JP2017174644A - ヒータ、及びこれを備えた画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱するシートの幅サイズに応じて抵抗発熱体が発熱する領域を変えることが可能なヒータにおいて、長手方向における発熱量を実質均一にする抵抗発熱体を提供する。
【解決手段】共通電気接点６４１および個別電気接点６５１・６６１から複数の小区間発熱体６２０（ａ〜ｌ）の個々の小区間発熱体に至る配線距離の抵抗値が各々実質等しくなるように、共通導電配線６４０と対向導電配線の少なくとも一方に折り返し部６４３を有すること。
【選択図】図１

Description

本発明はシート（記録材）上の画像を加熱するヒータ、及びこれを備える画像加熱装置に関する。このヒータ及び画像加熱装置は、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得る。

従来、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（発熱体）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、定着のための立ち上げを素早く行うことができる。

また、特許文献１には、加熱するシートの幅サイズに応じてヒータの発熱領域の幅サイズ（発熱幅）を変更する定着装置の構成が開示されている。図１２は特許文献１に記載の定着装置におけるヒータ１００６の回路図である。

このヒータ１００６は電極１０２７（１０２７ａ〜１０２７ｆ）を基板１０２１の長手方向に並べて配置しており、各電極から抵抗発熱層１０２５（１０２５ａ〜１０２５ｅ）に通電することで抵抗発熱層１０２５を発熱させている。

また、このヒータ１００６では、各電極が基板上に形成された配線層１０２９（１０２９ａ、１０２９ｂ）に接続されている。詳細には、電極１０２７ｂと電極１０２７ｄに接続された配線層１０２９ｂは基板の長手方向一端へと延びている。電極１０２７ｃと電極１０２７ｅに接続された配線層１０２９ａは基板の長手方向他端へと延びている。

また、基板の長手方向の一端において、電極１０２７ａと配線層１０２９ｂはそれぞれ配線部材に接続可能となっている。基板の長手方向の他端において、電極１０２７ｆと配線層１０２９ａはそれぞれ配線部材に接続可能となっている。詳細には、基板の長手方向両端部では、各配線を保護する為の絶縁層が設けられておらず、配線層１０２９ａ、１０２９ｂ及び電極１０２７ａ、１０２７ｆが露出した状態となっている。そのため、配線層１０２９ａ、１０２９ｂ及び電極１０２７ａ、１０２７ｆの露出した部位に配線部材が接触することで、発熱体１００６は電源供給回路に接続される。

電源供給回路は交流電源とスイッチ１０３３（１０３３ａ、１０３３ｂ、１０３３ｃ、１０３３ｄ）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えることができる。つまり、配線層１０２９ａ、１０２９ｂはそれぞれ、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、特許文献１に記載のヒータ１００６もしくは定着装置は、加熱されるシートの幅サイズに応じて抵抗発熱層１０２５の発熱領域幅サイズ（発熱幅）を変化させている。

例えば、図１２の（ａ）のように、スイッチ１０３３ａと１０３３ｂがオン、スイッチ１０３３ｃと１０３３ｄがオフの接続パターンの場合には、抵抗発熱層１０２５ａ〜１０２５ｅの全てが発熱する。（ｂ）のように、スイッチ１０３３ａと１０３３ｂがオフ、スイッチ１０３３ｃと１０３３ｄがオンの接続パターンの場合には、抵抗発熱層１０２５ｂ・１０２５ｃ・１０２５ｄが発熱する。

特開２０１２−３７６１３号公報

ところで、特許文献１においては配線層および電極に用いる材料の特性、抵抗値等は記載されていないが、一般的に同様な構成のヒータで用いる配線層としては抵抗率が低い材料である銀、若しくは銀とパラジウムを混合したものが使用される。定着装置で用いられるヒータは定着装置の小型化に対する要望から、ヒータの小型化の要求されるため、配線層の幅として１ｍｍ未満の幅が要求される。

また、一般的な定着装置で用いられるヒータでは配線層の長手方向の長さは３５０ｍｍ程度である。そのため、配線層は上記のような抵抗率が低い材料を用いた場合であっても、例えば、電極１０２７ｃと１０２７ｅ間の配線層１０２９ａの抵抗により、電極１０２７ｃに印加される電圧は電極１０２７ｅに印加される電圧よりも低くなる。また、基板１０２１の右端から電極１０２７ｅ間の配線層１０２９ａの抵抗により、電極１０２７ｅに印加される電圧は電極１０２７ｆに印加される電圧よりも低くなる。

この現象は配線層１０２９ｂでも同様に発生し、電極１０２７ｄに印加される電圧は電極１０２７ｂに印加される電圧よりも、電極１０２７ｂに印加される電圧は電極１０２７ａに印加される電圧よりも低くなる。従って、例えば、電極１０２７ｃから電極１０２７ｄ間の抵抗発熱体１０２５ｃの長手方向における単位長さ当たりの発熱量は電極１０２７ｅから電極１０２７ｆ間の抵抗発熱体１０２５ｅの発熱量よりも小さくなる。

そのため、ヒータにより加熱されるベルトの長手方向における温度にムラが発生するため、定着処理後のシート上の画像の光沢が不均一になる。

そこで、本発明はシートの幅サイズに応じて抵抗発熱層が発熱する領域を変えることが可能であり、且つ、長手方向における発熱量が均一であり、ヒータの片側に給電部を設ける事で装置の簡略化が可能なヒータを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係りヒータの代表的な構成は、シート上の画像を加熱する画像加熱装置に用いられるヒータであって、細長い基板と、前記基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体と、前記基板に設けられている共通電気接点と、前記共通電気接点から延在している共通導電配線と、前記共通導電配線から長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の共通電極であって、それぞれ前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続している共通電極と、前記基板に設けられている複数の個別電気接点と、前記複数の個別電気接点からそれぞれ延在している対向導電配線と、前記対向導電配線のそれぞれから分岐している複数の対向電極であって、前記共通電極と交互に配置されていて前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続して前記共通電極と共に前記抵抗発熱体を長手に沿って複数の小区間発熱体に区分している対向電極と、を有し、前記複数の小区間発熱体に関して加熱するシートの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように前記共通電気接点（６４１）と前記複数の個別電気接点（６５１、６６１）の少なくとも１つの個別電気接点との間に電圧が印加されるヒータにおいて、前記共通電気接点および前記個別電気接点から前記複数の小区間発熱体の個々の小区間発熱体に至る配線距離の抵抗値が各々実質等しくなるように、前記共通導電配線と前記対向導電配線の少なくとも一方に折り返し部を有することを特徴とする。

本発明によれば、シートの幅サイズに応じて抵抗発熱層が発熱する領域を変えることが可能なヒータにおいて、長手方向における発熱量が実質均一であるヒータを提供することができる。

実施例のヒータの構成模式図 同ヒータの基本構成の説明図 コネクタの説明図（その１） コネクタの説明図（その２） コンタクト端子の説明図 （ａ）はヒータに用いる発熱方式の説明図、（ｂ）は発熱領域の切り替え方式の説明図 比較例のヒータの構成模式図 （ａ）は実施例のヒータの等価回路模式図、（ｂ）は比較例のヒータの等価回路模式図 実施例のヒータの場合比較例のヒータの場合のベルト長手に沿う温度分布図 （ａ）は実施例における定着装置の要部の横断面模式図、（ｂ）は定着ベルトの層構成模式図 同定着装置の要部の途中部分省略の縦断正面模式図 実施例における画像形成装置（プリンタ）概略構成図 従来例のヒータ回路図

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。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》
［画像形成装置］
図１１は本実施例におけるプリンタ１の概略断面図である。このプリンタ１は、タンデム方式−中間転写方式のフルカラープリンタであり、イエロ（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｂｋ）色の各色トナーの画像（以降、トナー像）を形成する４つの画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢｋを有する。

各画像形成部は、それぞれ、感光ドラム２、帯電器３、レーザスキャナ４、現像器５、一次転写帯電器６、ドラムクリーナ７を有する。なお、図の煩雑を避けるため画像形成部ＵＹ以外の画像形成部ＵＭ・ＵＣ・ＵＢｋにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。また、これら画像形成部の電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。

各画像形成部のドラム２から回動する中間転写ベルト８に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト８上に４色重畳のトナー像が形成される。一方、カセット９又は１０、或いは手差しトレイ１１からシート（記録材、用紙）Ｐが一枚宛給送されて搬送路１２を通って所定の制御タイミングでベルト８と二次転写ローラ１３との圧接部である二次転写ニップ部に導入される。これにより、シートＰに対してベルト８上の４色重畳のトナー像が一括して二次転写される。そのシートＰが定着装置４０に導入されてトナー像の定着処理を受ける。

定着装置４０を出たシートＰは片面画像形成モードの場合はフラッパ１４の制御により搬送路１５の側に誘導されて排出トレイ１６上にフェイスダウンで排出される。或いは、搬送路１７の側に誘導されて排出トレイ１８上にフェイスアップで排出される。

両面画像形成モードの場合は、定着装置４０を出たシートＰはフラッパ１４の制御により搬送路１５の側に一旦誘導された後にスイッチバック搬送されて両面搬送路１９の側に導入される。そして、表裏反転された状態で再び搬送路１２を通って二次転写ニップ部に導入されて他方の面にトナー像が形成される。以後は、片面画像形成の場合と同様に定着装置４０に導入され、排出トレイ１６又は１８に両面画像形成物として排出される。

なお、本実施例のプリンタ１においては、大小各種幅サイズのシートＰの搬送は、シート幅中心の所謂中央基準でなされる。以下において、装置に使用可能な最大幅サイズのシートを大サイズシート、それよりも幅狭のシートを小サイズシートと記す。

［定着装置］
次に、本実施例における定着装置４０について説明する。図９の（ａ）は、定着装置４０の要部の横断面模式図、（ｂ）は定着ベルトの層構成模式図である。図１０は、定着装置４０の要部の途中部分省略の縦断正面模式図である。定着装置４０の正面はシート導入側から見た面である。

この定着装置４０はベルト加熱方式の画像加熱装置である。定着装置４０は、大別して、シートＰ上の画像を加熱するベルトユニット（以下、ユニットと記す）６０と対向部材（ニップ形成部材）としての弾性加圧ローラ（以下、ローラと記す）７０と、これらを収容している装置筐体４１と、を有する。

ユニット６０は、可撓性を有する薄肉の定着ベルト（伝熱部材：エンドレスベルト、以下、ベルトと記す）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。

ベルト６０３がヒータ６００とローラ７０に挟持されるとニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。そして、ローラ７０は矢印Ｒ７０の反時計回り方向に、ベルト６０３は矢印Ｒ６０３の時計回り方向に回転して、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。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。

ユニット６０はその長手方向がローラ７０の長手方向と実質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。

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がシート搬送方向ａにおいて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、短手幅５〜２０ｍｍ、長手方向長さ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ａ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。

ヒータ６００は、ヒータホルダ６０１の下面にホルダ長手に沿って形成されている凹部６０１ａに嵌入されてホルダ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。しかし、これに限られるものではなく、発熱体６２０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、発熱体６２０の非発熱部によってベルト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。

ベルト６０３は、シートＰ上の画像Ｔをニップ部Ｎにて加熱するための円筒状のベルト（フィルム：エンドレスベルト）である。ベルト６０３としては、図９の（ｂ）の層構成模式図のように、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。

本実施例のベルト６０３は、外径φ約３０ｍｍ、長手方向（幅方向）の長さは約３３０ｍｍ、厚み約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上に厚み約４００μｍのシリコーンゴムの弾性層６０３ｂを形成し、さらに、厚み約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。

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、横断面形状がほぼ半円弧形状であり、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。

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。

図１０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、一端側と他端側のフランジ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。フランジ４１１（ａ，ｂ）と加圧アーム４１４（ａ，ｂ）との間には加圧バネ４１５（ａ，ｂ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、ホルダ６０１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、シート搬送方向ａにおいて所定幅のニップ部Ｎが形成される。本実施例に於ける加圧力は一端側と他端側がそれぞれが約１５６．８Ｎ、総加圧力が約３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。

図１０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の長手方向の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。

ローラ７０は、ベルト６０３の外面に当接することでベルト６０３と協働してシート上のトナー像Ｔを加熱するためのニップ部Ｎを形成するニップ形成部材であるとともにベルト６０３を回転駆動する駆動回転体である。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。

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φ約２５ｍｍ、長さ約３３０ｍｍである。

図１０に示すように、ローラ７０の芯金７１の両端部はそれぞれ装置筐体４１の一端側と他端側の側板４１（ａ，ｂ）との間に軸受け４２（ａ，ｂ）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、制御回路（制御部）１００で制御されるモータ（駆動源）Ｍの駆動力をローラ７０の芯金７１に伝達する。

モータＭからの駆動力が伝達されたローラ７０は図９の（ａ）において矢印Ｒ７０の方向（反時計回り）に回転駆動される。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Ｒ６０３の方向（時計回り）に従動回転させる。

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。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（例えば約２００［ｍｍ／ｓｅｃ］）となるように調整する。

上記のように、モータＭの駆動により加圧ローラ７０が回転駆動され、これに伴いベルト６０３が従動回転する。そして、後述するように、加熱するシートＰの幅サイズに応じて発熱体領域が発熱するようにヒータ６００に対する通電制御がなされ、かつヒータ６００の発熱領域が所定の温度に立ち上げられて温調される。

この定着装置状態において、画像形成部側から定着装置４０に未定着のトナー像Ｔを担持したシートＰが導入されてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。これにより、ニップ部Ｎでトナー像がシートに加熱加圧定着される。ニップ部Ｎを通過したシートＰはベルト６０３の面から曲率分離して排出搬送されていく。

［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。先ず、ヒータの発熱方式および発熱幅の切り替え方式を図６の模式図により説明する。（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。（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。本実施例のヒータ６００は、この図６の（ａ）、（ｂ）に示す発熱方式を用いるヒータである。

図６の（ａ）に示すように、Ａ配線には第Ａ電極〜第Ｃ電極が接続されており、Ｂ配線には第Ｄ電極〜第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発熱体の長手方向（（ａ）の左右方向）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（小区間発熱体）が接続されている。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、隣り合う小区間発熱体で流れる電流の向きが互い違いとなるように、各小区間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６の（ｂ）に示すように、Ｂ配線と第Ｆ電極の間にスイッチ等を設けてＢ配線と第Ｆ電極の接続を切断したとき、第Ｂ電極と第Ｃ電極は同電位であるので、その間の小区間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小区間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、複数の小区間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。

本実施例におけるヒータ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。

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、本方式のように発熱体の長手方向に沿った向きに電流が流れるように小区間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６の（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。

即ち、発熱体に通電してジュール発熱をさせる場合、発熱体はその抵抗値に応じた発熱を行うため、発熱体は抵抗値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、発熱体に対して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値を持たせることは困難である。一方で、発熱体に対して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値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温度ムラを招く虞がある。例えばスクリーン印刷等によって基板の長手方向長手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、本方式のように発熱体に対して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。

また、長手方向に並べられた小区間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小区間発熱体で流れる電流の向きが互い違いとなるように小区間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小区間発熱体を、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小区間発熱体間に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、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小区間発熱体で間に位置する電極を兼用するように小区間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、非発熱部を小さくすることができる。

次に、本実施例のヒータ６００の基本構成を図２の模式図を用いて説明する。このヒータ６００は、細長い基板６１０を有する。基板６１０のベルト６３０の内面に接する側を表面側とし、その反対側の面を裏面側としている。基板６１０の表面側にはベルト内面との接触面領域に摺動層６９０（図３、図４）として、例えば、厚さ約１０μｍのポリイミド層を設けてもよい。摺動層６９０を設けることで、ベルト６３０とヒータ６００の間の摺擦抵抗を低減してベルト内面の摩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。

基板６１０の裏面側には、基板長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体６２０、共通電気接点６４１、この共通電気接点６４１から発熱体６２０の長手に沿って延在している共通配線（共通導電配線）６４０が配設されている。また、その共通配線６４０から長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の共通電極であって、それぞれ発熱体６２０を横断して発熱体６２０と電気的に接続している共通電極６４２（ａ〜ｇ）が配設されている。

また、複数の個別電気接点６５１・６６１（ａ，ｂ）、その複数の個別電気接点からそれぞれ発熱体６２０の長手に沿って延在している対向配線（対向導電配線）６５０・６６０（ａ，ｂ）が配設されている。また、それらの対向配線のそれぞれから分岐している複数の対向電極６５２（ａ〜ｄ）・６６２（ａ，ｂ）を有する。これらの対向電極は、共通電極６４２（ａ〜ｇ）と交互に配置されていて発熱体６２０を横断して発熱体６２０と電気的に接続して共通電極６４２（ａ〜ｇ）とともに発熱体６２０を長手に沿って複数の小区間発熱体６２０（ａ〜ｌ）に区分している。

上記において、共通配線６４０が図６におけるＡ配線に相当する。対向配線６５０・６６０（ａ，ｂ）がＢ配線に相当する。共通電極６４２（ａ〜ｇ）が第Ａ電極〜第Ｃ電極に相当する。そして、対向電極６５２（ａ〜ｄ）・６６２（ａ，ｂ）が第Ｄ電極〜第Ｆ電極に相当する。

以後、小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌを総称して発熱体６２０と呼ぶ。共通電極６４２ａ〜６４２ｇを総称して共通電極６４２と呼ぶ。対向電極６５２ａ〜６５２ｃを総称して対向電極６５２と呼ぶ。対向電極６６２ａ〜６６２ｂを総称して対向電極６６２と呼ぶ。対向配線６６０ａ、６６０ｂを総称して対向配線６６０と呼ぶ。共通電気接点６４１、共通配線６４０、共通電極６４２、個別電気接点６５１・６６１、対向配線６５０・６６０、対向電極６５２・６６２を総称して導体パターンもしくは配線と呼ぶ。

そして、図３、図４に示すように、導体パターンの共通電気接点６４１と個別電気接点６５１・６６１を除いた部分及び発熱体６２０は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いる。この絶縁コート層６８０によって発熱体６２０、及び上記の導体パターン部分は、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。

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（幅方向）に沿ってベルト内面に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の長さが約４００ｍｍ、短手方向の長さ約１０ｍｍ、厚さ約１ｍｍのアルミナの板部材を用いている。

発熱体６２０と導体パターン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。

導体パターンの一部としての共通電気接点６４１及び複数の個別電気接点６５１・６６１（ａ，ｂ）は基板６１０の長手方向の一端側６１０ａに基板長手に沿って並べて配設されている。

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共通電極６４２ａ〜６４２ｇと対向電極６５２ａ〜６５２ｄ・６６２ａ〜６６２ｂが設けられている。

基板６１０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共通配線６４０が設けられている。共通配線６４０は電気接点６４１から、基板６１０の長手方向の反対側にある共通電極６４２ｇ付近の折り返し部６４３で一旦折り返し、その後、共通電極６４２ａ〜６４２ｇと接続されている。この共通配線６４０の折り返しの技術的意義に関しては、後述の［効果検証］の項で説明する。

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対向配線６５０・６６０が設けられている。

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細長い１つの発熱体として形成されており、基板６１０の領域６１０ｃにおいて基板短手方向の略中央付近に配置されている。

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、幅約２ｍｍ、厚み約１０μｍである。また、発熱体６２０の長手方向の総長さは約３２０ｍｍであり、Ａ４サイズ（幅サイズ：約２９７ｍｍ）のシートＰを加熱可能な長さを十分に有する。

発熱体６２０上には７本の共通電極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は共通電極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約５３．３ｍｍである。さらに、発熱体６２０の長手方向における上記６つの各区間の中央部には６本の対向電極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は共通電極６４２と対向電極６５２・６６２とによって長手に沿って合計１２の小区間に区切られる。この１２の小区間に区切られた発熱体６２０は複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌとみなすことができる。別の見方をすれば、複数の小区間発熱体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個々の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌの長さは約２６．７ｍｍである。また、個々の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌの長手方向の抵抗値は約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。

なお、発熱体６２０上の共通電極６４２及び対向電極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６４２・６５２・６６２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６４２・６５２・６６２の太さは１ｍｍ以下となっている。

共通電極６４２（ａ〜ｇ）は、上述した導体パターンの一部である。共通電極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、共通電極６４２は発熱体６２０上に積層するように設けられている。共通電極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。共通電極６４２は、共通配線６４０、コネクタ７００等を介して、ヒータに給電する電源部である電源１１０（図１）の一方側の端子１１０ａに接続する。

対向電極６５２・６６２は、上述した導体パターンの一部である。対向電極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。対向電極６５２・６６２は発熱体６２０に接続する電極のうち、上述した共通電極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。

つまり、共通電極６４２と対向電極６６２・６５２は発熱体６２０の長手方向に交互に並べて配置されている。対向電極６５２・６６２は、対向配線６５０・６６０、コネクタ７００等を介して、電源１１０の他方側の端子１１０ｂに接続する。

共通配線６４０は、上述した導体パターンの一部である。共通配線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長手の一端側６１０ａへと延びている。共通配線６４０は発熱体６２０（ａ〜ｌ）に接続された共通電極６４２（ａ〜ｇ）に接続されている。共通配線６４０は共通電気接点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共通配線６４０と各対向電極との間に約４００μｍの間隔を設けている。

対向配線６５０は、上述した導体パターンの一部である。対向配線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長手の一端側６１０ａへと延びている。また、対向配線６５０は発熱体６２０（ｃ〜ｊ）に接続された対向電極６５２（ａ〜ｄ）に接続されている。対向配線６５０は個別電気接点６５１に接続されている。

対向配線６６０（６６０ａ、６６０ｂ）は、上述した導体パターンの一部である。対向配線６６０ａ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長手の一端側６１０ａへと延びている。また、対向配線６６０ａは発熱体６２０（６２０ａ、６２０ｂ）に接続された対向電極６６２ａに接続されている。

対向配線６６０ａは、個別電気接点６６１ａに接続されている。対向配線６６０ｂは基板６１０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。対向配線６６０ｂは発熱体６２０に接続する対向電極６６２ｂに接続されている。また、対向配線６６０ｂは、個別電気接点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対向配線６６０ａと共通電極６４２の間に約４００μｍの間隔を設けている。また、対向配線６６０ａと６５０の間及び対向配線６００ｂと６５０の間には約１００μｍの間隔が設けられている。

共通電気接点６４１および複数の個別電気接点６５１・６６１（ａ，ｂ）は、上述した導体パターンの一部である。これらの電気接点６４１・６５１・６６１は、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。本実施例においては、電気接点６４１・６５１・６６１は、基板６１０の長手方向に沿った長さを約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６１０の長手方向の一端側６１０ａにおいて、基板６１０の長手方向に約４ｍｍの間隔をあけて並べて設けられている。

図３、図４に示すように、ヒータ６００の電気接点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、これらの電気接点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。コネクタ７００はこの基板６１０の領域６１０ａに対して着脱可能に装着（嵌着）される。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。

ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、共通電気接点６４１と個別電気接点６５１の間に電圧が印加された場合、共通配線６４０及び対向配線６５０を介して、共通電極６４２ｂ〜６４２ｆと対向電極６５２ａ〜６５２ｄの間に電位差が生じる。

そのため、小区間発熱体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小区間発熱体６２０ｃ・６２０ｄ・６２０ｅ・６２０ｆ・６２０ｇ・６２０ｈ・６２０ｉ・６２０ｊがそれぞれ発熱する。

ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、共通電気接点６４１と個別電気接点６６１ａの間に電圧が印加された場合、共通配線６４０及び対向配線６６０ａを介して、共通電極６４２と対向電極６６２ａの間に電位差が生じる。そのため、個別発熱体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小区間発熱体６２０ａ・６２０ｂがそれぞれ発熱する。

ヒータ６００にコネクタ７００が接続されて、共通電気接点６４１と個別電気接点６６１ｂの間に電圧が印加された場合、共通配線６４０及び対向配線６６０ｂを介して、共通電極６４２と対向電極６６２ｂの間に電位差が生じる。そのため、小区間発熱体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小区間発熱体６２０ｋ・６２０ｌがそれぞれ発熱する。

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、小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌの中から発熱させたい小区間発熱体に選択的に通電することができる。

基板６１０の長手方向の一端側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の共通電極６４２ａと個別電気接点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６１０ｂとして約２６ｍｍを設けた。この値は、共通電極６４２ａと個別電気接点６５１の間を絶縁する為の距離よりも十分に大きい。

［コネクタ］
次に、コネクタ７００についてその構成を詳細に説明する。図４はコネクタ７００のハウジング７５０について説明する図である。図５はコンタクト端子７１０について説明する図である。

本実施例のコネクタ７００はヒータ６００に着脱可能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。コネクタ７００は、共通電気接点６４１に接触して電気的に接続可能な第１のコンタクト端子７１０と、個別電気接点６５１に接触して電気的に接続可能な第２のコンタクト端子７３０と、を備えている。また、個別電気接点６６１ａに接触して電気的に接続可能な第３のコンタクト端子７２０ａと、個別電気接点６６１ｂに接触して電気的に接続可能な第４のコンタクト端子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６１０ａの表裏をコネクタ７００が挟みこむ。これにより、第１乃至第４の各コンタクト端子７１０・７３０・７２０ａ・７２０ｂがそれぞれ対応する電気接点６４１・６５１・６６１ａ・６６１ｂ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７００と電気接点６４１・６５１・６６１ａ・６６１ｂ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の構成について更に詳細に説明する。

図３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６１０の長手方向の一端側６１０ａにおいて基板６１０の短手方向の片側からヒータ６００に取り付けられる。各コンタクト端子７１０・７２０ａ・７２０ｂ・７３０について第１のコンタクト端子７１０を例に説明する。

図５に示すように、第１のコンタクト端子７１０は、共通電気接点６４１と後述する第１のスイッチ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、スイッチ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５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。

同様に、コンタクト端子７２０ａは、電気接点６６１ａと後述するスイッチ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に接触するための電気接点７２１ａと、スイッチ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と後述するスイッチ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に接触するための電気接点７２１ｂと、スイッチＳＷ６６３に接続するためのケーブル７２２ｂを備えている。

同様に、コンタクト端子７３０は、電気接点６５１と後述するスイッチ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に接触するための電気接点７３１と、ＳＷ６５３に接続するためのケーブル７３２を備えている。

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を取り付ける際にそれぞれ対応する電気接点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。

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６１０の長手方向端部から取り付ける構成であってもよい。

［ヒータへの給電］
ヒータ６００への給電は、発熱体６２０の上記の複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌに関して加熱するシートＰの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するようになされる。これは、共通電気接点６４１と複数の個別電気接点６５１・６６１の少なくとも１つとの電気接点間に電圧が印加されることでなされる。

即ち、発熱体６２０（ａ〜ｌ）の発熱領域に関して加熱するシートＰの幅サイズに応じた複数の発熱幅、本実施例では第１の発熱幅Ａとそれよりも幅狭の第２の発熱幅Ｂの２つの発熱幅に変更可能である。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１を用いて詳細に説明する。電源（電源部）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約１００Ｖの商用交流電源（交流電源）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。

制御回路１００は、スイッチＳＷ６４３・ＳＷ６５３・ＳＷ６６３をそれぞれ制御するためにそれぞれのスイッチに電気的に接続されている。スイッチ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）であり、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。

スイッチ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り、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。

スイッチＳＷ６６３は、電源端子１１０ｂと、電気接点６６１（ａ，ｂ）の間に設けられたスイッチであり、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（ａ，ｂ）を接続するか否かの切り替えを行う。

制御回路１００は、プリントジョブ（印刷ジョブ）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。この幅サイズ情報に応じてスイッチＳＷ６４３・ＳＷ６５３・ＳＷ６６３のＯＮ／ＯＦＦの組みあわせを制御する。即ち、制御回路１００は、発熱体６２０の長手における発熱幅が、取得した幅サイズ情報に対応した幅サイズのシート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、スイッチ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。

装置に導入されるシートＰが大サイズシートの場合、たとえばＡ３サイズを縦送りするシートＰや、Ａ４サイズを横送りするシートＰの場合、シートＰの幅サイズは約２９７ｍｍとなる。そのため、制御回路１００は、発熱体６２０を第１の発熱幅Ａまで発熱させる制御を行う。

具体的には、制御回路１００は、スイッチＳＷ６４３・ＳＷ６５３・ＳＷ６６３のすべてをＯＮ状態とする。この場合は、ヒータ６００には第１の電気接点群としての共通電気接点６４１及び全ての個別電極６６１ａ・６６１ｂ・６５１から給電が行われ、発熱体６２０は１２の全ての小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌが発熱する。このとき、ヒータ６００は、第１の発熱幅Ａとしての約３２０ｍｍの全長領域（複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌの全長域）が均一に発熱するので、幅サイズ約２９７ｍｍの大サイズシートＰを加熱するのに適している。

装置に導入されるシートＰが小サイズシートの場合、たとえばＡ４サイズを縦送りするシートＰや、Ａ５サイズを横送りするシートＰの場合、シートＰの幅サイズは約２１０ｍｍとなる。

そのため、制御回路１００は、発熱体６２０を第２の発熱幅Ｂまで発熱させる制御を行う。具体的には、制御回路１００は、スイッチＳＷ６４３と同ＳＷ６５３はＯＮ状態にし、スイッチＳＷ６６３はＯＦＦ状態にする。

この場合は、ヒータ６００には第２の電気接点群としての共通電気接点６４１及び個別電極６５１から給電が行われ、個別電極６６１ａ・６６１ｂに対する給電はなされない。従って、発熱体６２０は１２の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌのうちの８の小区間発熱体６２０ｃ〜６２０ｊが発熱する。このとき、ヒータ６００は、第２の発熱幅Ｂとしての約２１３ｍｍ領域が均一に発熱するので、約２１０ｍｍのシートＰを加熱するのに適している。

即ち、装置に使用可能な最大幅サイズのシートよりも幅狭のシートを加熱する場合は、制御回路１００は上記の複数の電気接点のうちの所定の電気接点間に電圧を印加する。

上述したように、第１の電気接点群と第２の電気接点群は一部の電気接点（６４１、６５１）を兼用している。

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。言い換えれば、ヒータ６００の長手方向の両端側にそれぞれコネクタ７００を取り付けることをしない。

したがって、ヒータ６００にコネクタ７００を取り付け可能にするための基板６１０の猶予の間隔が、基板６１０の一端側にのみ求められる。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。つまり、コネクタを取り付け可能にしたことによる基板６１０の長手方向への大型化を抑制することができる。そして、ヒータ６００の製造コストを削減することができる。

なお、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。

［温度センサ］
図１において、６３０はヒータ温度を検知する温度センサとしてのサーミスタ（ＴＨ）である。このサーミスタ６３０はヒータ裏面側において絶縁コート層６８０の表面に接着されて配設されており、絶縁コート層６８０により発熱体６２０や導体パターンとは電気的に絶縁されている。なお、図１においては、絶縁コート層６８０は省略されている。

また、本実施例のプリンタ１においてはシートの搬送が中央基準でなされる。そこで、サーミスタ６３０は発熱体６２０の長手方向のほぼ中央部に対応するヒータ部分の温度を検知すべく、小区間発熱体６２０ｆと同６２０ｇの両者に跨る部分に対応するヒータ裏面部分に配設されている。

サーミスタ６３０は、リード線６３０ａと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。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等の不揮発性記憶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。

また、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。制御回路１００はサーミスタ６３０から取得（入力）した検知温度情報を電源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、約１８０℃）に立ち上げられてほぼ一定に維持される。

［効果検証］
発熱体６２０は長手方向の抵抗率は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、各小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌの抵抗値は実質的に等しい。

一方で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いるものの、上記導体路は長手方向の長さが３００ｍｍ程度と長く、幅が１ｍｍ以下と狭いため、ある程度の抵抗値を有する。

電気接点から分岐路までの導体路の抵抗値Ｒ１は下記式から算出される。尚、導体路の幅をＷ１（基板６１０の短手方向）、高さをＨ１、抵抗率をρ１、電気接点から分岐路までの距離をＬ１とする。

Ｒ１＝ρ１×Ｌ１／（Ｗ１×Ｈ１）・・・式（１）
つまり、導体路の抵抗値Ｒ１は電気接点から第１分岐路までの距離に比例して抵抗値が大きくなることがわかる。

そのため各小区間発熱体に接続される導体路の距離が異なると、各小区間発熱体に印加される電圧がことなるため、発熱分布が均一にならなくなる。

本実施例ではこの課題を解決するために、図１、図２に示すように、共通配線６４０は共通電気接点６４１から基板６１０の長手方向の反対側にある共通電極６４２ｇ付近の折り返し部６４３で一旦折り返す。その後に共通電極６４２ａ〜６４２ｇと接続されている。

その結果、共通電気接点６４１に対して物理的距離が近い共通電極６４２ａは、回路上での導体路距離が遠くなり、その他の共通電極６４２ｄ〜６４２ｇと同じ抵抗値になる。これにより、各小区間発熱体６２０（ａ〜ｌ）には略等しい電圧が印加され、発熱体６２０の発熱領域の長手に沿う発熱分布が均一化される。

図７Ａは比較例のヒータ６００Ａの構成模式図である。この比較例のヒータ６００Ａにおいては、共通配線６４０に折り返し部を設けず、電極から最短の導体路で発熱体と接続されている。これ以外のヒータ構成は本実施例のヒータ６００（図１、図２）と同様である。図７Ｂの（ａ）と（ｂ）にそれぞれ実施例のヒータ６００のヒータ６００と比較例のヒータ６００Ａの等価回路の模式図を示した。

本実施例のヒータ６００と比較例のヒータ６００Ａをそれぞれ図９、図１０で説明したベルト加熱方式の定着装置４０のヒータとして用いて定着装置を稼働してベルト６０３の長手方向（幅方向）に沿う表面温度分布を調べた。その結果を図８に示した。

比較例のヒータ６００Ａの場合を示す破線は、ベルト長手方向での温度分布にムラがあり、ベルト長手方向の一端側である原点付近（横軸０ｍｍ付近）に比べて他端側である３００ｍｍ付近（横軸３００ｍｍ付近）のベツト表面温度が低下している。

一方、実施例のヒータ６００の場合を示す実線は、ベルト長手方向でほぼ均一の温度分布を示している。

なお、実施例では基板上に形成された折り返し部６４３を設ける事で、導体路距離を揃えたが、基板にスルーホールを設ける事で基板の反対面に導体路を形成し、導体路距離を揃えつつ電気接点を片側に集める事も可能である
また、上記の課題を解決するために対向配線の側あるいは共通配線の側と対向配線の側の両方に折り返し部を設けた導体路構成にすることもできる。

以上、要するに、共通電気接点および個別電気接点から複数の小区間発熱体の個々の小区間発熱体に至る配線距離の抵抗値が各々実質等しくなるように、共通導電配線と対向導電配線の少なくとも一方に折り返し部を有することを特徴とする。これにより、シートの幅サイズに応じて発熱体６２０が発熱する領域を変えることが可能なヒータにおいて、長手方向における発熱量が実質均一であり、ヒータの片側に給電部を設ける事で装置の簡略化が可能なヒータを提供することができる。

《その他の実施例》
（１）上記の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。本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、本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。

（２）ヒータ６００の発熱領域は中央基準には限られない。例えば、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Ｂに対応する小区間発熱体が小区間発熱体６２０ｃ〜６２０ｊではなく、小区間発熱体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。小サイズ一端側の発熱領域が拡大する構成であってもよい。

（３）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。

（４）発熱体６２０の形成方法は、実施例に記載の方法のみには限られない。詳細には、実施例では、基板６１０の長手方向に沿って延びた発熱体６２０上に共通電極６４２と対向電極６５２，６６２を積層している。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小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌをそれぞれ形成する構成であってもよい。

（５）また、電気接点の数は３つ又は４つには限られない。全ての電気接点が基板６１０の一端側６１０ａに配置された構成であれば５つ以上の電気接点を有していてもよい。例えば、実施例において、基板の一端側６１０ａ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。

（６）また、電源端子１１０ａ側に接続される電気接点は、電気接点６４１のみには限られない。例えば、基板６１０の一端側６１０ａにおいて、電源端子１１０ａ側に接続される電気接点であって電気接点６４１とは異なる電気接点を設けてもよい。

（７）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のような構成が望ましい。

（８）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。

（９）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。

（１０）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、画像加熱装置としての定着装置４０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。

４０・・画像加熱装置、６００・・ヒータ、６０３・・伝熱部材（エンドレスベルト）、７０・・ニップ形成部材（加圧ローラ）、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・シート、Ｔ・・画像（トナー像）、６１０・・基板、６２０・・抵抗発熱体、６４１・６５１・６６１・・電気接点、６４０・６５０・６６０・・導電配線、６４２・６５２・６６２・・電極、２０ａ〜６２０ｌ・・小区間発熱体、６４３・・折り返し部

Claims (11)

1. シート上の画像を加熱する画像加熱装置に用いられるヒータであって、
   細長い基板と、
   前記基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体と、
   前記基板に設けられている共通電気接点と、
   前記共通電気接点から延在している共通導電配線と、
   前記共通導電配線から長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の共通電極であって、それぞれ前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続している共通電極と、
   前記基板に設けられている複数の個別電気接点と、
   前記複数の個別電気接点からそれぞれ延在している対向導電配線と、
   前記対向導電配線のそれぞれから分岐している複数の対向電極であって、前記共通電極と交互に配置されていて前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続して前記共通電極と共に前記抵抗発熱体を長手に沿って複数の小区間発熱体に区分している対向電極と、を有し、
   前記複数の小区間発熱体に関して加熱するシートの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように前記共通電気接点と前記複数の個別電気接点の少なくとも１つの個別電気接点との間に電圧が印加されるヒータにおいて、
   前記共通電気接点および前記個別電気接点から前記複数の小区間発熱体の個々の小区間発熱体に至る配線距離の抵抗値が各々実質等しくなるように、前記共通導電配線と前記対向導電配線の少なくとも一方に折り返し部を有することを特徴とするヒータ。
2. 前記共通電気接点と前記複数の個別電気接点が前記基板の長手方向の一端側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
3. ヒータ温度を検知する温度センサが配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
4. 前記複数の小区間発熱体の全長域が使用可能な最大幅のシートの幅サイズに対応していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のヒータ。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のヒータと、
   前記ヒータに接して摺動しつつ移動する伝熱部材と、
   前記ヒータとの間に前記伝熱部材を挟んで当接するニップ形成部材と、を有し、
   前記伝熱部材と前記ニップ形成部材との間に形成されるニップ部でシートを挟持搬送してシート上の画像を加熱することを特徴とする画像加熱装置。
6. 前記伝熱部材がエンドレスベルトであることを特徴とする請求項５に記載の画像加熱装置。
7. 電源部と、
   前記ヒータの前記共通電気接点および前記複数の個別電気接点が設けられた部分に着脱可能に装着されて前記電源部から前記ヒータに給電するコネクタと、
   前記電源部から前記ヒータへの給電を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は前記複数の小区間発熱体に関して加熱するシートの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように前記共通電気接点および前記複数の個別電気接点の内の少なくともの１つの個別電気接点に対して電圧を印加することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像加熱装置。
8. 装置に使用可能な最大幅サイズのシートを加熱する場合は、前記制御部は前記共通電気接点および前記複数の個別電気接点の全てに電圧を印加することを特徴とする請求項７に記載の画像加熱装置。
9. 装置に使用可能な最大幅サイズのシートよりも幅狭のシートを加熱する場合は、前記制御部は前記共通電気接点および前記複数の個別電気接点の内の所定の個別電気接点に電圧を印加することを特徴とする請求項７に記載の画像加熱装置。
10. 前記電源部は交流電源であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の画像加熱装置。
11. ヒータ温度を検知する温度センサを有し、前記制御部は前記温度センサから入力する検知温度情報に基づいて前記領域幅におけるヒータ部分の温度が所定の温度に維持されるように前記電源部から前記コネクタを介して前記ヒータに給電する電力を制御することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の画像加熱装置。