以上の発熱領域を有していてもよい。つまり、電気接点の数は４つには限られず５つ以上の電気接点を有していてもよい。例えば、実施例１において、電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂとは異なる電気接点が設けられていてもよい。
【０１０８】
電気接点６４１、６５１、６６１ａ、６６１ｂは、必ずしも基板６１０の長手方向の一端側にまとめて配置しなくてもよい。例えば、電気接点６４１、６６１ａを基板６１０の長手方向の一方側の端部に配置し、電気接点６５１、６６１ｂを基板６１０の長手方向の他方側の端部に配置してもよい。しかしながら基板の長手方向のサイズの拡大を抑制できる点において実施例１、２の構成が好ましい。
【０１０９】
発熱体の形成方法は、実施例１に記載の方法のみには限られない。詳細には、実施例１では、基板６１０の長手方向に沿って延びた発熱体６２０上に電極６４２と電極６５２、６６２を積層している。しかしながら、基板６１０の長手方向に電極を並べて形成し、隣り合う各電極間に発熱体６２０ａ〜６２０ｌをそれぞれ形成する構成であってもよい。
【０１１０】
ベルトは、ヒータによってその内面を支持され、ローラによって駆動される構成に限られない。例えば、複数のローラに架け渡されてこれらの複数のローラのいずれかによって駆動されるベルトユニット方式であってもよい。しかしながら、低熱容量化の観点から実施例１、２のような構成が望ましい。
【０１１１】
ベルトとニップ部を形成する回転体としては、ローラ部材には限られない。例えば、複数のローラにベルトを架け渡したベルトを用いてもよい。
【０１１２】
プリンタを例に説明した画像形成装置は、フルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。
【０１１３】
以上の説明では未定着のトナー画像をシートＰに定着する定着装置を例に説明したが画像加熱装置はこれのみには限られない。例えば、画像加熱装置は半定着済みのトナー画像をシートＰに定着させる装置や、定着済みの画像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。つまり、画像加熱装置は、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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