(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端子と他方の端子を備える給電部と、シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、を備える画像加熱装置に用いられるヒータであって、
基板と、
前記基板上に設けられ前記一方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他方の端子に電気的に接続可能な複数の第２の電気接点と、前記第１の電気接点に電気的に接続された複数の第１の電極部と、前記複数の第２の電気接点のいずれかに電気的に接続された複数の第２の電極部と、を備える複数の電極部であって、前記第１の電極部と前記第２の電極部が前記基板の長手方向に所定の間隔をあけて交互に設けられた複数の電極部と、
隣り合う電極部間に設けられ隣り合う電極部を電気的に接続し且つ隣り合う電極部からの通電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、
前記第２の電気接点と前記複数の第２の電極部を電気的に接続する複数の第２の配線部と、
を有し、
前記ヒータの短手方向において、前記第１の配線部は前記発熱部に対して一方側に設けられ、前記複数の第２の配線部は前記発熱部に対して他方側にまとめて設けられ、前記複数の第２の配線部のそれぞれの配線部は前記短手方向に隣り合うように並べて配置され、
前記ヒータの短手方向に沿った断面において、前記第１の配線部の幅は、前記複数の第２の配線部のそれぞれの幅よりも大きいことを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記複数の第２の配線部のなかの一の配線部の断面積は、前記複数の第２の配線部のなかの他の配線部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記第１の配線部のうち前記複数の第１の電極部から前記第１の電気接点に向かって電流が流れる場合に前記複数の第１の電極部を流れる全ての電流が合流する部分で且つ前記長手方向に沿って延びる部分の断面積は、前記第１の配線部のうち前記第１の電極部から前記基板の短手方向に沿って延びる部分の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
一方の端子と他方の端子を備える給電部と、
シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、
前記ベルトの内側に設けられ前記ベルトの幅方向に沿って延びる基板と、
前記基板上に設けられ前記一方の端子に電気的に接続された第１の電気接点と、
前記基板上に設けられ前記他方の端子に電気的に接続された複数の第２の電気接点と、前記第１の電気接点に電気的に接続された複数の第１の電極部と前記複数の第２の電気接点のうちのいずれか１つに電気的に接続された複数の第２の電極部とを備える複数の電極部であって、第１の電極部と第２の電極部が前記基板の長手方向に所定の間隔をあけて交互に設けられた複数の電極部と、
隣り合う電極部間に設けられ隣り合う電極部を電気的に接続し且つ隣り合う電極部からの通電により発熱する複数の発熱部、
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の電気接点のうちの所定の電気接点と前記複数の第２の電極部のうちの複数の所定の電極部を電気的に接続する第２の配線部と、
前記複数の第２の電気接点のうちの前記所定の第２の電気接点とは異なる電気接点と前記複数の第２の電極部のうち前記複数の所定の電極部とは異なる電極部を電気的に接続する第３の配線部と、を有し、
前記給電部は、装置に導入可能な最大の幅サイズのシートよりも幅狭な所定の幅サイズのシートを加熱する場合は前記複数の発熱部のうち前記長手方向に沿った第１の発熱領域の発熱部を発熱させるべく前記第１の配線部と前記第２の配線部を介して給電を行い、前記所定の幅サイズよりも幅広なシートを加熱する場合は前記複数の発熱部のうち前記第１の発熱領域の発熱部及び前記第１の発熱領域に前記長手方向で隣り合う第２の発熱領域の発熱部を発熱させるべく前記第１の配線部と前記第２の配線部と前記第３の配線部を介して給電を行い、
前記基板の短手方向において、前記第１の配線部は前記複数の発熱部に対して一方側に設けられ、前記第２の配線部と前記第３の配線部は前記複数の発熱部に対してまとめて他方側に設けられ、前記第２の配線部と前記第３の配線部は前記短手方向に隣り合うように並べて配置され、
前記基板の短手方向に沿った断面において、前記第１の配線部の幅は、前記第２の配線部と前記第３の配線部のそれぞれの幅よりも大きいことを特徴とする画像加熱装置。  
【請求項５】
前記第２の配線部の断面積は、前記第３の配線部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記第１の配線部のうち前記複数の第１の電極部から前記第１の電気接点に向かって電流が流れる場合に前記複数の第１の電極部を流れる全ての電流が合流する部分で且つ前記長手方向に沿って延びる部分の断面積は、前記第１の配線部のうち前記第１の電極部から前記基板の短手方向に沿って延びる部分の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記給電部は交流回路であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載に画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート上の画像を加熱するヒータ、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、シート上にトナーの画像を形成して、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画像を定着させている。このようにして用いる定着装置において、昨今では、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、定着のための温度の立ち上げを素早く行うことができる。
【０００３】
また、特許文献１には、シートの幅サイズに応じて発熱体（ヒータ）の発熱領域の幅サイズを変更する定着装置が開示されている。この定着装置に用いられているヒータには、基板の長手方向に複数の抵抗体が並ぶ抵抗発熱層が設けられており、複数の抵抗体のそれぞれに給電を行うための複数の配線を備えた配線層が基板上に設けられている。この配線層は、接続する抵抗体の数が異なる複数通りの配線パターンを持っており、複数の抵抗体のうち特定の抵抗体に選択的に給電できるように構成されている。そして、この定着装置は、複数の抵抗体のうち発熱させたい抵抗体にだけ給電を行うことで、シートの幅サイズに合わせてヒータの発熱領域の幅サイズを変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のヒータはその構成に関して改善の余地がある。このようなヒータに電力を供給した場合、供給した電力の一部は配線の電気抵抗によって消費される。特に、複数の抵抗発熱層に接続している配線ほど流れる電流が大きく消費電力が大きい。配線で電力が消費されてしまうと抵抗発熱層での発熱効率が低下するため、このようなヒータでは配線での電力消費を抑制することが求められる。本発明の目的は、電力消費を抑制可能なヒータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一方の端子と他方の端子を備える給電部と、シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、を備える画像加熱装置に用いられるヒータであって、基板と、前記基板上に設けられ前記一方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他方の端子に電気的に接続可能な複数の第２の電気接点と、前記第１の電気接点に電気的に接続された複数の第１の電極部と、前記複数の第２の電気接点のいずれかに電気的に接続された複数の第２の電極部と、を備える複数の電極部であって、前記第１の電極部と前記第２の電極部が前記基板の長手方向に所定の間隔をあけて交互に設けられた複数の電極部と、隣り合う電極部間に設けられ隣り合う電極部を電気的に接続し且つ隣り合う電極部からの通電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、前記第２の電気接点と前記複数の第２の電極部を電気的に接続する複数の第２の配線部と、を有し、前記ヒータの短手方向において、前記第１の配線部は前記発熱部に対して一方側に設けられ、前記複数の第２の配線部は前記発熱部に対して他方側にまとめて設けられ、前記複数の第２の配線部のそれぞれの配線部は前記短手方向に隣り合うように並べて配置され、前記ヒータの短手方向に沿った断面において、前記第１の配線部の幅は、前記複数の第２の配線部のそれぞれの幅よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力消費を抑制可能なヒータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１における画像形成装置の断面を示す図である。
【図２】実施例１における画像加熱装置の断面を示す図である。
【図３】実施例１における画像加熱装置を正面から視た図である。
【図４】実施例１におけるヒータの構成を示す図である。
【図５】実施例１における画像加熱装置の構成関係を説明する図である。
【図６】コネクタについて説明する説明する図である。
【図７】給電線の線幅と電流量と消費電力の関係を説明する図である。
【図８】ヒータの等価回路を示す図である。
【図９】ヒータに流れる電流を説明する図である。
【図１０】実施例１の効果を説明する図である。
【図１１】（ａ）は、ヒータ６００に用いる発熱方式を説明する図であり、（ｂ）は、ヒータ６００に用いる発熱領域の切り替え方式を説明する図である。
【図１２】実施例２におけるヒータの構成を示す図である。
【図１３】実施例２の効果を説明する図である。
【図１４】実施例３におけるヒータの構成を示す図である。
【図１５】実施例３の効果を説明する図である。
【図１６】実施例３の効果を説明する図である。
【図１７】１つ目の変形例の構成を説明する図（ａ）である。２つ目の変形例の構成を説明する図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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】
【００１０】
［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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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に定着する。
【００１５】
［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の断面図である。図３は、定着装置４０の正面図である。図４は、ヒータ６００の構成図である。図５は、定着装置４０の構成関係を説明する説明図である。
【００１６】
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を、ベルト６０３の内面に当接するヒータ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。
【００１７】
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。
【００１８】
ヒータ６００は、ベルト６０３の内側に設けられベルト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の形状は、幅（図４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４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、抵抗発熱体６２０（以後、発熱体６２０と呼ぶ）を備えている。
【００１９】
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。つまり、発熱体６２０が基板上に設けられていればよい。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。
【００２０】
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）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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
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、横断面（図２の面）が半円弧形状であり、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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φ２５ｍｍ、長さ３３０ｍｍである。
【００３０】
サーミスタ６３０は、ヒータ６００の裏面側（摺動面とは反対側）に設置された温度センサである。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。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５に示すように、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。
【００３１】
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。
【００３２】
図５に示すように、制御回路１００は、電源１１０の通電内容を制御するように電源１１０と電気的に接続されている。また、制御回路１００は、サーミスタ６３０の出力を取得するようにサーミスタ６３０に電気的に接続されている。
【００３３】
制御回路１００はサーミスタ６３０から取得した温度情報を電源１１０の通電制御に反映させている。つまり、制御回路１００は、サーミスタ６３０の出力をもとに、電源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、１８０℃）で一定に維持される。
【００３４】
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４１ａ、４１ｂ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。
【００３５】
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。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。
【００３６】
制御回路１００はモータＭの回転制御を行っている。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。
【００３７】
［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１１（ａ）は、ヒータ６００に用いる発熱方式を説明する説明図である。図１１（ｂ）は、ヒータ６００に用いる発熱領域の切り替え方式を説明する説明図である。
【００３８】
本実施例のヒータ６００は、図１１（ａ）、（ｂ）に示す発熱方式を用いるヒータである。図１１（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配線にはＤ電極〜Ｆ電極が接続されている。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１１（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）である。本実施例上においては、発熱体と接触して電気的に接続している領域の導線を電極と呼び、電圧が印加された部分と電極を結ぶ役割を果たす導線を配線（給電線）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。また、図１１（ｂ）に示すように、Ｂ配線とＦ電極の間にスイッチ等を設けて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、その間の発熱体には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、このようにして配線の接続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。つまり本方式では配線間にスイッチ等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。
【００３９】
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１１（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。
【００４０】
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。
【００４１】
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で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。
【００４２】
なお、本実施例では、図１１（ａ）のＡ配線に相当するものが図４で示した共通配線６４０であり、Ｂ配線に相当するものが対向配線６５０、６６０ａ、６６０ｂである。また、図１１（ａ）のＡ電極〜Ｃ電極に相当するものが共通電極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１１（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。対向配線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。
【００４３】
図４及び図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（配線）と、発熱体６２０と導体のパターン（配線）を覆う絶縁コート層６８０を備えている。
【００４４】
基板６１０は、ヒータ６００の寸法や形状を決定する部材であり、ベルト６０３の長手方向に沿って当接可能な部材である。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４）長さが４００ｍｍ、短手方向（上下方向、図４）長さ１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミナ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。
【００４５】
基板６１０の裏面上には、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（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。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。そのため、本実施例では各配線の間隔を狭く設けることができる。しかしながら、ヒータ６００には必ずしも絶縁コート層６８０を設けなくてもよい。例えば、各配線の間隔を広くとることで、各配線間のショートを防止することができる。しかしながら、ヒータ６００を小型化できる点において絶縁コート層６８０を設ける構成が望ましい。
【００４６】
図４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と電極６５２ａ〜６５２ｄ、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。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配線６５０、６６０が設けられている。
【００４７】
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おり、基板６１０の他端側６１０ｃ（図４）に配置されている。発熱体６２０は抵抗値が所望の値となるように、幅（基板６１０の短手方向長さ）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十分に有する。
【００４８】
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。基板６１０の長手方向に沿った各区間の長さは５３．３ｍｍである。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（複数の発熱部、複数の抵抗素子）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。なお基板６１０の長手方向に沿った小区間の長さは２６．７ｍｍである。また、発熱体６２０の小区間の長手方向の抵抗値は１２０Ωである。このような構成により、発熱体６２０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。
【００４９】
なお、発熱体６２０は長手方向において抵抗が均一となるように形成されており、各発熱体６２０ａ〜６２０ｌは略等しい寸法となっている。そのため、各発熱体６２０ａ〜６２０ｌの抵抗値は実質的に等しい。したがって、給電時に並列に接続される場合、発熱体６２０の発熱分布は均一となる。しかしながら、各発熱体６２０ａ〜６２０ｌは必ずしも略等しい寸法、略等しい抵抗率となっていなくてもよい。例えば、発熱体６２０ａと６２０ｌの抵抗値を調整して発熱体６２０の端部での局所的な温度低下を防止してもよい。
【００５０】
共通電極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。なお、本実施例ではヒータ６００上に形成された導電パターンのうち発熱体６２０と接触する領域のみを電極と呼ぶ。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、後述する配線６４０等を介して、電源１１０の一方側の端子１１０ａに接続する。
【００５１】
対向電極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。
【００５２】
つまり、共通電極６４２と対向電極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、後述する配線６５０、６６０等を介して、電源１１０の他方側の端子１１０ｂに接続する。
【００５３】
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共通電極６４２、発熱体６２０の長手方向端部から偶数番目を対向電極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共通電極６４２、発熱体６２０の長手方向端部から奇数番目を対向電極６５２、６６２としてもよい。
【００５４】
また、本実施例では、発熱体６２０に接続する全ての対向電極のうちの４つを対向電極６５２として設けている。また、発熱体６２０に接続する全ての対向電極うちの２つを対向電極６６２として設けている。しかしながら、対向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、対向電極６５２を２つ、対向電極６６２を４つとしてもよい。
【００５５】
第１の給電線としての共通配線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。なお、本実施例では、電極と電気接点を結ぶ導体パターンを配線（配線部）と呼ぶ。つまり、電極と接続するために基板６１０の短手方向に延びた領域も配線の一部である。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、絶縁コート層６８０によって確実に絶縁されるように配線６４０と各電極との間に４００［μｍ］の間隔を設けている。
【００５６】
第２の給電線としての対向配線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。
【００５７】
対向配線６６０（６６０ａ、６６０ｂ）は、上述した導体パターンの一部である。第３の給電線（第２の給電線）としての配線６６０ａは基板の他端側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。第４の給電線（第３の給電線）としての配線６６０ｂは基板の他端側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。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、絶縁コート層６８０によって確実に絶縁されるように配線６６０ａと電極６４２の間に４００［μｍ］の間隔を設けている。また、配線６６０ａと６５０の間及び配線６６０ｂと６５０の間には１００［μｍ］の間隔が設けられている。
【００５８】
なお、共通配線６４０と対向配線６５０、６６０に関しては詳細を後述する。
【００５９】
被給電部としての電気接点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、後述する給電部としてのコネクタ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。
【００６０】
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。
【００６１】
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６４２ａ、６４２ｂ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。
【００６２】
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６４２ｆ、６４２ｇ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。
【００６３】
このように、ヒータ６００は、発熱体６２０のうちの一部の発熱体に選択的に通電可能な構成となっている。
【００６４】
［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。本実施例のコネクタ７００はヒータ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、コネクタ７００は、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。さらに、コネクタ７００は、コンタクト端子７１０、７２０ａ、７２０ｂ、７３０を一体に保持するハウジング７５０を備えている。コンタクト端子７１０はケーブル（不図示）によって、ＳＷ６４３に接続されている。コンタクト端子７２０ａはケーブル（不図示）によって、ＳＷ６６３に接続されている。コンタクト端子７２０ｂはケーブル（不図示）によって、ＳＷ６６３に接続されている。コンタクト端子７３０はケーブル（不図示）によって、ＳＷ６５３に接続されている。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。そして、図５にしめすように、電気接点６４１がＳＷ６４３に接続され、電気接点６６１ａがＳＷ６６３に接続され、電気接点６６１ｂがＳＷ６６３に接続され、電気接点６５１がＳＷ６５３に接続される。
【００６５】
［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。
【００６６】
電源１１０は、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）に接続する交流回路を用いている。本実施例の電源１１０は、電位の異なる電源端子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１１０は直流電源であってもよい。
【００６７】
図５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。
【００６８】
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。
【００６９】
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１１０、ＳＷ６４３、ＳＷ６５３、ＳＷ６６３、コネクタ７００は、ヒータ６００に給電する給電手段（給電部）として機能する。
【００７０】
シートＰが大サイズ（装置に導入可能な最大サイズ、所定の幅サイズよりも幅広なサイズ）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５）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。
【００７１】
シートＰのサイズが小サイズ（最大サイズよりも所定幅だけ幅狭なサイズ、所定の幅サイズ）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５）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の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。なお、ヒータ６００が発熱幅Ａの発熱をおこなうとき、ヒータ６００の発熱しない領域を発熱幅Ｃと呼ぶ。また、ヒータ６００が発熱幅Ｂの発熱をおこなうとき、ヒータ６００の発熱しない領域を発熱幅Ｄと呼ぶ。
【００７２】
［共通配線と対向配線の幅］
次に共通配線６４０と対向配線６５０、６６０（以下、区別のない場合、共通配線６４０と対向配線６５０、６６０をあわせて給電線と呼ぶ）の幅に関して詳細を説明する。図７は、給電線の線幅と電流と消費電力の関係を説明する説明図である。図８は、ヒータ６００の回路図（図４の等価回路図）である。図９は、ヒータ６００に流れる電流を示す図である。図１０は、本実施例の効果を説明する説明図である。
【００７３】
本実施例のように、シートＰの幅サイズに応じて発熱領域を変えるヒータ６００は、シートＰが通過しない領域におけるヒータ６００の発熱が抑制されている。そのためヒータ６００は、定着処理に不要な発熱が少なく、エネルギー（電力）効率に優れているという特徴を持つ。しかしながら、このようなヒータ６００において制御可能な発熱は発熱体６２０の発熱のみである。そのため、発熱体６２０以外の部分で発熱が生じた場合、その発熱は定着処理に不要な発熱となる虞がある。
【００７４】
不要な発熱としては具体的には、給電線で生じる発熱が挙げられる。配線６４０や配線６５０、６６０などの給電線は、少なからず抵抗を持つため電流が流れることで少なからず発熱を行う。そして、給電線が発熱した場合、その発熱は定着に寄与しにくい発熱になるので、それだけ無駄に電力を消費してしまうことになる。定着に寄与しにくい発熱とは、例えば、ヒータ６００の長手方向端部におけるシートＰが通過しない領域の発熱である。あるいは、基板６１０の短手方向において発熱体６２０を中心とする４ｍｍほどの領域よりも外側の領域（ニップ部Ｎから離れた領域）の発熱である。したがって、ヒータ６００が消費する電力を効率よく定着処理に用いるためには、給電線での電力消費を抑制することが望ましい。
【００７５】
給電線の電力消費を抑制する方法としては、給電線の抵抗を小さくすることが挙げることができる。なお、導線の抵抗ｒは下記の式であらわすことができる。
抵抗ｒ＝ρ・Ｌ／（ｗ・ｔ）      ρ：比抵抗、Ｌ：線長さ、ｗ：線幅、ｔ：線厚み
ここで、線幅ｗ以外の条件が同一である線幅の異なる２つの導線に対してそれぞれ給電を行うと、図７に示すような関係が得られる。つまり、図７で示す通り、電流と消費電力の間には、電流が大きくなるほど消費電力が大きくなっていく関係がある。また、同じ大きさの電流を流した場合について、幅が２ｍｍの導線と幅が０．７ｍｍの導線での消費電力を比較してみると、幅が０．７ｍｍの導線よりも幅が２ｍｍの導線の方が消費する電力が小さいことがわかる。
【００７６】
そのためヒータ６００は、給電線の幅を太くして抵抗を下げることで給電線の電力消費を抑制することが望ましい。しかしながら、単純に全ての給電線の幅を太くした場合、太い給電線を配置するためのスペースが基板６１０上に求められるため、基板６１０のサイズが大型化する虞がある。特に、もともとの寸法が短い基板６１０の短手方向のサイズは給電線の幅の変化による影響が顕著である。
【００７７】
したがって、給電線は、適切な太さで設けられることが望ましい。そのため、給電線は、流れる電流の大きさに応じて太さが異なることが望ましい。詳細には、給電線において、大きな電流が流れる導線はその幅を太く設け、小さな電流が流れる導線はその幅を細く設けることが望ましい。
【００７８】
ところで、ヒータ６００の給電線は、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂを流れる電流の総電流が配線６４０の一部の導線に集中して流れる構成となっている。そのため配線６４０の一部の導線は、給電線の他の部分に比べて電力を消費しやすい。そのため、電流が集中して流れる一部の導線は電気抵抗が小さいことが望ましい。本実施例では、配線６４０の一部の導線の幅を太くすることで配線抵抗を低くして、この部分での電力の消費を抑制している。一方で、配線６５０、６６０では最も電流が集中する導線であっても、前述した配線６４０の一部の導線に流れる電流よりも小さい。そのため、本実施例では配線６５０、６６０の基板の長手方向に沿って延びる導線の幅をその全域において前述した配線６４０の一部の導線の幅よりも細くしている。したがって、本実施例では、略平行に並ぶ配線６５０、６６０の導線を基板の短手方向の狭いスペースに配置することができ、基板６１０の短手方向のサイズの拡大を抑制することができる。なお、配線抵抗の調整方法はこれのみには限られない。例えば、配線６４０、６５０、６６０の線厚みを２０μｍ〜３０μｍ程度に厚くしてもよい。配線の厚みの調整は、スクリーン印刷において重ね塗りを行うことで実現可能である。しかしながら、スクリーン印刷の工程を少なくできる点において、本実施例の構成がより望ましい。以降の説明において、配線の線幅が太いことは配線の断面積が大きいことを示し、電極の線幅が狭いことは電極の断面積が小さいことを示す。以下、図を用いて詳細に説明する。
【００７９】
まず、本実施例のヒータ６００の給電線の構成について図８を用いて説明する。図８において、抵抗Ｒは各発熱体６２０ａ〜６２０ｌの抵抗を示している。また、図８において抵抗ｒ１〜ｒ１３は給電線を構成する各導線の抵抗を示している。詳細には、配線６４０の、電気接点６４１から延びて電極６４２ａに分岐するまでの導線の抵抗がｒ１である。配線６４０の、電極６４２ａに分岐した点から電極６４２ｂに分岐するまでの導線の抵抗がｒ２である。つまり、電極６４２ａ−電極６４２ｂ間の導線の抵抗がｒ２である。以下同様に、配線６４０の各導線において記載する。電極６４２ｂ−電極６４２ｃ間の導線の抵抗がｒ３である。電極６４２ｃ−電極６４２ｄ間の導線の抵抗がｒ４である。電極６４２ｄ−電極６４２ｅ間の導線の抵抗がｒ５である。電極６４２ｅ−電極６４２ｆ間の導線の抵抗がｒ６である。電極６４２ｆ−電極６４２ｇ間の導線の抵抗がｒ７である。
【００８０】
配線６６０ａの、電気接点６６１ａから延びて電極６６２ａに接続するまでの導線の抵抗がｒ８である。配線６５０の、電気接点６５１から延びて電極６５２ａに分岐するまでの導線の抵抗がｒ９である。また、配線６５０において、電極６５２ａ−電極６５２ｂ間の導線の抵抗がｒ１０、電極６５２ｂ−電極６５２ｃ間の導線の抵抗がｒ１１、電極６５２ｃ−電極６５２ｄ間の導線の抵抗がｒ１２である。
【００８１】
配線６６０ｂの、電気接点６６１ｂから延びて電極６６２ｂに接続するまでの導線の抵抗がｒ１３である。
【００８２】
次に、給電線に流れる電流の関係について図９を用いて説明する。図９において、配線６４０に流れる電流をｉ１〜ｉ７、配線６５０、６６０に流れる電流をｉ８〜ｉ１３で表している。詳細には、配線６４０において、抵抗ｒ１の導線の電流がｉ１、抵抗ｒ２の導線の電流がｉ２、抵抗ｒ３の導線の電流がｉ３、抵抗ｒ４の導線の電流がｉ４、抵抗ｒ５の導線の電流がｉ５、抵抗ｒ６の導線の電流がｉ６、抵抗ｒ７の導線の電流がｉ７である。また、配線６６０ａの抵抗ｒ８の導線の電流がｉ８である。また、配線６５０において、抵抗ｒ９の導線の電流がｉ９、抵抗ｒ１０の導線の電流がｉ１０、抵抗ｒ１１の導線の電流がｉ１１、抵抗ｒ１２の導線の電流がｉ１２である。また、配線６６０ｂの抵抗ｒ１３の導線の電流がｉ１３である。
【００８３】
このようなヒータ６００において、発熱体６２０から電気接点６４１に向かって電流が流れる場合、配線６４０の抵抗ｒ１の導線には、発熱体６２０ａ〜６２０ｌから合流した電流ｉ１が流れる。このとき、配線６４０の各導線に流れる電流の大きさはｉ１＞ｉ２＞ｉ３＞ｉ４＞ｉ５＞ｉ６＞ｉ７の関係となる。つまり、抵抗ｒ１の導線には最も大きな電流が流れる。
【００８４】
また、ヒータ６００において、発熱体６２０から電気接点６５１に向かって電流が流れる場合、配線６５０の抵抗ｒ９の導線には、発熱体６２０ｃ〜６２０ｊから合流した電流ｉ９が流れる。このとき、配線６５０の各導線に流れる電流の大きさはｉ９＞ｉ１０＞ｉ１１＞ｉ１２の関係となる。
【００８５】
また、ヒータ６００において、発熱体６２０から電気接点６６１ａに向かって電流が流れる場合、配線６６０ａの抵抗ｒ８の導線には、発熱体６２０ａ、６２０ｂから合流した電流ｉ８が流れる。
【００８６】
また、ヒータ６００において、発熱体６２０から電気接点６６１ｂに向かって電流が流れる場合、配線６６０ｂの抵抗ｒ１３の導線には、発熱体６２０ｋ、６２０ｌから合流した電流ｉ１３が流れる。
【００８７】
また、ｉ１＝ｉ８＋ｉ９＋ｉ１３の関係から電流ｉ１は電流ｉ８、ｉ９、ｉ１３よりも大きい。そのため、抵抗ｒ１の導線は、抵抗ｒ８の導線、抵抗ｒ９の導線、抵抗ｒ１３導線よりもその幅を太くすることが望ましい。換言すると、抵抗ｒ８の導線、抵抗ｒ９の導線、抵抗ｒ１３導線は、抵抗ｒ１の導線よりもその幅を細くすることが望ましい。つまり、発熱体６２０から電気接点に向かう電流が配線６５０に流れるときに配線６５０の発熱体６２０ｃ〜６２０ｊから合流した電流が流れる導線での短手方向の幅は次のとおりである。つまり、この幅は、発熱体６２０から電気接点に向かう電流が配線６４０に流れるときに配線６４０の発熱体６２０から合流した電流が流れる導線での短手方向の幅よりも狭い。
【００８８】
そこで、本実施例では、配線６４０の基板の長手方向に沿って延びる導線の幅を２．０ｍｍとした。この導線から電極６４２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。また本実施例では、配線６５０、６６０の基板の長手方向に沿って延びる導線の幅を０．７ｍｍとした。この導線から電極６４２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。なお、これらの導線は抵抗のバラつきを抑制するために可能な限りその全域において一様な線幅であることが望ましい。ところが、これらの導線は製造上の精度によって局所的にはその線幅に０．１ｍ未満の誤差を生じ得る。しかしながら、導線の全域においてその線幅を平均していくと所望の線幅に近づく。そのため導線は所望の抵抗を得ることができる。なお、給電線の抵抗率ρは０．００００２［Ω・ｍｍ］、給電線の高さｔは１０μｍとした。これをもとに給電線の各導線の抵抗値を導出すると次のような結果が得られる。すなはち、ｒ１は０．４７Ω、ｒ２とｒ３とｒ４とｒ５とｒ６とｒ７は０．５３Ω、ｒ８は０．１７３Ω、ｒ９は０．２２７Ω、ｒ１０とｒ１１とｒ１２は０．１５３Ω、ｒ１３は０．９３３Ωである。
【００８９】
なお、各発熱体６２０の抵抗Ｒは１２０Ωであり、発熱体６２０ａ〜６２０ｌの合成抵抗は１０Ωである。したがって、ヒータ６００に１００Ｖの電圧を印加した場合、ヒータ６００の消費電力は理想的には１０００Ｗである。
【００９０】
次に、上述した構成の給電線を持つヒータ６００に対して、発熱領域が発熱幅Ｂとなるように１００Ｖの給電を行った結果を表１に示す。表１は給電線の各導線における抵抗と電流と消費電力である。表１によれば、抵抗ｒ１の導線に流れる電流ｉ１は９．６７Ａであり、給電線に流れる電流で最も大きい値となっている。しかしながら、本実施例の配線６４０はその幅が２．０ｍｍと太く設けられているため、抵抗ｒ１は０．０４７Ωと低い値になっている。そのため、抵抗ｒ１の導線での消費電力は４．３９Ｗと低く抑えられている。この消費電力の値は、ヒータ６００の理想的な消費電力である１０００Ｗの１％（１０Ｗ）未満であるため、十分に低い値であるといえる。本実施例では、配線６５０、６６０の各導線における消費電力が、抵抗ｒ１の導線と同様に１０Ｗ未満となるように、配線６５０、６６０その幅を定めている。すなはち、配線６５０、６６０の各導線において最も大きな電流はｉ９の６．４１Ａであるが、抵抗ｒ９の導線の消費電力は９．３Ｗであり１０Ｗ未満となっている。
【００９１】
【表１】
0006732414.tif 000002
【００９２】
したがって、本実施例では抵抗ｒ１の導線よりも流れる電流の小さい導線の幅を抵抗ｒ１の導線の幅よりも細くしている。詳細には、配線６５０、配線６６０ａ、配線６６０ｂを抵抗ｒ１の導線よりも細く（狭く）している。ここで、抵抗ｒ１の導線よりも配線６５０が細いと上述したが、これは、配線６５０の基板の長手方向に沿った導線の幅（基板の短手方向長さ）が抵抗ｒ１の導線の幅に対して一様に細いことを意味する。つまり、配線６５０の基板の長手方向に沿った導線の幅は２．０ｍｍ未満である。したがって、抵抗ｒ８の導線の幅はその長手方向の全域において２．０ｍｍ未満である。
【００９３】
また、抵抗ｒ１の導線よりも配線６６０ａが細いと上述したが、これは配線６６０ａの基板の長手方向に沿って延びた導線の幅（基板の短手方向長さ）が抵抗ｒ１の導線の幅に対して一様に細いことを意味する。つまり、配線６６０ａの基板の長手方向に沿った導線の幅は２．０ｍｍ未満である。したがって、抵抗ｒ９の導線の幅はその長手方向の全域において２．０ｍｍ未満である。
【００９４】
また、抵抗ｒ１の導線よりも配線６６０ｂが細いと述したが、これは、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿って延びた導線の幅（基板の短手方向長さ）が抵抗ｒ１の導線の幅に対して一様に細いことを意味する。つまり、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿った導線の幅は２．０ｍｍ未満である。したがって、抵抗ｒ１３の導線の幅はその長手方向の全域において２．０ｍｍ未満である。
【００９５】
このような構成により、本実施例では、基板６１０の短手方向に並ぶ給電線の配置スペースを節約することができる。そのため。基板６１０の短手方向の拡大を抑制することができる。
【００９６】
上述したように、本実施例のヒータ６００は、基板の短手方向において、配線６５０、６６０の幅が０．７ｍｍであり、配線６４０の幅が２．０ｍｍである。したがって、配線６４０、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの線幅を合計すると４．１ｍｍとなる。これらの給電線を基板６１０の短手方向に並べて配置する場合、発熱体６２０の幅や配線間の間隔を考慮して、基板６１０の短手長さは１０ｍｍとなる。そして、本実施例のヒータ６００が配線６４０で消費する電力の合計は１４．２Ｗであり、本実施例の配線６５０、６６０で消費する電力の合計は１７．６Ｗである。つまり、本実施例のヒータ６００が給電線で消費する電力は３１．８Ｗである。
【００９７】
ここで、本実施例の効果を検証するため、比較例との比較を行う。比較例１は、ヒータ６００において、給電線の幅を一律で０．７ｍｍ（本実施例の配線と同様の幅）にした場合の例である。比較例２は、ヒータ６００において、給電線の幅を一律で２．０ｍｍ（本実施例の配線と同様の幅）にした場合の例である。比較例３は、ヒータ６００において、給電線の幅を一律で１．０２５ｍｍ（各線幅の合計が本実施例と同様に４．１ｍｍ）にした場合の例である。
【００９８】
比較例１のヒータ６００に１００Ｖを印加した場合、配線６４０で消費している電力の合計は４１Ｗであり、配線６５０、６６０で消費している電力の合計は１７．６Ｗである。したがって、本実施例では、図１０にしめすように、比較例１に比べて配線６４０で消費する電力を約１／３に低減している。また、比較例１の給電線で消費する電力の合計は５８．６Ｗである。つまり、本実施例は、比較例１と比べて給電線で消費する電力が小さい。
【００９９】
また、比較例２のヒータ６００に１００Ｖを印加した場合、配線６４０における消費電力を実施例１と同様に低減することができる。ところが、比較例２の配線６４０、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの線幅の合計は８ｍｍである。そのため、比較例２では基板６１０の短手方向における長さが１３．９ｍｍとなり、実施例１の１０ｍｍよりも大きくなる。つまり、本実施例は、比較例２と比べて基板６１０の短手方向のサイズを小さくすることが出来る。
【０１００】
また、比較例３では、給電線の各線幅の合計が実施例１と同様に４．１ｍｍとなっている。そして、基板６１０の短手長さが実施例１と同様に１０ｍｍとなっている。しかしながら、比較例３と実施例１では、ヒータ６００に電圧を印加した場合に給電線で消費する電力に差が生じる。比較例３のヒータ６００に１００Ｖの電圧を印加した場合、ヒータ６００が配線６４０で消費する電力の合計は２７Ｗであり、配線６５０、６６０で消費する電力の合計は１２Ｗである。つまり、比較例３のヒータ６００が給電線で消費する電力は３９Ｗである。したがって、本実施例は、比較例３と比べて給電線での消費電力を低減することができる。つまり、本実施例によれば、基板６１０の短手方向のサイズの拡大を抑制しながらも、給電線での電力消費を抑制することができる。
【０１０１】
以上で説明したように、本実施例では、ヒータ６００において、抵抗ｒ１の導線の幅を抵抗ｒ８の導線、抵抗ｒ９の導線、抵抗ｒ１３導線の幅よりも太くしている。そのため、抵抗ｒ１の導線での電力消費（発熱）を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、大電流の流れる導線の抵抗を優先的に下げることで効率よく給電線での電力消費を低減している。
【０１０２】
また、抵抗ｒ１の導線はヒータ６００のシートＰが通過しない領域に位置している。そのため、抵抗ｒ１の導線で生じる熱は定着処理に不要な熱となりやすい。つまり、抵抗ｒ１の導線の発熱を抑制することで、ヒータ６００の定着処理に不要な発熱を低減することができる。したがって、本実施例によれば、定着処理に求められるヒータ６００の発熱を電力効率良く行うことができる。
【０１０３】
また、本実施例では、配線６５０、６６０の幅を配線６４０の幅よりも細くしている。そのため、配線６５０、６６０を基板６１０の短手方向の狭いスペースに配置することができる。そのため、基板６１０の短手方向のサイズの大型化を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、つまり、小電流の流れる導線の幅を細くすることで基板６１０の短手方向の大型化を抑制できる。そして、ヒータ６００のコストの増大を抑制することができる。
【０１０４】
なお、以上の説明では、基板の長手方向に沿った導線の幅が２．０ｍｍである配線６４０を例に説明したが、配線６４０の形状はこれには限られない。例えば、図１７（ａ）のように、電流が集中する抵抗ｒ１の導線部分の幅だけを２．０ｍｍとし、抵抗ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７に相当する導線の幅を０．７ｍとしてもよい。つまりこのとき、抵抗ｒ１の導線の幅＞抵抗ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７に相当する導線の幅の関係となる。さらには、抵抗ｒ１の導線の幅＞抵抗ｒ２の導線の幅＞抵抗ｒ３の導線の幅＞抵抗ｒ４の導線の幅＞抵抗ｒ５の導線の幅＞抵抗ｒ６の導線の幅＞抵抗ｒ７の導線の幅となるように配線６４０を構成してもよい。つまり、配線６４０は、電気接点６４１から離れるにしたがって幅を細くしてもよい。これは配線６４０は電気接点６４１から離れた位置ほど流れる電流が小さい傾向にあるためである。また、図１７（ｂ）のように配線６４０の全域の幅を２．０ｍｍとしてもよい。つまり、配線６４０の、電極の方向に分岐して基板の短手方向に延びた導線部分の幅を２．０ｍｍとしてもよい。配線６４０と配線６５０、６６０の体積抵抗率（比抵抗）が略同一であれば異なる材料を用いていても本実施例の構成を適用できる。
【実施例２】
【０１０５】
次に、実施例２のヒータについて説明する。図１２は、本実施例におけるヒータ６００の構成図である。図１３は、本実施例の効果を説明する説明図である。実施例１では、配線６５０、６６０の線幅に対して配線６４０の線幅を太くしている。一方、実施例２では、実施例１の構成に加え、配線６６０の線幅に対して配線６５０の線幅を太くしている。詳細には、配線６５０に接続する発熱体６２０の数が配線６６０に接続する発熱体６２０の数よりも多く、配線６６０に流れる電流に比べて配線６５０に流れる電流が大きいためである。そして、流れる電流の大きい配線６５０での電力消費が抑制された実施例２のヒータは、実施例１のヒータと比べてよりも一層、エネルギー（電力）効率に優れている。このように、流れる電流の大きさに応じて給電線の太さを適切に設定することで、ヒータ６００の給電線での発熱を抑制しながらも、基板６１０が短手方向に拡大すること抑制できる。なお、実施例２では、ヒータ６００の給電線に関する構成以外は、実施例１と同様に構成されている。そのため、実施例１と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０６】
実施例１では、配線６４０と配線６５０、６６０の給電線に流れる電流の大きさ違いから、配線６４０の線幅に対して配線６５０、６６０の線幅を一様に細くした。しかしながら、流れる電流の大きさは配線６５０と６６０においても異なっている。実施例１の表１で示すように、配線６５０を流れる最も大きな電流は６．７１Ａである。配線６６０ａを流れる電流は１．６５Ａである。配線６６０ｂを流れる電流は１．６Ａである。この電流の大きさの違いには、配線６５０、６６０が接続する発熱体６２０の数が影響している。配線６５０は、図１２に示すように、８つの発熱体６２０ｃ〜６２０ｊに接続されている。そのため、発熱体６２０から電気接点６５１に向かって電流が流れる場合、配線６５０の抵抗ｒ９の導線には、発熱体６２０ｃ〜６２０ｊから合流した電流ｉ９が流れる。なお、発熱体６２０ｃ〜６２０ｊは配線６５０に対して並列した状態で接続されているため、その合成抵抗は１５Ωである。
【０１０７】
また、配線６６０ａは、２つの発熱体６２０ａ、６２０ｂに接続されている。そのため、発熱体６２０から電気接点６６１ａに向かって電流が流れる場合、配線６６０ａの抵抗ｒ８の導線には、発熱体６２０ａ、６２０ｂから合流した電流ｉ８が流れる。なお、発熱体６２０ａ、６２０ｂは配線６５０に対して並列した状態で接続されているため、その合成抵抗は６０Ωである。
【０１０８】
また、配線６６０ａは、２つの発熱体６２０ｋ、６２０ｌに接続されている。そのため、発熱体６２０から電気接点６６１ｂに向かって電流が流れる場合、配線６６０ｂの抵抗ｒ１３の導線には、発熱体６２０ｋ、６２０ｌから合流した電流ｉ１３が流れる。なお、発熱体６２０ｋ、６２０ｌは配線６５０に対して並列した状態で接続されているため、その合成抵抗は６０Ωである。
【０１０９】
そのため、並列に接続された配線６５０、６６０ａ、６６０ｂでは、配線６５０に流れる電流が一番大きい。つまり、配線６５０が最も発熱し易い。そのため、配線６５０の抵抗を下げるために、配線の線幅を太くすることが望ましい。
【０１１０】
そこで、本実施例では、図１３にしめすように、配線６４０の基板の長手方向に延びる導線の幅を２．０ｍｍとした。この導線から電極６４２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。また、配線６５０の基板の長手方向に延びる導線の幅を１．５ｍｍとした。この導線から電極６５２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。また、配線６６０の基板の長手方向に延びる導線の幅を０．７ｍｍとした。この導線から電極６６２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。
【０１１１】
これをもとに給電線の各区間の抵抗値を導出すると次のような結果が得られる。つまり、ｒ１は０．４７Ω、ｒ２とｒ３とｒ４とｒ５とｒ６とｒ７は０．５３Ω、ｒ８は０．１７３Ω、ｒ９は０．１０６Ω、ｒ１０とｒ１１とｒ１２は０．０７１２Ω、ｒ１３は０．９３３Ωである。
【０１１２】
次に、上述した構成の給電線を持つヒータ６００に対して、発熱領域が発熱幅Ｂとなるように１００Ｖの給電を行った結果を表２に示す。表２は給電線の各導線における抵抗と電流と消費電力である。表２によれば、抵抗ｒ９の導線に流れる電流ｉ９は６．４１Ａであり、配線６５０、６６０に流れる電流で最も大きな値となっている。しかしながら、本実施例の配線６５０はその幅が１．５ｍｍと太いため、抵抗ｒ９は０．１０６Ωと低い値になっている。そのため、抵抗ｒ９の導線での消費電力は４．３Ｗと低く抑えられている。この消費電力の値は、ヒータ６００の理想的な消費電力である１０００Ｗの１％（１０Ｗ）未満であるため、十分に低い値であるといえる。本実施例では、配線６６０の各導線における消費電力が、抵抗ｒ９の導線と同様に１０Ｗ未満となるように、配線６６０ａ、６６０ｂの幅を定めている。すなはち、配線６５０、６６０の各導線において最も大きな電流は、ｉ８の１．６５Ａであるが、抵抗ｒ９の導線の消費電力は０．５Ｗであり１０Ｗ未満となっている。
【０１１３】
【表２】
0006732414.tif 000003
【０１１４】
したがって、本実施例では抵抗ｒ９の導線よりも流れる電流の小さい給電線の幅を抵抗ｒ９の導線の幅よりも細くしている。詳細には、配線６６０ａ、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿った導線における基板の短手方向の幅を抵抗ｒ９の導線よりも細く（狭く）している。また、抵抗ｒ９の導線よりも配線６６０ａが細いと上述したが、これは、配線６６０ａの基板の長手方向に沿って延びた導線の幅（基板の短手方向長さ）が抵抗ｒ９の導線の幅に対して一様に細いことを意味する。つまり、配線６６０ａの基板の長手方向に沿った導線の幅は１．５ｍｍ未満である。したがって、抵抗ｒ９の導線の幅もその長手方向の全域において１．５ｍｍ未満である。
【０１１５】
また、抵抗ｒ９の導線よりも配線６６０ｂが細いと上述したが、これは、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿って延びた導線の幅（基板の短手方向長さ）が抵抗ｒ９の導線の幅に対して一様に細いことを意味する。つまり、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿った導線の幅は１．５ｍｍ未満である。したがって、抵抗ｒ１３の導線の幅もその長手方向の全域において１．５ｍｍ未満である。
【０１１６】
このような構成により、本実施例では、基板６１０の短手方向において給電線を平行に並べて配置するスペースを節約することができる。そのため。基板６１０の短手方向のサイズの拡大を抑制することができる。
【０１１７】
上述したように、本実施例のヒータ６００は、上述したように配線６５０の幅が１．５ｍｍであり、配線６６０の幅が０．７ｍｍであり、配線６４０の幅が２．０ｍｍである。そのため、基板６１０の短手方向における線幅の合計は４．９ｍｍである。これらの給電線を基板６１０の短手方向に並べて配置する場合、発熱体６２０の幅や配線間の間隔を考慮して、基板６１０の短手長さは１０．８ｍｍとなる。そして、本実施例のヒータ６００が配線６４０で消費する電力の合計は１４．１Ｗであり、本実施例の配線６５０、６６０で消費している電力の合計は７．１Ｗである。つまり、本実施例のヒータ６００が給電線で消費する電力は２１．２Ｗである。
【０１１８】
ここで、本実施例の効果を検証するため、比較例との比較を行う。比較例４は、ヒータ６００において、給電線の幅を一律で１．２２５ｍｍ（各線幅の合計が本実施例と同様に４．９ｍｍ）にした場合の例である。
【０１１９】
比較例４では、給電線の各線幅の合計が実施例１と同様に４．９ｍｍとなっている。そして、基板６１０の短手長さが実施例１と同様に１０．８ｍｍとなっている。しかしながら、比較例４と実施例２では、ヒータ６００に電圧を印加した場合に給電線で消費する電力に差が生じる。比較例４のヒータ６００に１００Ｖの電圧を印加した場合、ヒータ６００が配線６４０で消費する電力の合計は２７Ｗであり、配線６５０、６６０で消費する電力の合計は１２Ｗである。つまり、比較例４のヒータ６００が給電線で消費する電力は３９Ｗである。したがって、本実施例は、比較例４と比べて給電線での消費電力を低減することができる。つまり、基板６１０の短手方向のサイズの拡大を抑制しながらも、給電線での電力消費を抑制することができる。
【０１２０】
また実施例２では、実施例１と同様に、比較例１よりもヒータ６００の消費電力が少なく、比較例２よりも基板の短手方向長さが短い。なお、実施例２の配線６５０、６６０で消費する電力は比較例１よりも十分に小さい。図１３に示すように、実施例２のヒータ６００が配線６５０、６６０で消費する電力は、比較例１のヒータ６００が配線６５０、６６０で消費する電力の約１／２である。
【０１２１】
以上で説明したように、本実施例では、ヒータ６００において、抵抗ｒ１の導線の幅を抵抗ｒ８の導線、抵抗ｒ９の導線、抵抗ｒ１３導線の幅よりも太くしている。そのため、抵抗ｒ１の導線での電力消費（発熱）を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、大電流の流れる導線の抵抗を優先的に下げることで効率よく給電線での電力消費を低減している。
【０１２２】
また、抵抗ｒ１の導線はヒータ６００のシートＰが通過しない領域に位置している。そのため、抵抗ｒ１の導線で生じる熱は定着処理に不要な熱となりやすい。つまり、抵抗ｒ１の導線の発熱を抑制することで、ヒータ６００の定着処理に不要な発熱を低減することができる。したがって、本実施例によれば、定着処理に求められる発熱を電力効率良く行うことができる。
【０１２３】
また、本実施例では、配線６５０、６６０の幅を配線６４０の幅よりも細くしている。そのため、配線６５０、６６０を基板６１０の短手方向の狭いスペースに配置することができる。また、本実施例では、配線６６０の幅を配線６５０の幅よりも細くしている。そのため、配線６６０を基板６１０の短手方向の狭いスペースに配置することができる。そのため、基板６１０の短手方向のサイズの大型化を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、つまり、小電流の流れる導線の幅を細くすることで基板６１０の短手方向の大型化を抑制できる。そして、ヒータ６００のコストの増大を抑制することができる。
【０１２４】
なお、以上の説明では、基板の長手方向に沿った導線の幅が１．５ｍｍである配線６５０を例に説明したが、配線６５０の形状はこれには限られない。例えば、電流が集中する抵抗ｒ９の導線部分の幅だけを１．５ｍｍとし、抵抗ｒ１０、ｒ１１、ｒ１２に相当する導線の幅を０．７ｍとしてもよい。つまりこのとき、抵抗ｒ９の導線の幅＞抵抗ｒ１０、ｒ１１、ｒ１２に相当する導線の幅の関係となる。さらには、抵抗ｒ９の導線の幅＞抵抗ｒ１０の導線の幅＞抵抗ｒ１１の導線の幅＞抵抗ｒ１２の導線の幅となるように配線６５０を構成してもよい。つまり、配線６５０は、電気接点６５１から離れるにしたがって幅を細くしてもよい。これは配線６５０は電気接点６５１から離れた位置ほど流れる電流が小さい傾向にあるためである。また、配線６５０の全域の幅を１．５ｍｍとしてもよい。つまり、配線６５０の、電極の方向に分岐して基板の短手方向に延びた導線部分の幅を１．５ｍｍとしてもよい。このような構成であっても本実施例として適用することができる。
【実施例３】
【０１２５】
次に、実施例２のヒータについて説明する。図１４は、本実施例におけるヒータ６００の構成図である。図１５は、本実施例の効果を説明する説明図である。図１６はヒータ６００の実施例３と比較例１におけるヒータ６００の温度分布の様子を示す図である。図１７は、１つ目の変形例の構成を説明する図（ａ）と、２つ目の変形例の構成を説明する図（ｂ）である。
【０１２６】
実施例１では、配線６５０、６６０の線幅に対して配線６４０の線幅に太くしている。実施例２では、実施例１の構成に加えて、配線６６０の線幅に対して配線６５０の線幅を太くしている。実施例３では、実施例２の構成に加えて、配線６６０ａの線幅に対して、配線６６０ｂの線幅を太くしている。
【０１２７】
詳細には、電気接点６６１ｂと発熱体６２０ｋ、６２０ｌを結ぶ配線６６０ａの経路長さが、電気接点６６１ａと発熱体６２０ａ、６２０ｂを結ぶ配線６６０ａの経路長さよりも長い。そのため、配線６６０ａの線幅に対して配線６６０ｂの線幅を太くしている。そのため、本実施例の定着装置４０は、実施例２よりも一層、エネルギー（電力）効率に優れた構成となっている。
【０１２８】
さらに、本実施例では配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの抵抗が同じになるように各配線の線幅を調節している。そのため、電気接点から電極までの間で消費される電力が各配線で近しい値となり、各発熱体に略同じ電力を供給することができる。したがってヒータ６００はその長手方向において均一に発熱することができる。つまり、配線による電圧降下に起因するヒータ６００の発熱ムラを抑制するこができる。なお、実施例２は、ヒータ６００の上述した差異以外は、実施例２と同様に構成されている。そのため、実施例２と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１２９】
実施例２では、給電線に流れる電流の大きさ違いから、配線６５０の線幅に対して配線６６０ａ、６６０ｂの線幅を細くしている。また、配線６６０ａと配線６６０ｂに流れる電流が略同じであるため、配線６６０ａと配線６６０ｂを同じ幅にしている。しかしながら、配線６６０ａと配線６６０ｂが消費する電力は異なる。表２によれば、配線６６０ａの消費電力が０．５Ｗであるのに対して配線６６０ｂの消費電力は２．４Ｗとなっている。この消費電力の違いは、配線６６０ａと配線６６０ｂの導線の経路の長さの違いに起因している。つまり、配線６６０ｂは、配線６６０ａよりもその経路の長さが長いため抵抗が大きくなってしまっている。そのため、配線６６０ｂの線幅は、配線６６０ａの線幅よりも太いことが望ましい。換言すると、配線６６０ａの線幅は、配線６６０ｂの線幅よりも細いことが望ましい。なお、導線の抵抗ｒは下記の式であらわすことができる。
抵抗ｒ＝ρ・Ｌ／（ｗ・ｔ）      ρ：比抵抗、Ｌ：線長さ、ｗ：線幅、ｔ：線厚み
本実施例では、図１４に示すように、給電線の長手方向に沿った導線の幅を配線６４０では２．６ｍｍ、配線６５０では２．５ｍｍ、配線６６０ａでは０．０８ｍｍ、配線６６０ｂでは０．４ｍｍとした。これらの導線から電極６４２、６５２、６６２に分岐して基板の短手方向に沿って延びる導線の幅を０．４ｍｍとした。なお、給電線の抵抗率ρは０．００００２［Ω・ｍｍ］、給電線の高さｔは１０μｍである。また、電気接点６６１ａと電極６６２ａを結ぶ配線６６０ａの経路の長さは６７．７ｍｍである。また、電気接点６６１ｂと電極６６２ｂを結ぶ配線６６０ａの経路の長さは３２７．７ｍｍである。これらをもとに給電線の各区間の抵抗値を導出すると次のような結果が得られる。つまり、Ｒは１２０Ω、ｒ１は０．０３６Ω、ｒ２とｒ３とｒ４とｒ５とｒ６とｒ７は０．０４１Ω、ｒ８は１．５１８Ω、ｒ９は０．０６４Ω、ｒ１０とｒ１１とｒ１２は０．０４３Ω、ｒ１３は１．６３４Ωである。次に、上述した構成の給電線を持つヒータ６００に対して、発熱領域が発熱幅Ｂとなるように１００Ｖの給電を行った結果を表３に示す。表３は給電線の各導線における抵抗と電流と消費電力である。
【０１３０】
【表３】
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【０１３１】
したがって、本実施例では配線６６０ｂよりも経路の長さが短い配線６６０ａの幅を、配線６６０ｂよりも細くしている。詳細には、配線６６０ａの基板の長手方向に沿った導線における基板の短手方向の幅（基板の短手方向長さ）を、配線６６０ｂの基板の長手方向に沿った導線の幅（基板の短手方向長さ）に対して一様に細く（狭く）している。つまり、配線６６０ａの基板の長手方向に沿った導線の幅は０．４ｍｍ未満である。
【０１３２】
このような構成により、本実施例では、基板６１０の短手方向において給電線を平行に並べて配置するスペースを節約することができる。そのため。基板６１０の短手方向のサイズの拡大を抑制することができる。
【０１３３】
また、本実施例では、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂの各抵抗が近しい値となるように各線幅を調整している。本実施例では、このような構成により、各配線で消費する電力を近い値にすることで、各発熱体に供給する電力を近い値にすることができる。
【０１３４】
ここで、本実施例の効果を検証するため、比較例との比較を行う。
【０１３５】
図１５に示すように、本実施例では、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂで消費している電力は各々４．３１Ｗ、４．０１Ｗ、４．２９Ｗとなり、どの配線においても近い値になっている。一方、比較例１では、配線６５０、６６０ａ、６６０ｂで消費している電力は各々５．８Ｗ、０．１７Ｗ、２．４２Ｗとなり、各々の対向配線によって消費する電力が異なっている。また、図１６に示すように、本実施例では、比較例１と比べて、温度分布の触れ幅（最大値と最小値の差）が小さいことがわかる。
【０１３６】
以上で説明したように、本実施例では、ヒータ６００において、抵抗ｒ１の導線の幅を抵抗ｒ８の導線、抵抗ｒ９の導線、抵抗ｒ１３導線の幅よりも太くしている。そのため、抵抗ｒ１の導線での電力消費（発熱）を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、大電流の流れる導線の抵抗を優先的に下げることで効率よく給電線での電力消費を低減している。
【０１３７】
また、抵抗ｒ１の導線はヒータ６００のシートＰが通過しない領域に位置している。そのため、抵抗ｒ１の導線で生じる熱は定着処理に不要な熱となりやすい。つまり、抵抗ｒ１の導線の発熱を抑制することで、ヒータ６００の定着処理に不要な発熱を低減することができる。したがって、本実施例によれば、定着処理に求められる発熱を電力効率良く行うことができる。
【０１３８】
また、本実施例では、配線６５０、６６０の幅を配線６４０の幅よりも細くしている。そのため、配線６５０、６６０を基板６１０の短手方向の狭いスペースに配置することができる。また、本実施例では、配線６６０の幅を配線６５０の幅よりも細くしている。そのため、配線６６０を基板６１０の短手方向の狭いスペースに配置することができる。そして、基板６１０の短手方向のサイズの大型化を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、つまり、小電流の流れる導線の幅を細くすることで基板６１０の短手方向の大型化を抑制できる。そして、ヒータ６００のコストの増大を抑制することができる。
【０１３９】
また、本実施例では、配線６６０ａの幅を配線６６０ｂの幅よりも細くしている。そのため、配線６５０の消費電力と配線６６０ａの消費電力と配線６６０ｂの消費電力をほぼ近い値に調整することができる。そのため、各発熱体に供給できる電力をほぼ近い値にすることができる。したがって、本実施例によれば、発熱体の長手方向の温度ムラの発生を抑制することができる。
【０１４０】
（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。
【０１４１】
ヒータ６００の発熱領域は中央基準には限られず、定着装置４０のシートのＰの搬送基準に合わせた基準でよい。そのため例えば、定着装置４０のシートのＰの搬送基準が端部基準である場合、ヒータ６００の発熱領域を端部基準にしてもよい。具体的には、発熱領域Ａに対応する発熱体が発熱体６２０ｃ〜６２０ｊではなく、発熱体６２０ａ〜６２０ｅであってもよい。したがって、小サイズの発熱領域を大サイズの発熱領域にするとき、小サイズの両端側の発熱領域が拡大するのではなく、小サイズの発熱領域の一端側が拡大する構成であってもよい。
【０１４２】
ヒータ６００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。
【０１４３】
発熱体６２０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。
【０１４４】
電気接点の数は３つ又は４つには限られない。例えば、定着装置に求められる発熱パターンの数に応じて５つ以上の電気接点を有していてもよい。
【０１４５】
また、実施例１の定着装置４０は、基板６１０の長手方向一端側に全ての電気接点を配置する構成により、ヒータ６００に一端側から給電を行っているが、このような構成には限られない。例えば、基板６１０の他端を延長した領域に電気接点を配置して、ヒータ６００に両端から給電する構成の定着装置４０であってもよい。
【０１４６】
ヒータ６００と電源１１０を接続するスイッチの配置構成は実施例１の配置構成のみには限られない。例えば、図１２に従来例のようなスイッチ構成であってもよい。つまり、電気接点と電源端子の極（電位）関係は固定されていても固定されていなくてもよい。
【０１４７】
ベルト６０３は、ヒータ６００によってその内面を支持され、ローラ７０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のような構成が望ましい。
【０１４８】
ベルト６０３とニップ部Ｎを形成するものは、ローラ７０のような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加圧ベルトユニットを用いてもよい。
【０１４９】
プリンタ１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。
【０１５０】
以上の説明における画像加熱装置は、未定着のトナー画像をシートＰに定着する装置のみには限られない。例えば、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。したがって、画像加熱装置は、例えば、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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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