JP2005189779A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギーの利用効率が高く，耐久性および耐熱性に優れた定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 定着装置内のヒートプレートは，端部Ａと，中央部Ｂと，端部Ｃとによって構成されている。発熱部Ａ１，発熱部Ｂ１，発熱部Ｃ１の各部のパターン幅は等しい。端部Ａには，発熱部Ａ１とバイパス部Ａ２とが設けられている。同様に端部Ｃには，発熱部Ｃ１とバイパス部Ｃ２とが設けられている。また，中央部Ｂには，発熱部Ａ１および発熱部Ｃ１と電気的に接続された発熱部Ｂ１が設けられている。そして，Ａ３サイズの記録紙の縦通紙時には，スイッチ２およびスイッチ３をともにオフし，Ａ４サイズの記録紙の縦通紙時には，スイッチ２およびスイッチ３を交互にオンオフする。
【選択図】 図３

Description

本発明は，トナー画像を記録媒体に加熱定着させる定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。さらに詳細には，記録用紙のサイズによってヒータの加熱部位を切り換える定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

一般的に，電子写真方式の画像形成装置では，記録用紙の一面に転写されているトナー像をその記録用紙に定着させる定着装置が備えられている。この定着装置には，熱源としてのハロゲンランプを内蔵した加熱ローラと，この加熱ローラに圧着するように配置された加圧ローラとが設けられている。そして，加熱ローラには，その熱源として，例えばハロゲンランプが内蔵されている。

このような定着装置では，画像形成装置本体に電源を入れてから定着可能な定着温度に達するまでのウォームアップ時間の短縮化が求められている。近年，これに伴って，加熱ローラの芯金の薄肉化が進められてきた。しかし，芯金を薄くすると小サイズの記録紙の通紙時に，非通紙部の温度上昇が大きくなるという問題があった。この問題を解決するために，例えば特許文献１には，１つの加熱ローラに対して，中央部を加熱する中央部ハロゲンランプと端部を加熱する端部ハロゲンランプとの２本のハロゲンランプを利用し，通紙サイズによって個別に温度調節することで加熱ローラの端部の高温化が抑制できるとする定着装置が開示されている。

しかしながら，ハロゲンランプを利用した定着装置では，非接触加熱によるエネルギーロスは否めない。そこで，例えば特許文献２には，ベルト方式の定着装置が提案されている。すなわち，ベルト方式を採用することでウォームアップの短縮と消費エネルギーの低減とを両立させることができるとしている。

このベルト方式の定着装置では，ベルトを加熱するヒートプレートが設けられている。そして，ヒートプレートには，図８に示すようなヒートパターンが設けられている。すなわち，このヒートプレートは，端部Ａと，中央部Ｂと，端部Ｃとによって構成される。そして，スイッチ１をオンすることで端部Ａおよび端部Ｃが加熱され，スイッチ２をオンすることで中央部Ｂが加熱される。そして，通紙サイズによってスイッチのオンオフを切り換えることで加熱ローラの端部の高温化が抑制できるとしている。
特開２００２−２８０１４７号公報 特開２００３−２９５５９号公報

しかしながら，前記した従来の定着装置には次のような問題があった。すなわち，端部Ａ，端部Ｃと中央部Ｂとが均一の電力密度となるようにパターンを設計すると，端部Ａおよび端部Ｃのパターン幅を中央部Ｂのパターン幅と比較して細くしなければならない。そのため，端部Ａおよび端部Ｃは，中央部Ｂと比較して耐久性および耐熱性で劣ってしまう。

本発明は，前記した従来の定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，エネルギーの利用効率が高く，耐久性および耐熱性に優れた定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた定着装置は，無端状のベルト部材と，電力が供給されることで発熱しその熱でベルト部材を加熱する発熱部材と，ベルト部材の裏面と摺接する加圧部材と，加圧部材とベルト部材を挟んで対向する加圧ローラとを備え，ベルト部材と加圧ローラとで形成されるニップ部に記録媒体を通過させることで記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置であって，発熱部材は，第１発熱体と，第１発熱体の一方の端部に接続された第２発熱体と，第１発熱体の他方の端部に接続された第３発熱体とを備え，第３発熱体をバイパスして第１発熱体および第２発熱体に電圧を印加する第１接続状態と，第２発熱体をバイパスして第１発熱体および第３発熱体に電圧を印加する第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられる加熱状態を選択することができる加熱状態選択手段を有するものである。

すなわち，本発明の定着装置は，選択的に加熱される発熱部材を設けることで，記録媒体と接するベルト部材を選択的に加熱している。その発熱部材は，中央部に位置する第１発熱体と，その両端部の第２発熱体および第３発熱体とで構成される。すなわち，発熱部材のうち，ベルト部材の中央部を加熱する部材と端部を加熱する部材とが一体的に設けられている。また，加熱状態選択手段にて，第３発熱体をバイパスして第１発熱体および第２発熱体に電圧を印加する第１接続状態と，第２発熱体をバイパスして第１発熱体および第３発熱体に電圧を印加する第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられる加熱状態を選択することができる。すなわち，この加熱状態を選択することで，中央部に位置する第１発熱体が常に加熱され，端部に位置する第２発熱体と第３発熱体とは交互に加熱される。これにより，第１発熱体のみに電圧を印加するときと比較して，より低電力で集中的に第１発熱体を加熱することができる。

また，本発明の定着装置の加熱状態選択手段は，第１接続状態と第２接続状態との切換えを少なくとも２回／秒の周期で行うこととするとよりよい。すなわち，第１接続状態と第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられると，第２発熱体および第３発熱体は間欠的に加熱されることになる。そのため，加熱時と非加熱時とで温度リップルが大きくなる。そこで，第１接続状態と第２接続状態との切換えを少なくとも２回／秒の周期で行うことで，温度リップルを抑制することができる。

また，本発明の定着装置の加熱状態選択手段は，第３発熱体をバイパスするか否かを切り換える第１スイッチと，第２発熱体をバイパスするか否かを切り換える第２スイッチと，第１スイッチのオンオフ状態と前記第２スイッチのオンオフ状態とを制御するスイッチ状態制御手段とを有することとするとよりよい。

また，本発明の画像形成装置は，無端状のベルト部材と，電力が供給されることで発熱しその熱でベルト部材を加熱する発熱部材と，ベルト部材の裏面と摺接する加圧部材と，加圧部材とベルト部材を挟んで対向する加圧ローラとを備え，ベルト部材と加圧ローラとで形成されるニップ部に記録媒体を通過させることで記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置であって，定着装置の発熱部材は，第１発熱体と，第１発熱体の一方の端部と接続された第２発熱体と，第１発熱体の他方の端部と接続された第３発熱体とを備え，定着装置は，第３発熱体をバイパスして第１発熱体および第２発熱体に電圧を印加する第１接続状態と，第２発熱体をバイパスして第１発熱体および第３発熱体に電圧を印加する第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられる加熱状態を選択することができる加熱状態選択手段を有するものである。

本発明の定着装置の発熱部材は，中央部を加熱する第１発熱体と端部を加熱する第２発熱体および第３発熱体とが一体的になっており，その発熱部分のパターン幅は均一である。従って，各発熱体の耐久性に差異はない。また，端部の発熱体を交互に加熱することでより少ない電力で中央部の発熱体を集中的に加熱している。よって，エネルギーの利用効率が高く，耐久性および耐熱性に優れた定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置が実現されている。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電子写真方式の複写機に備えられた定着装置に本発明を適用したものである。

［第１の形態］
本形態の画像形成装置は，タンデム方式のフルカラー複写機であり，図１に示すように並列に配置された４つの作像ユニットを有するものである。詳細には，本形態のカラー複写機は，イメージリーダ部１００と，プリンタ部２００とを備えている。イメージリーダ部１００は，原稿ガラス板に載置された原稿の画像をスキャナ等で読み撮るものである。

プリンタ部２００は，イメージリーダ部１００にて読み撮られた画像を基に，記録用紙上に画像を形成するものである。詳細には，プリンタ部２００は色ごとに，作像部４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙを有している。また，その他に制御部３０，給紙部５０，定着部８０，転写ベルト１０３，２次転写ローラ１０４等を有している。作像部４０Ｋ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙは，ＬＥＤアレイ７０Ｋ，７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙと，トナー像を形成する画像プロセス部６０Ｋ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙと，形成されたトナー像を転写ベルト１０３上に転写する１次転写ローラ４５Ｋ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙとを有している。さらに，画像プロセス部６０Ｋ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙは，トナー像を担持する感光体ドラム４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙを有し，これを中心として帯電チャージャ４２Ｋ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，現像器４３Ｋ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，クリーナ４４Ｋ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙ等を有している。また，給紙部５０は，記録用紙Ｓを収納する給紙カセット５１と，記録用紙Ｓを給紙カセット５１から取り出す給紙ローラ５２と，転写ベルト１０３に送り出すタイミングをとるレジストローラ５３とを有している。定着部８０の詳細については後述する。

次に，プリンタ部２００の動作について説明する。まず，制御部３０にて，イメージリーダ部１００にて読み撮られたＲＧＢの画像データがＣＭＹＫの画像データに変換される。さらに，変換された画像データに対して，色ずれ補正等の画像処理が行われる。そして，画像処理が行われた画像データを基に，ＬＥＤアレイ７０Ｋ，７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙの駆動信号が生成される。ＬＥＤアレイ７０Ｋ，７０Ｃ，７０Ｍ，７０Ｙは，当該駆動信号を基に点滅する。

一方，感光体ドラム４１Ｋ等では，帯電チャージャ４２Ｋ等にて感光層が一様に帯電される。この帯電された状態で，ＬＥＤアレイ７０Ｋ等による露光が行われる。ＬＥＤアレイ７０Ｋ等は，画像制御部３０にて生成された駆動信号を基に点滅（露光）する。これにより，感光体ドラム４１Ｋ等の感光層に静電潜像が形成される。そして，現像器４３Ｋ等にて現像が行われることにより，感光体ドラム４１Ｋ等の感光層上にトナー像が形成される。そして，各感光体ドラム上のトナー像は，各転写ローラにて転写ベルト１０３上に順次転写される。なお，各画像プロセス部の作像動作は，転写ベルト１０３上の同じ位置に転写されるように，転写ベルト１０３の走行タイミングに合わせて実行される。転写ベルト１０３上に重ね合わせられたトナー像は，２次転写ローラ１０４の位置まで搬送される。なお，転写後の感光体ドラム４１Ｋ等上では，クリーナ４４Ｋ等にて残存トナーの除去が行われる。

一方，給紙部５０からは，記録用紙Ｓが２次転写ローラ１０４の位置に搬送される。また，記録用紙Ｓの先端がレジストローラ５３に到達する際には，シート検出センサＳＥ１にてその到達タイミングが検出される。制御部３０では，この到達タイミングを基に，転写ベルト１０３や記録用紙Ｓの移動タイミングとの調整が行われる。

転写ベルト１０３上のトナー像は，２次転写ローラ１０４の位置にて記録用紙Ｓ上に転写される。トナー像が転写された記録用紙Ｓは，定着部８０に搬送される。そして，記録用紙Ｓが定着部８０内で高温加圧されることで，トナー像が記録用紙Ｓに定着する。その後，記録用紙Ｓは排出トレイ８１上に排出される。

次に，定着部８０について詳説する。定着部８０は，図２に示すように無端状の定着ベルト８１と，定着ベルト８１に適度な張力を与えるスポンジローラ８２と，スポンジローラ８２と対向しニップ部を形成する加圧ローラ８３とを有している。さらに，定着ベルト８１の内側には，断面が半円筒形状のヒートプレート８４が備えられている。また，ヒートプレート８４の長手方向の中央部には，ヒートプレート８４の温度を測定するためのサーミスタ８５が備えられている。また，定着ベルト８１等の駆動やヒートプレート８４の加熱等の制御を行う定着制御部８６が設けられている。

定着ベルト８１は，厚さが１０から２００μｍほどのポリイミド，ニッケル，あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）を基材として，厚さが５０から５００μｍ程度のシリコンゴム層が形成されているものである。また，オイルレストナーを定着させる場合には，さらに厚さが１０から５０μｍほどのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシルアルカン）層およびＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）層が積層される。

このような構造を持つ定着部８０では，加圧ローラ８３が回転駆動されると，定着ベルト８１がこの回転に従動して回転する。そして，加圧ローラ８３および定着ベルト８１が回転している状態で，加圧ローラ８３と定着ベルト８１とのニップ部に未定着のトナー像が吸着された記録紙が運ばれる。そして，そのニップ部で記録紙に熱と圧力とが与えられる。これによりトナーが溶融し，記録紙に固定される。つまり定着される。この熱は，ヒートプレート８４から定着ベルト８１に対して与えられた熱であり，定着ベルト８１が回転することによってニップ部まで運ばれてくるものである。

次に，本形態のヒートプレート８４ついて説明する。ヒートプレート８４は，図３に示すように高熱伝導性金属であるヒートプレート基板８４１と，発熱体であるパターン層８４２と，ヒートプレート基板８４１とパターン層８４２とを絶縁する絶縁層８４３とを有している。具体的に本形態のヒートプレート基板８４１は，厚さが０．１ｍｍから３．０ｍｍほどのアルミである。また，パターン層８４２は，厚さが５から１００μｍほどの高抵抗金属箔である。高抵抗金属としては，ＳＵＳ，ポリイミドと銀との混合物，あるいは鉛ガラスと銀との混合物等が適用可能である。また，絶縁層８４３は，厚さが５から１００μｍほどのポリイミドである。

図４は，ヒートプレート８４のパターン層８４２を展開した状態を示している。ヒートプレート８４は，端部Ａと，中央部Ｂと，端部Ｃとによって構成されている。中央部Ｂの長手方向の幅は，Ａ４サイズの記録紙の縦通紙時に対応しておよそ２１０ｍｍである。また，中央部Ｂに端部Ａと端部Ｃとを加えた幅は，Ａ３サイズの記録紙の縦通紙時に対応しておよそ３２０ｍｍである。すなわち，端部Ａおよび端部Ｃの幅は，それぞれおよそ５５ｍｍである。なお，パターン層８４２の厚さを場所ごとに変化させることは困難なため，端部Ａ，端部Ｃのそれぞれの発熱体の厚さと中央部Ｂの発熱体の厚さとは均一である。

また，端部Ａには，高抵抗の発熱部Ａ１と低抵抗のバイパス部Ａ２とが設けられている。同様に端部Ｃには，高抵抗の発熱部Ｃ１と低抵抗のバイパス部Ｃ２とが設けられている。また，中央部Ｂには，発熱部Ａ１および発熱部Ｃ１と電気的に接続された高抵抗の発熱部Ｂ１が設けられている。バイパス部Ａ２は，発熱部Ａ１と発熱部Ｂ１との境界部に接続されている。また，バイパス部Ｃ２は，発熱部Ｃ１と発熱部Ｂ１との境界部に接続されている。なお，各部の具体的な抵抗値については，発熱部Ａ１，Ｃ１の抵抗がそれぞれ１．７２Ω，バイパス部Ａ２，Ｃ２の抵抗がそれぞれ０．１５Ω，発熱部Ｂ１の抵抗が６．５６Ωである。

また，パターン層８４２は，発熱部Ａ１，発熱部Ｂ１，発熱部Ｃ１の各部のパターン幅が均一である。そのため，耐久性および耐熱性の差は生じない。また，本形態のヒートパターンは，端部Ａの発熱部Ａ１，中央部Ｂの発熱部Ｂ１と，端部Ｃの発熱部Ｃ１とが直列に接続された状態となっている。そのため，サーミスタおよびサーモスタットを中央部Ｂにそれぞれ１つ設けることで安全性を確保できる。この点，端部Ａ，Ｃを加熱する系統と，中央部Ｂを加熱する系統とが並列に接続された状態であり，サーミスタおよびサーモスタットを各系統に設けなくてはならないの従来のヒートパターン（図８参照）とは異なる。

また，スイッチ１はヒートプレート８４全体のオンオフを制御するスイッチである。スイッチ２は端部Ａのバイパス部Ａ２のオンオフを制御するスイッチである。同様にスイッチ３は端部Ｃのバイパス部Ｃ２のオンオフを制御するスイッチである。すなわち，スイッチ１がオフであれば，ヒートプレート８４全体に電圧が印加されず各部に電流が流れない。スイッチ１がオンでスイッチ２およびスイッチ３がオフであれば，発熱部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１には電流が流れバイパス部Ａ２，Ｃ２には流れない。そのため，端部Ａ，中央部Ｂ，端部Ｃの各部が加熱される。Ａ３サイズの記録紙を縦方向に通紙するときにはこの状態となる。また，スイッチ１がオンでスイッチ２およびスイッチ３もオンであれば，低抵抗であるバイパス部Ａ２およびバイパス部Ｃ２には電流が流れるが，高抵抗である発熱部Ａ１および発熱部Ｃ１には殆ど流れない。そのため，端部Ａおよび端部Ｃは殆ど加熱されないが，中央部Ｂは十分に加熱される。そのため，Ａ４サイズの記録紙を縦方向に通紙するときにはこの状態であればよい。なお，各スイッチのオンオフ制御は，定着制御部８６にて行われる。

次に，各スイッチのオンオフ状態とその状態での各部の発熱量を図５に示す。なお，スイッチ２あるいはスイッチ３がオンであった場合，それぞれ対応する発熱部Ａ１，Ｃ１には電流が流れないとして発熱量（Ｗ）を計算している。

スイッチ１がオフであれば，ヒートプレート８４全体に電流が流れないため，発熱量は０Ｗである。スイッチ１がオンでスイッチ２およびスイッチ３がオフであれば，端部Ａ，中央部Ｂ，端部Ｃの各部が加熱され，全体の発熱量が１０００Ｗであった。一方，スイッチ１がオンでスイッチ２およびスイッチ３もオンであれば，中央部Ｂが集中的に加熱され，全体の発熱量が１４５６Ｗであった。すなわち，単に中央部Ｂのみを集中的に加熱するとトータル電力が全体加熱時のおよそ１．４倍にもなってしまう。

そのため，スイッチ２およびスイッチ３のいずれか一方のみをオフとする。その状態であれば，図５に示したようにトータル電力が１１８６Ｗであった。すなわち，トータル電力が全体加熱時のおよそ１．２倍であった。そこで，中央部Ｂのみを加熱する時には，スイッチ１をオンし，スイッチ２およびスイッチ３を交互にオンする。これにより，中央部Ｂのみを加熱する場合と比較して消費電力を抑制しつつ中央部Ｂを集中的に加熱することができる。

なお，スイッチ２およびスイッチ３を交互にオンすると，端部Ａおよび端部Ｃでは間欠的に加熱されることにより温度リップルが大きくなる。この温度リップルを抑制するために，１秒間に複数回のオンオフ切り換えを行う。例えば，本形態のヒートプレート８４の端部Ａでは，スイッチ２のオンオフによって最大２０℃／秒の温度変化が生じる。そこで，温度リップルを５℃以内に抑えるには，スイッチ２とスイッチ３とが交互に１回ずつオンされた状態を１サイクルとして，少なくとも２サイクル／秒の周期で切り換えればよい。

［第２の形態］
本形態の画像形成装置は，第１の形態の画像形成装置とは異なるヒートパターンのヒートプレートを有するものである。

本形態のヒートプレートは，図６に示すように端部ＡＡと，端部ＡＢと，中央部Ｂと，端部ＣＢと，端部ＣＣとによって構成されている。中央部Ｂの幅は，Ａ４サイズの記録紙の縦通紙時に対応しておよそ２１０ｍｍである。また，中央部Ｂに端部ＡＡ，端部ＡＢ，端部ＣＢ，および端部ＣＣとを加えた幅は，Ａ３サイズの記録紙の縦通紙時に対応しておよそ３２０ｍｍである。また，端部ＡＡと端部ＡＢとは同じ幅であり，それぞれおよそ２７．５ｍｍである。同様に，端部ＣＢと端部ＣＣとは同じ幅であり，それぞれおよそ２７．５ｍｍである。

また，端部ＡＢには，高抵抗の発熱部ＡＢ１と低抵抗のバイパス部ＡＢ２とが設けられている。同様に端部ＣＢには，高抵抗の発熱部ＣＢ１と低抵抗のバイパス部ＣＢ２とが設けられている。また，端部ＡＡには，発熱部ＡＢ１に接続された高抵抗の発熱部ＡＡ１と，バイパス部ＡＢ２に接続された低抵抗のバイパス部ＡＡ２と，低抵抗のバイパス部ＡＡ３とが設けられている。同様に端部ＣＣには，発熱部ＣＢ１に接続された高抵抗の発熱部ＣＣ１と，バイパス部ＣＢ２に接続された低抵抗のバイパス部ＣＣ２と，低抵抗のバイパス部ＣＣ３とが設けられている。また，中央部Ｂには，発熱部ＡＢ１および発熱部ＣＢ１に接続された高抵抗の発熱部Ｂ１が設けられている。バイパス部ＡＢ２は，発熱部ＡＢ１と発熱部Ｂ１との境界部に接続されている。バイパス部ＣＢ２は，発熱部ＣＢ１と発熱部Ｂ１との境界部に接続されている。バイパス部ＡＡ２は，発熱部ＡＡ１と発熱部ＡＢ１との境界部に接続されている。バイパス部ＣＣ２は，発熱部ＣＣ１と発熱部ＣＢ１との境界部に接続されている。

また，スイッチ１はヒートプレート全体のオンオフを制御するスイッチである。スイッチ２はバイパス部ＡＡ２，ＡＢ２のオンオフを制御するスイッチである。同様にスイッチ３はバイパス部ＣＣ２，ＣＢ２のオンオフを制御するスイッチである。また，スイッチ４はバイパス部ＡＡ２のオンオフを制御するスイッチである。同様にスイッチ５はバイパス部ＣＣ２のオンオフを制御するスイッチである。

次に，各スイッチのオンオフ状態とその状態での各部の発熱量を図７に示す。なお，スイッチ２がオンであった場合，発熱部ＡＡ１および発熱部ＡＢ１には電流が流れないとして発熱量（Ｗ）を計算している。同様にスイッチ３がオンであった場合，発熱部ＣＣ１および発熱部ＣＢ１には電流が流れないとして発熱量（Ｗ）を計算している。また，スイッチ４がオンであった場合，発熱部ＡＡ１には電流が流れないとして発熱量（Ｗ）を計算している。同様にスイッチ５がオンであった場合，発熱部ＣＣ１には電流が流れないとして発熱量（Ｗ）を計算している。

スイッチ１がオフであれば，ヒートプレート全体に電流が流れないため，発熱量は０Ｗである。スイッチ１がオンで他のスイッチがすべてオフであれば，端部ＡＡ，端部ＡＢ，中央部Ｂ，端部ＣＢ，端部ＣＣの各部が加熱され，全体の発熱量が１０００Ｗであった。一方，スイッチ１がオンで他のスイッチもすべてオンであれば，中央部Ｂが集中的に加熱され，全体の発熱量が１４５８Ｗであった。すなわち，単に中央部Ｂのみを加熱するとトータル電力が全体加熱時のおよそ１．４倍にもなってしまう。これは，第１の形態のヒートプレート８４と同様である。

そのため，スイッチ５およびスイッチ６をオフとしスイッチ２およびスイッチ３のいずれか一方のみをオフとする。その状態であれば，トータル電力が１１８６Ｗであった。この状態は，第１の形態のヒートプレート８４においてスイッチ２とスイッチ３とのいずれか一方をオフとした状態とほぼ同様である。

さらに，スイッチ３およびスイッチ４をオフとしスイッチ５およびスイッチ６のいずれか一方のみをオフとする。その状態であれば，トータル電力が１０６１Ｗであった。すなわち，トータル電力が全体加熱時のおよそ１．１倍であった。これにより，中央部Ｂのみを加熱する場合と比較して消費電力をさらに抑制することができる。また，このようにバイパス経路を増やすことで各部を選択的に加熱することができ，より多くの通紙サイズに対応することができる。

また，スイッチ２およびスイッチ３のオンオフ状態を切り換えただけでは端部ＡＡおよび端部ＣＣの温度が上昇し過ぎてしまう場合には，スイッチ２およびスイッチ５のオンオフ状態とスイッチ３およびスイッチ４のオンオフ状態と切り換えるとよい。このとき，トータル電力は全体加熱時のおよそ１．３倍と多少大きくなるが，端部ＡＡおよび端部ＣＣでは殆ど発熱しない。よって，端部の温度上昇を抑制することができる。このようにバイパス経路を増やすことで各部を選択的に加熱することができ，より精細な温度制御が可能になる。

以上詳細に説明したように実施の形態の画像形成装置では，定着ベルト８１を備えた定着部８０を設けることとしている。この定着ベルト８１は，ヒートプレート８４にて選択的に加熱されるものである。ヒートプレート８４は，中央部Ｂ（第１発熱体）と，その両端部の端部Ａ（第２発熱体）および端部Ｃ（第３発熱体）とで構成され，さらに発熱部Ａ１をバイパスするバイパス部Ａ２と，発熱部Ｃ１をバイパスするバイパス部Ｃ２とが設けられている。そして，Ａ４サイズの記録紙の縦通紙時には，発熱部Ａ１および発熱部Ｂ１に電圧が印加されている状態と，発熱部Ｂ１および発熱部Ｃ１に電圧が印加されている状態とを交互に繰り返すこととしている。これにより，発熱部Ｂ１のみに電圧を印加するときと比較して消費電力を抑制することができる。また，各発熱部のパターン幅は均一である。よって，耐久性等に差は生じない。従って，エネルギーの利用効率が高く，耐久性および耐熱性に優れた定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置が実現されている。

また，スイッチ２とスイッチ３とが交互に１回ずつオンされた状態を１サイクルとして，少なくとも２サイクル／秒の周期で切り換えるようにすることとしている。すなわち，少なくとも４回／秒の頻度でスイッチ２およびスイッチ３のオンオフを切り換えることとしている。これにより，間欠的に加熱されることにより生じる温度リップルを許容範囲内に抑制することができる。

また，実施の形態の定着装置では，中央部Ｂと端部Ａおよび端部Ｃとが一体的になったパターン層を有することとしている。そして，中央部ＢがＡ４サイズの記録紙であってもＡ３サイズの記録紙であっても常に温められるため，中央部Ｂにのみサーモスタットを付設すればよい。すなわち，１個のサーモスタットで安全性を確保できる。この点，２個以上のサーモスタットで安全性を確保する従来の定着装置と比較して部品が少ない。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態ではカラー複写機に本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，プリンタ，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また，カラーに限らず，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式に限らず，例えば４サイクル方式であってもよい。

また，実施の形態では，加圧ローラ８３と対向する加圧部材としてスポンジローラを利用しているが，これに限るものではない。例えば，定着ベルト８１と摺接する弾性体を備えた加圧パッドであってもよい。

第１の形態にかかる複写機の概略構成を示す断面図である。 第１の形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。 第１の形態の定着装置にかかるヒートプレートの構成を示す断面図である。 第１の形態の定着装置にかかるヒートプレートの展開図である。 第１の形態のヒートプレートにかかる各部の発熱量を示す表である。 第２の形態の定着装置にかかるヒートプレートの展開図である。 第２の形態のヒートプレートにかかる各部の発熱量を示す表である。 従来の定着装置にかかるヒートプレートの展開図である。

符号の説明

８０ 定着部（定着装置）
８１ 定着ベルト（ベルト部材）
８２ スポンジローラ（加圧部材）
８３ 加圧ローラ（加圧ローラ）
８４ ヒートプレート（発熱部材）
８５ サーミスタ
８６ 定着制御部（スイッチ状態制御手段）

Claims (5)

1. 無端状のベルト部材と，電力が供給されることで発熱しその熱で前記ベルト部材を加熱する発熱部材と，前記ベルト部材の裏面と摺接する加圧部材と，前記加圧部材と前記ベルト部材を挟んで対向する加圧ローラとを備え，前記ベルト部材と前記加圧ローラとで形成されるニップ部に記録媒体を通過させることで記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において，
   前記発熱部材は，第１発熱体と，前記第１発熱体の一方の端部に接続された第２発熱体と，前記第１発熱体の他方の端部に接続された第３発熱体とを備え，
   前記第３発熱体をバイパスして前記第１発熱体および前記第２発熱体に電圧を印加する第１接続状態と，前記第２発熱体をバイパスして前記第１発熱体および前記第３発熱体に電圧を印加する第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられる加熱状態を選択することができる加熱状態選択手段を有することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載する定着装置において，
   前記加熱状態選択手段は，第１接続状態と第２接続状態との切換えを少なくとも２回／秒の周期で行うことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載する定着装置において，
   前記加熱状態選択手段は，
   前記第３発熱体をバイパスするか否かを切り換える第１スイッチと，
   前記第２発熱体をバイパスするか否かを切り換える第２スイッチと，
   前記第１スイッチのオンオフ状態と前記第２スイッチのオンオフ状態とを制御するスイッチ状態制御手段とを有することを特徴とする定着装置。
4. 無端状のベルト部材と，電力が供給されることで発熱しその熱で前記ベルト部材を加熱する発熱部材と，前記ベルト部材の裏面と摺接する加圧部材と，前記加圧部材と前記ベルト部材を挟んで対向する加圧ローラとを備え，前記ベルト部材と前記加圧ローラとで形成されるニップ部に記録媒体を通過させることで記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置において，
   前記定着装置の発熱部材は，第１発熱体と，前記第１発熱体の一方の端部と接続された第２発熱体と，前記第１発熱体の他方の端部と接続された第３発熱体とを備え，
   前記定着装置は，前記第３発熱体をバイパスして前記第１発熱体および前記第２発熱体に電圧を印加する第１接続状態と，前記第２発熱体をバイパスして前記第１発熱体および前記第３発熱体に電圧を印加する第２接続状態とが連続的に交互に切り換えられる加熱状態を選択することができる加熱状態選択手段を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載する画像形成装置において，
   前記加熱状態選択手段は，第１接続状態と第２接続状態との切換えを少なくとも２回／秒の周期で行うことを特徴とする画像形成装置。

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