(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら１本の熱源を複数に分割して発熱長を変えることのできる定着器及び画像形成装置を実現する。【解決手段】定着器６の第１ヒータ１４としてハロゲンヒータを用い、この第１ヒータ１４を、１本のガラス管３０内部の一端側と他端側とにＵ字型に折り返すように配線された分割ヒータ１４Ａと１４Ｂとに２分割する構造とした。これにより、簡易な構造でありながら、熱源である第１ヒータ１４を２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂに分割でき、分割ヒータ１４Ａ又は１４Ｂのみを動作させた場合と、分割ヒータ１４Ａと１４Ｂの両方を動作させた場合とで、第１ヒータ１４の発熱長を変えることができる。【選択図】図３
2016090606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の搬送路を挟んで互いに圧接して配置した回転体であって少なくとも前記回転体の一方に熱源を備え、画像を有する記録媒体を搬送するとともに画像を記録媒体に定着する定着器であって、
前記熱源は、
前記回転体の軸方向に延びる１本の本体部と、
前記本体部の一端側に設けられ、所定の発熱長でなる第１の発熱部と、
前記本体部の他端側に設けられ、所定の発熱長でなる第２の発熱部とを有し、
前記第１の発熱部は、前記本体部の一端から前記本体部の第１の位置まで前記本体部の長手方向に延び、当該第１の位置で折り返して一端へと延びるＵ字型の配線を有し、
前記第２の発熱部は、前記本体部の他端から前記第１の位置よりも前記本体部の他端側に位置する第２の位置まで長手方向に延び、当第２の位置で折り返して他端へと延びるＵ字型の配線を有する
ことを特徴とする定着器。
【請求項２】
前記熱源は、
前記１本の本体部としての１本のガラス管と、
前記ガラス管の一端側に設けられ、前記Ｕ字型の配線の途中にフィラメントが設けられた前記第１の発熱部と、
前記ガラス管の他端側に設けられ、前記Ｕ字型の配線の途中にフィラメントが設けられた前記第２の発熱部と
を有するハロゲンヒータでなる
ことを特徴とする請求項１に記載の定着器。
【請求項３】
前記熱源は、
前記１本の本体部としての１本の基板と、
前記基板の一端側に設けられ、板状の発熱抵抗体によって前記Ｕ字型の配線が形成された前記第１の発熱部と、
前記基板の他端側に設けられ、板状の発熱抵抗体によって前記Ｕ字型の配線が形成された前記第２の発熱部と
を有する板状ヒータでなる
ことを特徴とする請求項１に記載の定着器。
【請求項４】
前記第１の発熱部と前記第２の発熱部は、電源に並列に接続され、
前記第１の発熱部のＵ字型の配線の一方の端から他方の端へ通電されることで前記第１の発熱部がＯＮし、
前記第２の発熱部のＵ字型の配線の一方の端から他方の端へ通電されることで前記第２の発熱部がＯＮし、
前記第１の発熱部のみをＯＮさせる場合と、前記第１及び第２の発熱部をＯＮさせる場合とで前記熱源の発熱長を変える
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着器。
【請求項５】
前記第１及び第２の発熱部は、
それぞれ前記Ｕ字型の配線の一方の端から折り返し部分までの間にフィラメントが設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着器。
【請求項６】
前記ハロゲンヒータは、
前記第１の発熱部と前記第２の発熱部との間に、さらに第３の発熱部を有し、
前記第３の発熱部は、
前記第１の発熱部の配線の折り返し部分と、前記第２の発熱部の配線の折り返し部分との間を繋ぐ配線を有し、当該配線の途中にフィラメントが設けられ、
前記第１乃至第３の発熱部は、電源に直列に接続され、
前記第１の発熱部のＵ字型の配線の一方の端から他方の端へ通電されることで前記第１の発熱部がＯＮし、
前記第１の発熱部のＵ字型の配線の一方の端から、第１の発熱部のフィラメント、前記第１の発熱部の配線の折り返し部分、前記第３の発熱部のフィラメント、前記第２の発熱部の配線の折り返し部分を順次介して、前記第２の発熱部の配線の他方の端へ通電されることで前記第１及び第２の発熱部がＯＮし、
前記第１の発熱部のＵ字型の配線の一方の端から、第１の発熱部のフィラメント、前記第１の発熱部の配線の折り返し部分、前記第３の発熱部のフィラメント、前記第２の発熱部の配線の折り返し部分、前記第２の発熱部のフィラメントを順次介して、前記第２の発熱部の配線の一方の端へ通電されることで前記第１乃至第３の発熱部の全てがＯＮし、
前記第１の発熱部のみをＯＮさせる場合と、前記第１及び第２の発熱部をＯＮさせる場合と、前記第１乃至第３の発熱部の全てをＯＮさせる場合とで前記ハロゲンヒータの発熱長を変える
ことを特徴とする請求項５に記載の定着器。
【請求項７】
前記ハロゲンヒータは、
前記第１の発熱部のみをＯＮさせる場合と、前記第１及び第２の発熱部をＯＮさせる場合と、前記第１乃至第３の発熱部の全てをＯＮさせる場合とで発熱長が変わってもワッテージが一定に制御される
ことを特徴とする請求項６に記載の定着器。
【請求項８】
前記第１の発熱部と前記第２の発熱部との間の熱源分割部分の配熱量の低下を補う為に、第１の発熱部の前記熱源分割部分に近い部分の配熱量と、前記第２の発熱部の前記熱源分割部分に近い部分の配熱量が、他の部分の配熱量よりも高く設定されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着器。
【請求項９】
請求項１乃至６及び８のいずれかに記載の定着器を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の定着器と、
前記ハロゲンヒータのワッテージを一定に制御するワッテージ制御部と
を有する
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、定着器及び画像形成装置に関するものであり、例えば、ヒータにより画像を記録媒体に定着させる定着器に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタなどの画像形成装置は、記録媒体としての用紙に現像剤としてのトナーで画像を形成した後、定着器によって画像（すなわちトナー像）を用紙に定着させる。定着器は、画像を定着させる為の熱源としてヒータを有している。ヒータの温度は数百度に達する為、定着器では、温度センサなどによりヒータの温度を制御しながら画像を用紙に定着させる。ヒータは、不必要な発熱長を極力無くす為に、発熱長が用紙幅に合わせた長さに設計されている。
【０００３】
ところで、ユーザが使用する用紙は、用紙幅の異なる複数の種類が存在する。この為、従来の定着器は、例えば、発熱長の異なる複数のヒータを実装し、使用する用紙の用紙幅に応じて、適切な発熱長のヒータを選択するようになっていた。
【０００４】
また一方で、１本のヒータを分割することにより、使用する用紙の用紙幅に応じて発熱長を変えることのできる定着器も提案されている（例えば特許文献１参照）。この定着器によれば、複数のヒータを実装する場合と比べてヒータの実装スペースを小さくすることができ、省スペース化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２６４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来、定着器に用いるヒータの種類によっては分割できない、もしくは分割が困難であるという問題があった。定着器に用いるヒータとして、例えば、ハロゲンヒータがある。ハロゲンヒータは、封体化された１本のガラス管の中にフィラメントが配され、このフィラメントの両端から延びるリード線が、ガラス管の両端に設けられたベース部の接点と接続される構造となっている。
【０００７】
このようなハロゲンヒータを分割する為には、１本のガラス管の中に複数のフィラメントを並べて実装する必要があるが、複数のフィラメントを並べて実装するだけでは分割できない。また、ハロゲンヒータを完全に独立した複数本のガラス管で構成することも考えられるが、この場合、ハロゲンヒータの構造が複雑になる。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮したものであり、簡易な構造でありながら１本の熱源を複数に分割して発熱長を変えることのできる定着器及び画像形成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、記録媒体の搬送路を挟んで互いに圧接して配置した回転体であって少なくとも前記回転体の一方に熱源を備え、画像を有する記録媒体を搬送するとともに画像を記録媒体に定着する定着器であって、前記熱源は、前記回転体の軸方向に延びる１本の本体部と、前記本体部の一端側に設けられ、所定の発熱長でなる第１の発熱部と、前記本体部の他端側に設けられ、所定の発熱長でなる第２の発熱部とを有し、前記第１の発熱部は、前記本体部の一端から前記本体部の第１の位置まで前記本体部の長手方向に延び、当該第１の位置で折り返して一端へと延びるＵ字型の配線を有し、前記第２の発熱部は、前記本体部の他端から前記第１の位置よりも前記本体部の他端側に位置する第２の位置まで長手方向に延び、当第２の位置で折り返して他端へと延びるＵ字型の配線を有する。
【発明の効果】
【００１０】
これにより、本発明は、熱源として例えばハロゲンヒータを用いる場合でも、ガラス管でなる本体部の内部にＵ字型の配線を有する第１及び第２の発熱部を実装する簡易な構造で熱源を複数に分割して発熱長を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の主要部の構成を示す構成図である。
【図２】定着器の構成を示す構成図である。
【図３】第１の実施例におけるヒータの構成を示す構成図及び配熱特性を示すグラフである。
【図４】第１の実施例における定着器周りの配線構成を示す構成図である。
【図５】分割ヒータ選定手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施例におけるヒータの構成を示す構成図及び配熱特性を示すグラフである。
【図７】第２の実施例における定着器周りの配線構成を示す構成図である。
【図８】位相制御回路における実行電圧の制御の説明に用いるグラフである。
【図９】第３の実施例におけるヒータの構成を示す構成図及び配熱特性を示すグラフである。
【図１０】他の実施例におけるヒータの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態（以下、これを実施例と呼ぶ）について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
［１．第１の実施例］
［１−１．画像形成装置の主要部の構成］
図１に、画像形成装置１の主要部の構成の概略を示す。尚、図１は、画像形成装置１の主要部を側面から見た場合の構成図である。この図１に示すように、画像形成装置１は、主要部として、搬送ローラ２と、用紙センサ３と、画像形成部４と、転写ローラ５と、定着器６とを有している。画像形成装置１は、搬送ローラ２と用紙センサ３によって、印刷用紙７を、その搬送速度、位置などを管理しながら搬送する。画像形成部４は、４色のトナーのそれぞれに対応する４個のユニット４Ａ〜４Ｄでなり、各色のトナー像を各ユニット４Ａ〜４Ｄの感光体ドラム８上に形成する。画像形成部４によって形成された各色のトナー像は、画像形成部４の感光体ドラム８と転写ローラ５とによって、搬送されてくる印刷用紙７がこれらの間を通るときに順に転写される。その後、画像形成装置１は、印刷用紙７を定着器６へと搬送し、定着器６によって印刷用紙７上にトナー像を定着させた後、この印刷用紙７を排出する。画像形成装置１の主要部の構成は、以上のようになっている。
【００１４】
［１−２．定着器の構成］
次に、定着器６の構成についてさらに詳しく説明する。図２に、定着器６の構成を示す。尚、図２（Ａ）は、定着器６を側面から見た場合の構成図であり、図２（Ｂ）は、定着器６を、搬送ルートの下流側から見た場合の構成図である。
【００１５】
図２に示すように、定着器６は、矢印Ａで示す搬送路を通る印刷用紙７を、搬送路を挟んで互いに圧接して配置した回転体であるヒートローラ１０と定着ベルト１１とでニップする。定着ベルト１１の内部には、バックアップローラ１２が実装され、定着ベルト１１の内側から印刷用紙７をニップする構造となっている。定着ベルト１１の内部には、ニップ圧を向上させる為のパッド１３が実装されている。また、ヒートローラ１０の内部には、ヒートローラ１０を加熱する為のメインの第１ヒータ１４とサブの第２ヒータ１５が実装され、バックアップローラ１２の内部には、定着ベルト１１を加熱する為の第３ヒータ１６が実装されている。
【００１６】
さらに、定着器６の内部には、ヒートローラ１０の温度を監視する為の第１温度センサ１７及び第３温度センサ１９と、バックアップローラ１２の温度を監視する為の第２温度センサ１８とが実装されている。さらに、安全性を考慮して、第１ヒータ１４及び第２ヒータ１５の近傍には第１サーモスタット２０が実装され、第３ヒータ１６の近傍には第２サーモスタット２１が実装されている。
【００１７】
また、図２（Ｂ）に示すように、ヒートローラ１０と定着ベルト１１とバックアップローラ１２は、それぞれ搬送路の幅方向に平行な軸を有する回転体である。また、第１ヒータ１４と第２ヒータ１５は、ヒートローラ１０の軸方向に延びる棒状の熱源であり、第３ヒータ１６は、バックアップローラ１２の軸方向に延びる棒状の熱源である。さらに、ヒートローラ１０の軸方向の長さ、バックアップローラ１２の軸方向の長さ、定着ベルト１１の幅、第１乃至第３ヒータ１４、１５、１６の長手方向の長さは、搬送路の幅Ｌ１よりも長くなっている。ヒートローラ１０の温度を監視する為の第１温度センサ１７は、ヒートローラ１０の軸方向の中央付近に実装され、ヒートローラ１０の軸方向の端付近には、安全保護用としての第３温度センサ１９が実装されている。さらに、ヒートローラ１０の軸方向の中央付近に第１サーモスタット２０が実装されている。一方、バックアップローラ１２の温度を監視する為の第２温度センサ１８は、バックアップローラ１２の軸方向の中央付近に実装されている。さらに、バックアップローラ１２の軸方向の中央付近に第２サーモスタット２１が実装されている。
【００１８】
［１−３．ヒータの構成］
次に、ヒートローラ１０を加熱する第１ヒータ１４の構成についてさらに詳しく説明する。図３（Ａ）に、第１ヒータ１４の構成を示す。尚、図３（Ａ）は、第１ヒータ１４の分割構造を示す構成図である。この図３（Ａ）に示すように、第１ヒータ１４は、細長い棒状のハロゲンヒータでなり、封体化された１本のガラス管３０と、このガラス管３０の長手方向の両端に設けられた、ガラス管３０を支持するベース部３１、３２とを有している。尚、ガラス管３０の一端側に設けられたベース部３１を一端側ベース部３１、他端側に設けられたベース部３２を他端側ベース部３２と呼ぶ。
【００１９】
ガラス管３０は、長手方向の両端部分と中央部分とに、それぞれガラス管３０を封止するシール部３３、３４、３５が形成されている。これにより、ガラス管３０の内部は、中央を境として、一端側の領域（これを一端側領域と呼ぶ）Ａｒ１と、他端側の領域（これを他端側領域と呼ぶ）Ａｒ２とに分割されている。尚、ガラス管３０の一端部分に形成されているシール部３３を、一端側シール部３３、他端部分に形成されているシール部３４を他端側シール部３４、中央部分に形成されているシール部３５を中央シール部３５と呼ぶ。
【００２０】
一端側シール部３３には、２枚のモリブデン箔３６、３７が固定され、これら２枚のモリブデン箔３６、３７は、ガラス管３０の径方向に所定の間隔を隔てて配置されている。さらに、これら２枚のモリブデン箔３６、３７は、それぞれ外部リード棒３８、３９を介して、一端側ベース部３１の接点４０、４１と接続されている。一方、他端側シール部３４にも、２枚のモリブデン箔４２、４３が固定され、これら２枚のモリブデン箔４２、４３は、ガラス管３０の長手方向と直交する径方向に所定の間隔を隔てて配置されている。さらに、これら２枚のモリブデン箔４２、４３は、それぞれ外部リード棒４４、４５を介して、他端側ベース部３２の接点４６、４７と接続されている。また、中央シール部３５にも、２枚のモリブデン箔４８、４９が固定され、これら２枚のモリブデン箔４８、４９は、ガラス管３０の長手方向に所定の間隔を隔てて配置されている。すなわち、モリブデン箔４８の位置を第１の位置、モリブデン箔４９の位置を第２の位置とすると、ガラス管３０の中央を挟んで、第１の位置がガラス管３０の一端寄り、第２の位置がガラス管３０の他端寄りの位置となっている。
【００２１】
さらに、ガラス管３０内の一端側領域Ａｒ１と他端側領域Ａｒ２には、それぞれ長手方向に延びる１本のフィラメント５０、５１が実装されている。フィラメント５０、５１は、ガラス管３０の内壁と接触しないように、それぞれ複数のサポータ５２によって支持されている。尚、一端側領域Ａｒ１内に設けられたフィラメント５０を一端側フィラメント５０と呼び、他端側領域Ａｒ２内に設けられたフィラメント５１を他端側フィラメント５１と呼ぶ。
【００２２】
一端側フィラメント５０は、その一端がリード線５３を介して一端側シール部３３の一方のモリブデン箔３６に接続され、その他端がリード線５４を介して中央シール部３５の一端側のモリブデン箔４８に接続されている。さらに、このモリブデン箔４８と、一端側シール部３３の他方のモリブデン箔３７とが、リード線５５によって接続されている。このリード線５５もサポータ５２によって支持されている。
【００２３】
つまり、一端側領域Ａｒ１内には、ガラス管３０の一端から、ガラス管３０の中央付近の第１の位置（モリブデン箔４８の位置）まで延び、この第１の位置で折り返して、ガラス管３０の一端に延びるＵ字型の配線が実装され、この配線の途中（すなわちガラス管３０の一端と第１の位置との間）に一端側フィラメント５０が設けられている。
【００２４】
一方、他端側フィラメント５１は、その他端がリード線５６を介して他端側シール部３４の一方のモリブデン箔４２に接続され、その一端がリード線５７を介して中央シール部３５の他端側のモリブデン箔４９に接続されている。さらに、このモリブデン箔４９と、他端側シール部３４の他方のモリブデン箔４３とが、リード線５８によって接続されている。このリード線５８もサポータ５２によって支持されている。
【００２５】
つまり、他端側領域Ａｒ２内には、ガラス管３０の他端から、ガラス管３０の中央付近の第２の位置（モリブデン箔４９の位置）まで延び、この第２の位置で折り返して、ガラス管３０の他端に延びるＵ字型の配線が実装され、この配線の途中（すなわちガラス管３０の他端と第２の位置との間）に他端側フィラメント５１が設けられている。
【００２６】
このように、第１ヒータ１４は、長手方向の中央を挟んで一端側の部分と他端側の部分とが同一の構造でなり、一端側の部分と他端側の部分とがそれぞれ独立して発熱し得る分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂとして機能する。つまり、この第１ヒータ１４は、１本のハロゲンヒータを２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂに分割した構造となっている。これにより、第１ヒータ１４は、分割ヒータ１４Ａ又は１４Ｂのみを動作させた場合と、分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂの両方を動作させた場合とで、発熱長を変えることができる。尚、本実施例では、第１ヒータ１４を長手方向の中央で２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂに分割する構造の為、第１ヒータ１４の発熱長を、ガラス管３０の全長とほぼ一致する長さの発熱長と、この発熱長の半分の長さの発熱長とに切り替えることができるが、第１ヒータ１４を、どの位置で分割するかは、使用される印刷用紙７の紙幅に応じて適宜選定すればよい。
【００２７】
ここで、この第１ヒータ１４の配熱特性について図３（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ｂ）は、横軸が第１ヒータ１４の長手方向の位置を示し、縦軸が配熱量を示すグラフである。第１ヒータ１４は、２個の分割ヒータ１４Ａと１４Ｂに分割されている為、分割部分の配熱量が、他の部分と比べて小さくなる。そこで、第１ヒータ１４では、分割部分の配熱量の低下を補う為に、第１ヒータ１４中央の分割部分に近い、一端側フィラメント５０の他端部分と他端側フィラメント５１の一端部分の配熱量を他の部分よりも例えば１．２倍ほど大きくしている。尚、一端側フィラメント５０及び他端側フィラメント５１はコイル状でなり、一端側フィラメント５０の他端部分の巻きピッチと他端側フィラメント５１の一端部分の巻きピッチを、他の部分の巻きピッチより狭くすることによって、一端側フィラメント５０の他端部分と他端側フィラメント５１の一端部分の配熱量を他の部分よりも大きくしている。
【００２８】
こうすることで、この第１ヒータ１４からの輻射熱によってヒートローラ１０が加熱されたときに、ヒートローラ１０の中央部分が他の部分よりも温度が低くなってしまうことを抑制でき、ヒートローラ１０の全体を均等な温度に加熱できる。尚、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６は、一般的な１本のハロゲンヒータである為、詳しい構成の説明は省略する。
【００２９】
［１−４．定着器周りの配線構成］
次に、定着器６周りの配線構成について図４を用いて説明する。定着器６は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００を介してＡＣ電源に接続され、さらに制御部１０１と接続されている。ＡＣ電源のＬＩＮＥ側は、定着器６内部の第１サーモスタット２０に接続され、この第１サーモスタット２０に第２サーモスタット２１が直列に接続され、さらにこの第２サーモスタット２１に、２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂが並列に接続されている。同様に、第２ヒータ１５も並列に接続されている。つまり、ＡＣ電源のＬＩＮＥ側には、直列接続された第１サーモスタット２０及び第２サーモスタット２１を介して、第１ヒータ１４の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂ、第２ヒータ１５が並列に接続されている。
【００３０】
さらに、分割ヒータ１４Ａは、第２サーモスタット２１と接続されている側とは反対側が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００内の第２トライアック１０２Ｂを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続され、分割ヒータ１４Ｂは、第２サーモスタット２１と接続されている側とは反対側が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００内の第１トライアック１０２Ａを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。また、第２ヒータ１５には、第３ヒータ１６が直列に接続され、さらにこの第３ヒータ１６が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００内の第３トライアック１０２Ｃを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。つまり、第１ヒータ１４の分割ヒータ１４Ａと、分割ヒータ１４Ｂと、直列接続された第２ヒータ１５及び第３ヒータ１６とが、第１乃至第３トライアック１０２Ａ〜１０２Ｃを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。
【００３１】
また、定着器６内部のサーミスタでなる第１温度センサ１７、第２温度センサ１８、第３温度センサ１９が、制御部１０１に接続されている。さらに、この制御部１０１には、画像形成部４よりも搬送路の上流側に配置された搬送センサ（これをＩＮセンサと呼ぶ）３と、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００の第１乃至第３トライアック１０２Ａ〜１０２Ｃが接続されている。尚、第１トライアック１０２Ａは、分割ヒータ１４ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御する為の整流素子であり、第２トライアック１０２Ｂは、分割ヒータ１４ＡをＯＮ／ＯＦＦ制御、第３トライアック１０２Ｃは、第２ヒータ１５及び第３ヒータ１６をＯＮ／ＯＦＦ制御する為の整流素子である。
【００３２】
制御部１０１は、第１温度センサ１７、第２温度センサ１８及び第３温度センサ１９からの出力をもとに、定着器６の温度を監視するとともに、ＩＮセンサ３の出力をもとに、搬送されてくる印刷用紙７の紙幅を特定し、さらに、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００の第１乃至第３トライアック１０２Ａ〜１０２Ｃを制御して、第１ヒータ１４の分割ヒータ１４Ａと１４Ｂと、第２ヒータ１５及び第３ヒータ１６とを、ＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３３】
［１−５．定着器の動作］
次に、定着器６の動作について説明する。画像形成装置１は、上位のホストコンピュータから印刷命令を受けると、制御部１０１にて、ホストコンピュータから送信されてくる印刷ジョブをもとに画像データを生成するとともに、定着器６の全てのヒータ（第１ヒータ１４、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６）をＯＮして予熱動作を行う。このとき、制御部１０１は、定着器６の全てのヒータをＯＮする為に、第１乃至第３トライアック１０２Ａ〜１０２Ｃの全てのゲート端子にトリガパルス電流を与えてＯＮ状態とする。これにより、第１ヒータ１４の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂと、第２ヒータ１５と、第３ヒータ１６の全てが発熱状態となる。
【００３４】
制御部１０１は、発熱を開始した第１ヒータ１４、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６の温度を第１温度センサ１７、第２温度センサ１８、第３温度センサ１９にて監視しながら、目標適温にする為、第１乃至第３トライアック１０２Ａ〜１０２Ｃの各々をＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、第１ヒータ１４、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦの時間比を制御（所謂Ｄｕｔｙ制御）することで、これらの温度を調整する。
【００３５】
制御部１０１は、第１ヒータ１４、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６の温度が目標温度に到達したら、印刷用紙７の給紙を開始する。その後、印刷用紙７がＩＮセンサ３を通過すると、このとき、このＩＮセンサ３から、印刷用紙７の紙幅を示す紙幅情報が制御部１０１に送られる。
【００３６】
制御部１０１は、紙幅情報に基づいて、印刷用紙７の紙幅に対して最適な発熱長となるように、分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂから、定着に用いる分割ヒータを選定して、定着に用いない分割ヒータについては第１及び第２トライアック１０２Ａ、１０２Ｂを介してここでＯＦＦする。尚、具体的な分割ヒータの選定方法については後述する。第２ヒータ１５、第３ヒータ１６についても、ここでＯＦＦする。
【００３７】
ＩＮセンサ３を通過した印刷用紙７は、画像形成部４の感光体ドラム８と転写ローラ５との間を通るときに、画像形成部４によって感光体ドラム８上に形成された各色のトナー像が順に転写される。その後、印刷用紙７は、定着器６へと搬送される。定着器６は、ヒートローラ１０と定着ベルト１１との間を印刷用紙７が通るときに、加熱とニップ圧により印刷用紙７にトナー像を定着させる。
【００３８】
ここで、第１ヒータ１４の動作についても説明する。第１ヒータ１４は、一端側の一方の接点４０がＡＣ電源のＬＩＮＥ側に接続され、他方の接点４１が第２トライアック１０２Ｂを介してＮＥＵＴＲＡＬ側に接続されている。分割ヒータ１４Ａを動作させる場合、ＡＣ電源のＬＩＮＥから、接点４０、外部リード棒３８、モリブデン箔３６、リード線５３を介して、一端側フィラメント５０に通電する。さらに、この一端側フィラメント５０から、リード線５４、モリブデン箔４８、リード線５５、モリブデン箔３７、外部リード棒３９、接点４１、第２トライアック１０２Ｂを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに通電する。これにより、一端側フィラメント５０が発熱して分割ヒータ１４Ａが動作する。
【００３９】
第１ヒータ１４の他端側の分割ヒータ１４Ｂも同様に動作する。すなわち、他端側の配線により他端側フィラメント５１に通電することにより、他端側フィラメント５１が発熱して分割ヒータ１４Ｂが動作する。尚、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６については、一般的な１本のハロゲンヒータである為、詳しい動作の説明は省略する。
【００４０】
［１−６．分割ヒータ選定方法］
次に、第１ヒータ１４の分割ヒータを選定する方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。まず、前提として、画像形成装置１には、印刷用紙７の紙幅と、ＯＮすべき分割ヒータ（つまり紙幅に対して最適な発熱長となるようにＯＮすべき分割ヒータ）とを対応付けてテーブル化されたヒータ選定テーブルが、図示しない記憶部に記憶されているものとする。そのうえで、制御部１０１は、ステップＳＰ１において、ＩＮセンサ３から、印刷用紙７の紙幅を示す紙幅情報を読み込む。つづくステップＳＰ２において、制御部１０１は、読み込んだ紙幅情報とヒータ選定テーブルを比較する。つづくステップＳＰ３において、制御部１０１は、読み込んだ紙幅情報とヒータ選定テーブルとの比較結果から、紙幅情報が示す紙幅に対して最適な発熱長となるようにＯＮすべき分割ヒータを選定する。
【００４１】
つづくステップＳＰ３において、制御部１０１は、ＯＮすべき分割ヒータと接続されているトライアック１０２にトリガパルス電流を与えてＯＮする一方で、それ以外の分割ヒータについてはＯＦＦする。このようなヒータ選定方法により、制御部１０１は、定着器６へと搬送されてくる印刷用紙７の紙幅に応じて、その紙幅に最適な発熱長となるように第１ヒータ１４を動作させることができる。このように、第１の実施例では、第１ヒータ１４を長手方向に２分割した構造とすることで、第１ヒータ１４の発熱長を、少なくとも２種類の長さに変えることができ、少なくとも２種類の紙幅の異なる印刷用紙７に対応できる。
【００４２】
［１−７．第１の実施例における効果］
ここまで説明したように、第１の実施例では、定着器６の第１ヒータ１４としてハロゲンヒータを用い、この第１ヒータ１４を、１本のガラス管３０内部の一端側と他端側とにＵ字型に折り返すように配線された分割ヒータ１４Ａと１４Ｂとに２分割する構造とした。
【００４３】
これにより、簡易な構造でありながら、熱源である第１ヒータ１４を２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂに分割でき、分割ヒータ１４Ａ又は１４Ｂのみを動作させた場合と、分割ヒータ１４Ａと１４Ｂの両方を動作させた場合とで、第１ヒータ１４の発熱長を変えることができる。そして、印刷用紙７の紙幅に応じて、第１ヒータ１４の発熱長を変えることで、紙幅の異なる印刷用紙７にトナー像を定着させるときに、無駄な電力を使うことなく、且つ印刷用紙７の幅方向の端部で温度が異常上昇することもなく、安全に加熱することができる。また、第１ヒータ１４は、1本のハロゲンヒータを長手方向に２分割した構造である為、例えば、発熱長の異なる２本のハロゲンヒータを別々に実装する場合と比べて、実装スペースを小さくできる。
【００４４】
また、第１ヒータ１４の２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂが、それぞれＡＣ電源に並列で接続されていることにより、第１ヒータ１４のワッテージは、２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂの一方を動作させる場合も、両方を動作させる場合も変化しない。よって、ＯＮする分割ヒータに応じてワッテージを調整するような回路や制御を必要とせず、簡易な構成及び制御で、２個の分割ヒータ１４Ａ、１４Ｂを動作させることができる。
【００４５】
さらに、第１ヒータ１４は、分割部分で低下する配熱量を補う為に、一端側フィラメント５０の他端側フィラメント５１側の他端部分と、他端側フィラメント５１の一端側フィラメント５０側の一端部分の配熱量（すなわち分割ヒータ１４Ａ及び１４Ｂの分割部分に近い端部の配熱量）を、他の部分より大きくした。これにより、第１ヒータ１４からの輻射熱によってヒートローラ１０が加熱されたときに、分割ヒータ１４Ａと１４Ｂとの境に位置するヒートローラ１０の中央部分が他の部分よりも温度が低くなることを抑制でき、ヒートローラ１０の幅全体を均等な温度に加熱できる。
【００４６】
［２．第２の実施例］
次に第２の実施例について説明する。この第２の実施例は、ヒータの構成と定着器周りの配線構成が、第１の実施例とは異なる実施例であり、ヒータと定着器周りの配線以外の構成については、第１の実施例と同様である為、ここでは、主に、ヒータの構成と定着器周りの配線構成について説明する。
【００４７】
［２−１．ヒータの構成］
ヒートローラ１０を加熱する第１ヒータ２００の構成を、図６（Ａ）に示す。尚、図６（Ａ）は、第１ヒータ２００の分割構造を示す構成図であり、第１の実施例の第１ヒータ１４と同一の部分には同一の符号を付している。この第１ヒータ２００は、第１ヒータ１４と同じ全長でなり、第１ヒータ１４と同様、ガラス管３０の長手方向の両端部分と中央部分とに、それぞれシール部３３、３４、３５が形成されている。さらに、この第１ヒータ２００には、中央シール部３５と他端側シール部３４との間に、もう一つシール部（これを中間シール部と呼ぶ）２０１が形成されている。これにより、ガラス管３０の内部は、中央を境として、一端側領域Ａｒ１０と、他端側領域とに分割され、さらに他端側の領域が、中央寄りの領域（これを中間領域と呼ぶ）Ａｒ１１と、他端寄りの領域（これを他端側領域と呼ぶ）１２とに分割され、全体として３分割されている。
【００４８】
さらに、第１ヒータ２００は、中央のシール部３５にモリブデン箔４８が固定され、中間シール部２０１に、モリブデン箔４９が固定されている。つまり、第１ヒータ２００は、第１ヒータ１４と比べてモリブデン箔４９の位置（第２の位置）がガラス管３０の他端側に寄っていることで、モリブデン箔４８とモリブデン箔４９の間隔が広くなっている。そして、これらモリブデン箔４８、４９の間の中間領域Ａｒ１１に、長手方向に延びる１本のフィラメント（これを中間フィラメントと呼ぶ）２０２が実装されている。この中間フィラメント２０２も、ガラス管３０の内壁と接触しないように、サポータ５２によって支持されている。中間フィラメント２０２は、その他端がリード線２０３を介して中間シール部２０１のモリブデン箔４９に接続され、その一端がリード線２０４を介して中央シール部３５のモリブデン箔４８に接続されている。
【００４９】
つまり、中間領域Ａｒ１１内には、一端側領域Ａｒ１０内の配線の折り返し部分と、他端側領域Ａｒ１２内の配線の折り返し部分との間を繋ぐ直線状の配線が実装され、この配線の途中に中間フィラメント２０２が設けられている。
【００５０】
このように、第１ヒータ２００は、一端側の部分と他端側の部分とこれらの間の中間部分とがそれぞれ分割ヒータ２００Ａ、２００Ｃ、２００Ｂとして機能する。つまり、この第１ヒータ２００は、１本のハロゲンヒータを、３個の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに分割した構造となっている。これにより、第１ヒータ２００は、例えば、分割ヒータ２００Ａのみを動作させた場合と、分割ヒータ２００Ａと２００Ｂを動作させた場合と、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの全てを動作させた場合とで、発熱長を変えることができる。
【００５１】
ここで、この第１ヒータ２００の配熱特性について図６（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ｂ）は、横軸が第１ヒータ２００の長手方向の位置を示し、縦軸が配熱量を示すグラフである。第１ヒータ２００は、３個の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに分割されている為、分割部分の配熱量が、他の部分と比べて小さくなる。そこで、第１ヒータ２００では、分割部分の配熱量の低下を補う為に、一端側フィラメント５０の他端部分と、他端側フィラメント５１の一端部分と、中間フィラメント２０２の両端部分の配熱量（すなわち分割部分に近い端部の配熱量）を他の部分の配熱量よりも例えば１．２倍ほど大きくしている。尚、配熱量を大きくする方法は、第１の実施例と同様である。
【００５２】
こうすることで、この第１ヒータ２００からの輻射熱によってヒートローラ１０が加熱されたときに、ヒートローラ１０の中央部分や、中央と他端の中間部分が他の部分よりも温度が低くなってしまうことを抑制でき、ヒートローラ１０の全体を均等な温度に加熱できる。
【００５３】
［２−２．定着器周りの配線構成］
次に、定着器６周りの配線構成について図７を用いて説明する。定着器６は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００と位相制御回路３０１を介してＡＣ電源に接続され、さらに制御部３０２と接続されている。位相制御回路３０１は、ＡＣ電源のＬＩＮＥ側に実装されている。ＡＣ電源のＬＩＮＥ側は、この位相制御回路３０１を介して、定着器６内部の第１サーモスタット２０に接続され、この第１サーモスタット２０に第２サーモスタット２１が直列に接続され、さらにこの第２サーモスタット２１に、３本の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃが直列に接続されている。さらに、第２サーモスタット２１には、３個の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと並列に第２ヒータ１５が接続されている。つまり、ＡＣ電源のＬＩＮＥ側には、位相制御回路３０１と、直列接続された第１サーモスタット２０及び第２サーモスタット２１とを介して、第１ヒータ２００の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃが直列に接続され、さらにこれら分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと並列に第２ヒータ１５が接続されている。
【００５４】
さらに、分割ヒータ２００Ａと２００Ｂの中点が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００内の第２トライアック３０３Ｂを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続され、分割ヒータ２００Ｂと２００Ｃの中点が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００内の第１トライアック３０３Ａを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。また、分割ヒータ２００Ｃは、分割ヒータ２００Ｂと接続されている側とは反対側が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００内の第４トライアック３０３Ｄを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。また、第２ヒータ１５には、第３ヒータ１６が直列に接続され、さらにこの第３ヒータ１６が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００内の第３トライアック３０３Ｃを介してＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。つまり、分割ヒータ２００Ａと２００Ｂの中点と、分割ヒータ２００Ｂと２００Ｃの中点と、分割ヒータ２００Ｃの分割ヒータ２００Ｂが接続されている側とは反対側と、第３ヒータ１６とが、それぞれ、第１乃至第４トライアック３０３Ａ〜３０３Ｄを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに接続されている。
【００５５】
また、定着器６内部のサーミスタでなる第１温度センサ１７、第２温度センサ１８、第３温度センサ１９が、制御部３０２に接続されている。さらに、この制御部３０２には、ＩＮセンサ３と、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００の第１乃至第４トライアック３０３Ａ〜３０３Ｄと、位相制御回路３０１の可変抵抗器３０４とが接続されている。尚、第１トライアック３０３Ａ、第２トライアック３０３Ｂ、第４トライアック３０３Ｄは、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御する為の整流素子であり、第３トライアック３０３Ｃは、第２ヒータ１５及び第３ヒータ１６をＯＮ／ＯＦＦ制御する為の整流素子である。
【００５６】
制御部３０２は、第１温度センサ１７、第２温度センサ１８及び第３温度センサ１９からの出力をもとに、定着器６の温度を監視するとともに、ＩＮセンサ３の出力をもとに、搬送されてくる印刷用紙７の紙幅を特定し、さらに、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００の第１乃至第４トライアック３０３Ａ〜３０３Ｄを制御して、分割ヒータ２００Ａと２００Ｂと２００Ｃと、第２ヒータ１５及び第３ヒータ１６とを、ＯＮ／ＯＦＦ制御するようになっている。さらに、制御部３０２は、位相制御回路３０１の可変抵抗器３０４を制御して、第１ヒータ２００に印加する電圧を変化させるようになっている。
【００５７】
［２−３．定着器の動作］
次に、定着器６の動作について説明する。画像形成装置１は、上位のホストコンピュータから印刷命令を受けると、制御部３０２にて、ホストコンピュータから送信されてくる印刷ジョブをもとに画像データを生成するとともに、定着器６の全てのヒータ（第１ヒータ２００、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６）をＯＮして予熱動作を行う。このとき、制御部３０２は、定着器６の全てのヒータをＯＮする為に、第３トライアック３０３Ｃと第４トライアック３０３Ｄのゲート端子にトリガパルス電流を与えてＯＮ状態とする一方で、第１トライアック３０３Ａと第２トライアック３０３Ｂにはトリガパルス電流を与えずＯＦＦ状態とする。これにより、第１ヒータ２００の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと、第２ヒータ１５と、第３ヒータ１６の全てが発熱状態となる。
【００５８】
制御部３０２は、発熱を開始した第１ヒータ２００、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６の温度を第１温度センサ１７、第２温度センサ１８、第３温度センサ１９にて監視しながら、目標適温にする為、第３トライアック３０３Ｃと第４トライアック３０４Ｃの各々をＯＮ／ＯＦＦ制御（Ｄｕｔｙ制御）する。
【００５９】
制御部３０２は、第１ヒータ２００、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６の温度が目標温度に到達したら、印刷用紙７の給紙を開始する。その後、印刷用紙７がＩＮセンサ３を通過すると、このとき、このＩＮセンサ３から、印刷用紙７の紙幅を示す紙幅情報が制御部３０２に送られる。
【００６０】
制御部３０２は、紙幅情報に基づいて、印刷用紙７の紙幅に対して最適な発熱長となるように、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃから、定着に用いる分割ヒータを選定する。ここで、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのうち、定着に用いない分割ヒータがある場合には、第４トライアック３０３ＤをＯＦＦ状態に切り替えるとともに、第１トライアック３０３Ａ又は第２トライアック３０３ＢをＯＮ状態に切り替える。また、このとき、第２ヒータ１５、第３ヒータ１６についてはＯＦＦする。
【００６１】
このようにしてヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００のトライアックの状態を切り替えると同時に、制御部３０２は、位相制御回路３０１の可変抵抗器３０４の状態をコントロールして、ＡＣ電圧の実行電圧（すなわち第１ヒータ２００に印加する電圧）を変化させる。
【００６２】
実際、第１ヒータ２００の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃは直列に接続されていて、且つ各々のフィラメント５０、２０２、５１のインダクタンスが固定である為、仮に、第１ヒータ２００に印加する電圧を固定して、ＯＮする分割ヒータの数を変えると、第１ヒータ２００のインピーダンスが変化してワッテージ（印刷用紙に与える単位面積当たりの熱量に相当）が変化してしまう。そこで、制御部３０２は、位相制御回路３０１の可変抵抗器３０４の抵抗値をコントロールすることで、ＯＮする分割ヒータの数を変えても、第１ヒータ２００のワッテージが変わらないように、ＡＣ電圧の実行電圧を変化させる。
【００６３】
位相制御回路３０１は、トライアック３０５を有する一般的な位相制御回路である。トライアック３０５は、ゲート端子にトリガパルス電流を与えると、そのとき順バイアスされていた側のサイリスタが導通する。ＡＣ電源の１／２サイクルが終了すると、導通していたサイリスタは逆バイアスになって遮断される。したがって、最大１／２サイクルだけＯＮになり、自動的にＯＦＦに戻るスイッチとして動作する。位相制御回路３０１は、ＡＣ電源の１／２サイクルの中でトライアック３０５がＯＮする時間を、可変抵抗器３０４の抵抗値を変えることで制御できるようにしたものである。
【００６４】
実際、この位相制御回路３０１は、図８に示すように、トライアック３０５がＯＮする時間を、抵抗値に応じて変化する位相角（π〜０）によって制御することができ、これにより、ＡＣ電圧の実行電圧を０％〜１００％までの間で変化させることができる。したがって、制御部３０２は、例えば、ＯＮする分割ヒータの数が３個全部のときには、ＡＣ電圧の実行電圧を１００％とし、ＯＮする分割ヒータの数を２個にしたときには、ＯＮする分割ヒータの数が３個のときとワッテージが変わらないように実行電圧を下げ、さらに、ＯＮする分割ヒータの数を１個にしたときには、ワッテージが変わらないようにＯＮする分割ヒータの数が２個のときよりもさらに実行電圧を下げる。
【００６５】
こうすることで、第１ヒータ２００では、ＯＮする分割ヒータを変えても、定着に必要な発熱量を容易に得ることができる。尚、この位相制御回路３０１を設けずに、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００によるＯＮ／ＯＦＦ制御（Ｄｕｔｙ制御）のみで、第１ヒータ２００のワッテージを制御することも可能ではあるが、この場合、例えば、ＯＮする分割ヒータの数を減らしたときに、ＯＮする分割ヒータに過大な電流が流れるなどして、第１ヒータ２００の寿命を短くしてしまう。ゆえに、上述したように、位相制御回路３０１を設けて、ＡＣ電圧の実行電圧を制御することが望ましい。
【００６６】
その後、ＩＮセンサ３を通過した印刷用紙７は、画像形成部４の感光体ドラム８と転写ローラ５との間を通るときに、画像形成部４によって感光体ドラム８上に形成された各色のトナー像が順に転写される。その後、印刷用紙７は、定着器６へと搬送される。定着器６は、ヒートローラ１０と定着ベルト１１との間を印刷用紙７が通るときに、加熱とニップ圧により印刷用紙７にトナー像を定着させる。
【００６７】
ここで、第１ヒータ２００の動作についても説明する。第１ヒータ２００は、一端側に位置する一方の接点４０がＡＣ電源のＬＩＮＥ側に位相制御回路３０１を介して接続され、他方の接点４１が第２トライアック３０３Ｂを介してＮＥＵＴＲＡＬ側に接続されている。分割ヒータ２００Ａのみを動作させる場合、ＡＣ電源のＬＩＮＥから、位相制御回路３０１、接点４０、外部リード棒３８、一端側のモリブデン箔３６、リード線５３を介して、一端側フィラメント５０に通電する。さらに、この一端側フィラメント５０から、リード線５４、中央のモリブデン箔４８、リード線５５、一端側のモリブデン箔３７、外部リード棒３９、接点４１、第２トライアック３０３Ｂを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに通電する。これにより、一端側フィラメント５０が発熱して分割ヒータ２００Ａが動作する。
【００６８】
また、分割ヒータ２００Ａと２００Ｂを動作させる場合、ＡＣ電源のＬＩＮＥから、位相制御回路３０１、接点４０、外部リード棒３８、一端側のモリブデン箔３６、リード線５３、一端側フィラメント５０に通電し、さらにリード線５４、中央のモリブデン箔４８、リード線２０４を介して、中間フィラメント２０２に通電する。さらに、この中間フィラメント２０２から、リード線２０３、中間のモリブデン箔４９、リード線５８、他端側のモリブデン箔４３、外部リード棒４５、他端側の接点４７、第１トライアック３０３Ａを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに通電する。これにより、一端側フィラメント５０と中間フィラメント２０２が発熱して分割ヒータ２００Ａと２００Ｂが動作する。
【００６９】
さらに、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの全てを動作させる場合、ＡＣ電源のＬＩＮＥから、位相制御回路３０１、接点４０、外部リード棒３８、一端側のモリブデン箔３６、リード線５３、一端側フィラメント５０に通電し、さらにリード線５４、中央のモリブデン箔４８、リード線２０４を介して、中間フィラメント２０２に通電し、さらにリード線２０３、中間のモリブデン箔４９、リード線５７を介して、他端側フィラメント５１に通電する。さらに、この他端側フィラメント５１から、リード線５６、他端側のモリブデン箔４２、外部リード棒４４、他端側の接点４６、第４トライアック３０３Ｄを介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬに通電する。これにより、一端側フィラメント５０、中間フィラメント２０２、他端側フィラメント５１の全てが発熱して分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの全てが動作する。
【００７０】
［２−４．分割ヒータ選定方法］
定着器６の分割ヒータを選定する方法については、分割ヒータの数が２個から３個に増えたことを除けば、第１の実施例と同様である。すなわち、印刷用紙７の紙幅とＯＮすべき分割ヒータ（つまり紙幅に対して最適な発熱長となるようにＯＮすべきヒータ）とを対応付けてテーブル化されたヒータ選定テーブルを参照して、ＩＮセンサ３から読み込んだ紙幅情報が示す紙幅に対して最適な発熱長となるようにＯＮすべき分割ヒータを選定する。このように、第２の実施例では、第１ヒータ２００を長手方向に３分割した構造とすることで、第１ヒータ２００の発熱長を、少なくとも３種類の長さに変えることができ、少なくとも３種類の紙幅の異なる印刷用紙７に対応できる。
【００７１】
［２−５．第２の実施例における効果］
ここまで説明したように、第２の実施例では、定着器６の第１ヒータ２００としてハロゲンヒータを用い、この第１ヒータ２００を、１本のガラス管３０の内部の一端側と他端側とにＵ字型に折り返すように配線された分割ヒータ２００Ａと２００Ｃと、これらの間に直線状に配線された分割ヒータ２００Ｂとに３分割する構造とした。
【００７２】
これにより、簡易な構造でありながら、熱源である第１ヒータ２００を３個の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに分割でき、分割ヒータ２００Ａのみを動作させた場合と、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂを動作させた場合と、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの全てを動作させた場合とで、第１ヒータ２００の発熱長を変えることができる。そして、印刷用紙７の紙幅に応じて、第１ヒータ２００の発熱長を変えることで、紙幅の異なる印刷用紙７にトナー像を定着させるときに、無駄な電力を使うことなく、且つ印刷用紙７の幅方向の端部で温度が異常上昇するようなこともなく、安全に加熱することができる。また、第１の実施例と同様、実装スペースを小さくできる。
【００７３】
また、この第２の実施例では、第１ヒータ２００の３個の分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃが、ＡＣ電源に直列で接続されている為、ＯＮする分割ヒータの数を変えても第１ヒータ２００のワッテージが変わらないように、ＡＣ電源の実行電圧を調整できる位相制御回路３０１を、ＡＣ電源とヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００の間に設けた。これにより、定着器６では、ＯＮする分割ヒータの数を変えても、第１ヒータ２００のワッテージが一定となり、定着に必要な発熱量を容易に得ることができる。
【００７４】
さらに、第１の実施例と同様、第２の実施例の第１ヒータ２００も、分割部分で低下する配熱量を補う為に、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの各々の分割部分に近い端部の配熱量を、他の部分より大きくした。これにより、第１ヒータ２００からの輻射熱によってヒートローラ１０が加熱されたときに、分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの各々の境に位置するヒートローラ１０の所定部分が他の部分よりも温度が低くなってしまうことを抑制でき、ヒートローラ１０の幅全体を均等な温度に加熱できる。
【００７５】
［３．第３の実施例］
次に第３の実施例について説明する。この第３の実施例は、定着器６の第１ヒータに板状ヒータを用いた実施例であり、第１ヒータ以外の構成は、第１の実施例と同様である為、ここでは、主に、第１ヒータの構成について説明する。
【００７６】
［３−１．第１ヒータの構成］
ヒートローラ１０を加熱する第１ヒータ４００の構成を、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図９（Ａ）は、第１ヒータ４００の断面構造を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、第１ヒータ４００の分割構造を示す構成図である。この第１ヒータ４００は、細長い板状ヒータでなり、第１ヒータ１４とほぼ同じ全長であるとする。第１ヒータ４００は、１枚の細長いステンレス基板４０１を、一面側と他面側からガラス絶縁膜４０２、４０３で挟み込み、一面側のガラス絶縁膜４０２内に、薄板状の発熱抵抗体４０４を形成したものである。ガラス絶縁膜４０２内に形成される発熱抵抗体４０４は、第１ヒータ４００の短手方向に並べられた細長い２本の発熱抵抗体を、それぞれの中央付近で分割した構造となっている。つまり、ガラス絶縁膜４０２内には、中央を境にして一端側に２本、他端側に２本の計４本の発熱抵抗体４０４が形成されている。
【００７７】
第１ヒータ４００の一端側には、長手方向の長さが同じで短手方向の長さ（これを太さとする）が異なる２本の発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂが、短手方向に所定の間隔を隔てて配置されている。発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂは、ともにステンレス基板４０１の一端側から中央へと延び、さらに中央で折り返して一端側へと延びるＵ字型の配線パターンとなっている。
【００７８】
さらに、発熱抵抗体４０４Ａは、一端側の２つの端部の一方にリード線４０５を介して電極４０６が接続され、他方にリード線４０７を介して電極４０８が接続されている。また、発熱抵抗体４０４Ｂも、一端側の２つの端部の一方にリード線４０９を介して電極４１０が接続され、他方にリード線４１１を介して電極４１２が接続されている。そして、発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂの各々の一方の電極４０６、４１０が、ＡＣ電源のＬＩＮＥ側に接続され、他方の電極４０８、４１２が、第１の実施例のヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００と同等の機能を有するヒータＯＮ／ＯＦＦ回路（図示せず）を介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬ側に接続される。
【００７９】
第１ヒータ４００の他端側にも、一端側と同様、２本の発熱抵抗体４０４Ｃ、４０４Ｄが、短手方向に所定の間隔を隔てて配置されている。発熱抵抗体４０４Ｃ、４０４Ｄは、ともにステンレス基板４０１の他端側から中央へと延び、さらに中央で折り返して他端側へと延びるＵ字型の配線パターンとなっている。尚、ステンレス基板４０１の中央を挟んで、発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂの折り返し位置がステンレス基板４０１の一端寄り、発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂの折り返し位置がステンレス基板４０１の他端寄りの位置となっている。つまり、一端側の発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂの折り返し位置は、第１の実施例で言うところの分割ヒータ１４Ａの配線の折り返し位置（第１の位置）に相当し、他端側の発熱抵抗体４０４Ｃ、４０４Ｄの折り返し位置は、分割ヒータ１４Ｂの配線の折り返し位置（第２の位置）に相当する。
【００８０】
さらに、発熱抵抗体４０４Ｃは、他端側の２つの端部の一方にリード線４１３を介して電極４１４が接続され、他方にリード線４１５を介して電極４１６が接続されている。また、発熱抵抗体４０４Ｄも、他端側の２つの端部の一方にリード線４１７を介して電極４１８が接続され、他方にリード線４１９を介して電極４２０が接続されている。そして、発熱抵抗体４０４Ｃ、４０４Ｄの各々の一方の電極４１４、４１８が、ＡＣ電源のＬＩＮＥ側に接続され、他方の電極４１６、４２０が、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路（図示せず）を介して、ＡＣ電源のＮＥＵＴＲＡＬ側に接続される。
【００８１】
このように、第１ヒータ４００は、長手方向の中央を挟んで一端側の部分と他端側の部分とが同一の構造でなり、一端側の部分と他端側の部分とがそれぞれ独立して発熱し得る分割ヒータ４００Ａ、４００Ｂとして機能する。尚、分割ヒータ４００Ａを、短手方向に隣接する２つの発熱抵抗体４０４Ａ、４０４Ｂで構成したが、例えば、どちらか一方のみで構成するようにしてもよい。分割ヒータ４００Ｂについても同様である。
【００８２】
この第１ヒータ４００は、第１ヒータ１４と同様、長手方向の中央で２個の分割ヒータ４００Ａと４００Ｂに分割されている為、図９（Ｂ）に示すように、分割部分の配熱量が他の部分と比べて小さくなる。そこで、第１ヒータ４００では、発熱抵抗体４０４Ａ〜４０４Ｄのそれぞれの分割部分に近い端部の配熱量を他の部分よりも例えば１．２倍ほど大きくしている。具体的には、分割部分に近い端部を、他の部分よりも太くすることによって、分割部分に近い端部の配熱量を他の部分よりも大きくしている。
【００８３】
こうすることで、この第１ヒータ４００からの輻射熱によってヒートローラ１０が加熱されたときに、ヒートローラ１０の中央部分が他の部分よりも温度が低くなってしまうことを抑制でき、ヒートローラ１０の全体を均等な温度に加熱できる。
【００８４】
［３−２．第３の実施例における効果］
ここまで説明したように、第３の実施例では、定着器６の第１ヒータ４００として板状ヒータを用い、この板状ヒータを、ステンレス基板４０１上の一端側と他端側とにＵ字型に折り返すように配線された分割ヒータ４００Ａと４００Ｂとに２分割する構造とした。
【００８５】
これにより、簡易な構造でありながら、熱源である第１ヒータ４００を２個の分割ヒータ４００Ａ、４００Ｂに分割でき、分割ヒータ４００Ａ又は４００Ｂを動作させた場合と、分割ヒータ４００Ａと４００Ｂの両方を動作させた場合とで、第１ヒータ４００の発熱長を変えることができる。さらに、この第３の実施例では、第１ヒータ４００に、ハロゲンヒータと比べて簡易な構成でなる板状ヒータを用いた為、第１の実施例と比べて、さらに構成を簡略化できる。
【００８６】
尚、この第３の実施例では、板状ヒータを２分割した構造でなる第１ヒータ４００について述べたが、第２の実施例のように、３分割するようにしてもよい。具体的には、例えば、一端側の分割ヒータ４００Ａと、他端側の分割ヒータ４００Ｃとの間に、リード線を介して新たな分割ヒータとなる直線状の発熱抵抗体を設け、この分割ヒータと、他端側の分割ヒータ４００Ｃとの間のリード線を途中で分岐させて一端側又は他端側へと引き出し、新たな電極に接続するようにすればよい。
【００８７】
［４．他の実施例］
［４−１．他の実施例１］
尚、上述した第２の実施例では、第１ヒータ２００を３つの分割ヒータ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに分割した構造としたが、これに限らず、４つ以上の分割ヒータに分割するようにしてもよい。例えば、図１０に示すように、第１ヒータ５００を４個の分割ヒータ５００Ａ〜５００Ｄに分割する場合、シール部３５と中間シール部２０１との間に新たなシール部５０１を設けて、ガラス管３０の内部を４つの領域Ａｒ２０〜２３に分割する。このうち、領域Ａｒ２１が新たに設けられた領域である。さらに、新たに設けたシール部５０１にモリブデン箔５０２を固定するとともに、中間シール部２０１に２枚目のモリブデン箔５０３を追加して、さらに他端側のシール部３４に３枚目のモリブデン箔５０４を追加する。さらに、これら３つのモリブデン箔５０２、５０３、５０４を、リード線５０５、５０６で繋ぐ。さらに、モリブデン箔５０４を、他端側のシール部３４に追加した外部リード棒５０７を介して、他端側ベース部３２に追加した接点５０８に接続する。
【００８８】
さらに、モリブデン箔４８とモリブデン箔５０２との間の新たな領域Ａｒ２１に、リード線５０９、５１０を介して４本目のフィラメント５１１を実装する。このフィラメント５１１は、モリブデン箔４８から通電され、さらにモリブデン箔５０２、リード線５０５、モリブデン箔５０３、リード線５０６、モリブデン箔５０４、外部リード棒５０７、接点５０８を介して、４個の分割ヒータ５００Ａ〜５００ＤのＯＮ／ＯＦＦに対応するヒータＯＮ／ＯＦＦ回路（図示せず）に接続される。
【００８９】
このような構造とすれば、分割ヒータ５００Ａのみ、分割ヒータ５００Ａと５００Ｂ、分割ヒータ５００Ａと５００Ｂと５００Ｃ、４個の分割ヒータ５００Ａ〜５００Ｄの全て、というようにＯＮする分割ヒータを変えることができる。このように、４分割する場合には、第１ヒータ５００に、フィラメント５０のみ、フィラメント５０とフィラメント５１１、フィラメント５０と５１１と２０２、フィラメント５０と５１１と２０２と５１に通電させる為の４パターンの配線経路を設けるようにすればよい。５個以上に分割する場合も同様の考え方で実現できる。また、板状ヒータを用いる場合も同様の考え方で実現できる。
【００９０】
［４−２．他の実施例２］
さらに、上述した各実施例では、定着器６及び画像形成装置１に本発明を適用したが、これに限らず、記録媒体の搬送路を挟んで互いに圧接して配置した回転体であって少なくとも前記回転体の一方に熱源を備え、画像を有する記録媒体を搬送するとともに画像を記録媒体に定着する定着器、及びこの定着器を有する画像形成装置であれば、定着器６や画像形成装置１以外の定着器や画像形成装置にも適用できる。例えば、上述した第１の実施例では、定着器６を、ヒートローラ１０に設けた第１ヒータ１４の発熱長を変えることのできる構成としたが、ヒートローラ１０に設けた第２ヒータ１５や、定着ベルト１１に設けた第３ヒータ１６についても、第１ヒータ１４と同様、発熱長を変えることのできる構成としてもよい。第２及び第３の実施例でも同様である。
【００９１】
［４−３．他の実施例３］
また、上述した第１の実施例では、本体部の具体例であるガラス管３０と、第１の発熱部の具体例である分割ヒータ１４Ａと、第２の発熱部の具体例である分割ヒータ１４Ｂとに分割されるハロゲンヒータでなる第１ヒータ１４に本発明を適用した。また、上述した第２の実施例では、本体部の具体例であるガラス管３０と、第１の発熱部の具体例である分割ヒータ２００Ａと、第２の発熱部の具体例である分割ヒータ２００Ｃと、第３の発熱部の具体例である分割ヒータ２００Ｂとに分割されるハロゲンヒータでなる第１ヒータ２００に本発明を適用した。さらに、上述した第３の実施例では、本体部としての基板の具体例であるステンレス基板４０１と、第１の発熱部の具体例である分割ヒータ４００Ａと、第２の発熱部の具体例である分割ヒータ４００Ｂとに分割される板状ヒータでなる第１ヒータ４００に本発明を適用した。これに限らず、電流を流して発熱する熱源であれば、ハロゲンヒータや板状ヒータ以外の熱源にも適用できる。
【００９２】
さらに、上述した第２の実施例では、熱源のワッテージを一定に制御するワッテージ制御部の具体例として、位相制御回路３０１と制御部３０２を用いた。これに限らず、熱源のワッテージを一定に制御し得る機能を有するものであれば、位相制御回路３０１や制御部３０２とは異なる構成の回路や制御部を用いてもよい。
【００９３】
さらに、上述した第１の実施例では、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路１００を定着器６の外部に設けたが、これに限らず、定着器６の内部に実装してもよい。第２及び第３の実施例でも同様である。さらに、上述した第２の実施例では、位相制御回路３０１を定着器６の外部に設けたが、これに限らず、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路３００とともに定着器６の内部に実装してもよい。
【００９４】
［４−４．他の実施例４］
さらに、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した第１乃至第３の実施例と他の実施例の一部または全部を任意に組み合わせた実施例や、一部を抽出した実施例にもその適用範囲が及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、発熱長を変えることのできるヒータなどの発熱装置で広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１……画像形成装置、６……定着器、１０……ヒートローラ、１４、２００、４００、５００……第１ヒータ、１４Ａ、１４Ｂ、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ……分割ヒータ、１５……第２ヒータ、１６……第３ヒータ、３０……ガラス管、５０……一端側フィラメント、５１……他端側フィラメント、１００、３００……ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路、１０１、３０２……制御部、２０２……中間フィラメント、３０１……位相制御回路、４０１……ステンレス基板、４０２、４０３……ガラス絶縁膜、４０４Ａ、４０４Ｂ、４０４Ｃ、４０４Ｄ……発熱抵抗体、５１１……フィラメント。
【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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