JP2021162835A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱体の長手方向の温度ばらつきに起因した、加熱装置内での温度上昇の検知の遅れを防止する。【解決手段】ヒータ２２は、少なくとも２つの抵抗発熱体５９を含む第１の発熱部６０Ａと、第１の発熱部６０Ａよりもヒータ２２の両端部側に位置する少なくとも２つの抵抗発熱体５９を含む第２の発熱部６０Ｂと、複数の導電体を介して第１の発熱部６０Ａと接続される第１の電極部６１Ａと、導電体を介して第１の発熱部６０Ａおよび第２の発熱部６０Ｂに接続される第２の電極部６１Ｂと、導電体を介して第２の発熱部６０Ｂと接続される第３の電極部６１Ｃとを備え、第１の電極部６１Ａおよび第２の電極部６１Ｂは、ヒータ２２の発熱領域Ｃの中央線Ｃ０に対して一方側に配置され、サーミスタ３５Ａは、第１の発熱部６０Ａに含まれる抵抗発熱体５９であって、発熱量領域Ｃの中央位置Ｃ０に対して一方側の抵抗発熱体５９に対応する位置に配置される。【選択図】図１５

Description

本発明は、加熱装置および画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱装置として、用紙上のトナーを熱により定着させる定着装置や用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置などが知られている。

例えば、下記特許文献１には、長手状の基板に、抵抗発熱体や電極部、これらを電気的に接続する導電体などが設けられた加熱体（ヒータ）を備える定着装置が開示されている。

ところで、このような導電体が基板に設けられている加熱体においては、抵抗発熱体を発熱させる際、導電体への通電により導電体でもわずかながら発熱が生じる。このため、厳密には、加熱体全体の発熱分布は、導電体の発熱の影響を受けることになる。

従って、導電体の発熱分布によっては、それが原因で加熱体の温度分布にばらつきが生じる虞がある。従って、このような加熱体を備える加熱装置においては、導電体の発熱に起因する加熱体の温度のばらつきに起因する不具合を抑制する対策が求められる。

加熱体の長手方向の一方側と他方側との温度偏差により、加熱装置内での温度上昇の検知が遅れるという課題があった。

上記課題を解決するため、本発明は、加熱体と、温度検知手段とを備えた加熱装置であって、前記加熱体は、少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第１の発熱部と、前記第１の発熱部よりも前記加熱体の長手方向両端部側にそれぞれ位置する少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第２の発熱部と、複数の導電体と、前記導電体を介して前記第１の発熱部と接続される第１の電極部と、前記導電体を介して前記第１の発熱部および前記第２の発熱部に接続される第２の電極部と、前記導電体を介して前記第２の発熱部と接続される第３の電極部と、を備え、前記長手方向において、前記加熱体に含まれる全ての抵抗発熱体のうち、最も一方側に配置された抵抗発熱体から、最も他方側に配置された抵抗発熱体までの領域を発熱領域とすると、前記長手方向において、前記第１の電極部は、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置され、前記長手方向において、前記温度検知手段は、前記第１の発熱部に含まれる抵抗発熱体であって、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置される抵抗発熱体に対応する位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、加熱装置内での温度上昇をより早期に検知できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 定着装置の斜視図である。 定着装置の分解斜視図である。 加熱ユニットの斜視図である。 加熱ユニットの分解斜視図である。 ヒータの平面図である。 ヒータの分解斜視図である。 ヒータにコネクタが接続された状態を示す斜視図である。 ヒータへの電力供給を示す図である。 図１０のヒータにおいて、通常の通電経路を示す図である。 図１０のヒータにおいて、意図しない分流が生じた場合の通電経路を示す図である。 図１０のヒータにおいて、意図しない分流が生じた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。 図１０のヒータにおいて、全発熱部に通電した場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。 各サーミスタの長手方向の配置を示す図である。 温度検知手段を定着ベルトの外周側に設けた場合の、定着装置の側面図である。 図１０と異なる形態のヒータ、および、そのヒータへの電力供給を示す図である。 図１７のヒータにおいて、意図しない分流が生じた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。 図１７のヒータにおいて、全発熱部に通電した場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。 ヒータの短手方向寸法と抵抗発熱体の短手方向寸法を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）図はそれぞれ、ヒータの変形例を示す平面図である。 他の定着装置の構成を示す図である。 別の定着装置の構成を示す図である。 さらに別の定着装置の構成を示す図である。 第３の電極部が長手方向他方側に配置されたヒータを示す図である。 第１の発熱部が２個の抵抗発熱体により構成されるヒータを示すである。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。以下、各実施形態の説明において、加熱装置として、トナーを熱により定着させる定着装置として説明する。

図１に示すモノクロの画像形成装置１には、感光体ドラム１０が設けられている。感光体ドラム１０は、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体であり、図の矢印方向に回転する。感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラ７等を備えた現像装置１２と、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード１３等で構成されている。

感光体ドラム１０の上方には、露光部が配置されている。露光部が画像データに基づいて発したレーザ光Ｌｂが、ミラー１４を介して感光体ドラム１０の表面に照射される。

また、感光体ドラム１０に対向する位置に配置され、転写チャージャを備えた転写手段１５が配置されている。転写手段１５は、感光体ドラム１０表面上の画像を用紙Ｐに転写する。

画像形成装置１の下部には給紙部４が位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１６や、給紙カセット１６から用紙Ｐを搬送路５へ搬出する給紙ローラ１７等からなっている。給紙ローラ１７の搬送方向下流側にはレジストローラ１８が配置されている。

定着装置９は、後述する加熱体によって加熱される定着ベルト２０、その定着ベルト２０を加圧可能な加圧ローラ２１等を有している。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

印刷動作（画像形成動作）が開始されると、まず感光体ドラム１０が帯電ローラ１１によってその表面を帯電される。そして、画像データに基づいて露光部からレーザービームＬｂが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１０には、現像装置１２から表面部分にトナーが供給され、トナー画像（現像剤像）として可視像化される。そして、転写後の感光体ドラム１０に残されたトナー等は、クリーニングブレード１３によって取り除かれる。

一方、印刷動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部４の給紙ローラ１７が回転駆動することによって、給紙カセット１６に収容された用紙Ｐが搬送路５に送り出される。

搬送路５に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１８によってタイミングを計られ、感光体ドラム１０表面上のトナー画像と向かい合うタイミングで転写手段１５と感光体ドラム１０との対向部である転写部へ搬送され、転写手段１５による転写バイアス印加によりトナー画像が転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、加熱されている定着ベルト２０と加圧ローラ２１とによって加熱および加圧されて、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト２０から分離され、定着装置９の下流側に設けられた搬送ローラ対によって搬送され、装置外側に設けられた排紙トレイへと排出される。

続いて、定着装置９のより詳細な構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、ベルト部材あるいは定着部材としての定着ベルト２０と、定着ベルト２０の外周面に接触してニップ部Ｎを形成する、対向部材あるいは加圧部材としての加圧ローラ２１と、定着ベルト２０を加熱する加熱ユニット１９と、を備えている。また、加熱ユニット１９は、加熱体としての面状のヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材としてのヒータホルダ２３と、ヒータホルダ２３を支持する支持部材としてのステー２４と、温度検知手段としてのサーミスタ３５等を有する。定着ベルト２０、加圧ローラ２１、ヒータ２２、ヒータホルダ２３、および、ステー２４は、図２の紙面に直交する方向（図３の両矢印Ｂ方向参照）に延在しており、以下、この方向を各部材の長手方向（ただし、加圧ローラ２１の軸方向でもある）、あるいは、加熱ユニット１９や定着装置９の長手方向と呼ぶ。また、この長手方向は、定着装置９に通紙される用紙の幅方向でもある。

定着ベルト２０は、無端状のベルト部材で構成され、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０〜１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０〜５００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。

加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。

定着ベルト２０は、加圧機構によって加圧ローラ２１の側へ加圧され、加圧ローラ２１に圧接されている。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体に設けられた駆動手段から駆動力が伝達されて回転駆動する駆動ローラとして機能する。一方、定着ベルト２０は、加圧ローラ２１の回転に伴って従動回転するように構成されている。定着ベルト２０が回転すると、定着ベルト２０はヒータ２２に対して摺動するため、定着ベルト２０の摺動性を高めるために、ヒータ２２と定着ベルト２０との間にオイルやグリースなどの潤滑剤を介在させてもよい。

ヒータ２２は、定着ベルト２０の回転軸方向あるいは長手方向に渡って長手状に設けられ、加圧ローラ２１に対応する位置で定着ベルト２０の内周面に接触している。ヒータ２２は、被加熱部材としての定着ベルト２０を加熱し、定着ベルト２０を所定の定着温度まで加熱するための部材である。

本実施形態とは異なり、発熱部６０を基材５０の定着ベルト２０側とは反対側（ヒータホルダ２３側）に設けてもよい。その場合、発熱部６０の熱が基材５０を介して定着ベルト２０に伝達されることになるため、基材５０は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。また、本実施形態に係るヒータ２２の構成において、さらに基材５０の定着ベルト２０とは反対側（ヒータホルダ２３側）の面に、絶縁層を設けてもよい。

ヒータ２２は、定着ベルト２０に対して、非接触あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよいが、定着ベルト２０への熱伝達効率を高めるには、本実施形態のように、ヒータ２２を定着ベルト２０に対して直に接触させる方が好ましい。また、ヒータ２２を定着ベルト２０の外周面に接触させることもできるが、定着ベルト２０の外周面がヒータ２２との接触により傷付くと定着品質が低下する虞があるため、ヒータ２２が接触する面は定着ベルト２０の内周面とすることが望ましい。

ヒータホルダ２３およびステー２４は、定着ベルト２０の内側に配置されている。ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置９の両側壁部に支持されている。ステー２４によってヒータホルダ２３のヒータ２２側とは反対側の面が支持されていることで、ヒータ２２およびヒータホルダ２３は加圧ローラ２１の加圧力に対して大きく撓むことなく保たれ、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に、ニップ部としての定着ニップＮが形成される。

ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ２３をＬＣＰなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト２０を加熱することができる。

サーミスタ３５は、基材５０の裏面で発熱部６０に対向する位置に設けられる。サーミスタ３５が検知した温度に基づいて、加熱制御手段によってヒータ２２に供給する電力を制御することで定着ベルト２０の温度を所望の温度に制御する。加熱制御手段は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータを意味する。但し、通紙時などでは上記検知温度とは別に、通紙による抜熱分を考慮して、追加電力を適切に投入することで定着ベルト２０の温度を所望の温度に制御する。

印刷動作が開始されると、ヒータ２２に電力が供給されることで、発熱部６０が発熱し、定着ベルト２０が加熱される。また、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（定着ニップＮ）に搬送される（図２の矢印Ａ方向参照）ことで、未定着トナー画像が加熱および加圧されて用紙Ｐに定着される。

図３は、定着装置の斜視図、図４は、その分解斜視図である。

図３および図４に示すように、定着装置９の装置フレーム４０は、一対の側壁部２８と前壁部２７とから成る第１装置フレーム２５と、後壁部２９から成る第２装置フレーム２６と、を備えている。一対の側壁部２８は、長手方向の一端部側と他端部側とに配置されており、両側壁部２８によって、定着ベルト２０、加圧ローラ２１および加熱ユニット１９の両端部側が支持される。各側壁部２８には、複数の係合突起２８ａが設けられ、各係合突起２８ａが後壁部２９に設けられた係合孔２９ａに係合することで、第１装置フレーム２５と第２装置フレーム２６とが組み付けられる。

また、各側壁部２８は、加圧ローラ２１の回転軸などを挿通させるための挿通溝２８ｂが設けられている。挿通溝２８ｂは、後壁部２９側で開口し、これとは反対側では開口しない突き当て部となっている。この突き当て部側の端部には、加圧ローラ２１の回転軸を支持する軸受３０が設けられている。加圧ローラ２１は、その回転軸の両端部がそれぞれ軸受３０に装着されることで、両側壁部２８によって回転可能に支持される。

また、加圧ローラ２１の回転軸の一端部側には、駆動伝達部材としての駆動伝達ギヤ３１が設けられている。駆動伝達ギヤ３１は、加圧ローラ２１が両側壁部２８に支持された状態で、側壁部２８よりも外側に露出した状態で配置される。これにより、定着装置９が画像形成装置本体に搭載された際、駆動伝達ギヤ３１が画像形成装置本体に設けられているギヤと連結し、駆動源からの駆動力を伝達可能な状態となる。なお、加圧ローラ２１に駆動力を伝達する駆動伝達部材としては、駆動伝達ギヤ３１のほか、駆動伝達ベルトを張架するプーリやカップリング機構などであってもよい。

加熱ユニット１９の長手方向の両端部には、定着ベルト２０やヒータホルダ２３、ステー２４などを支持する一対のフランジ３２が設けられている。各フランジ３２には、ガイド溝３２ａが設けられている。このガイド溝３２ａを側壁部２８の挿通溝２８ｂの縁に沿って進入させることで、フランジ３２が側壁部２８に対して組み付けられる。

また、各フランジ３２には、付勢部材としての一対のバネ３３が当接している。各バネ３３によってステー２４やフランジ３２が加圧ローラ２１側に付勢されることで、定着ベルト２０が加圧ローラ２１に押し当てられ、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に定着ニップが形成される。

また、図４に示すように、第２装置フレーム２６を構成する後壁部２９の長手方向の一端部側には、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めを行う位置決め部としての孔部２９ｂが設けられている。一方、画像形成装置本体には、位置決め部としての突起１０１が設けられている。この突起１０１が、定着装置９の孔部２９ｂに対して挿入されることで、突起１０１と孔部２９ｂが嵌合し、画像形成装置本体に対する定着装置本体の長手方向の位置決めがなされる。なお、後壁部２９の孔部２９ｂが設けられた端部側とは反対の端部側には、位置決め部は設けられていない。これにより、温度変化に伴う定着装置本体の長手方向の伸縮が拘束されないようにしている。

図５は、加熱ユニット１９の斜視図、図６は、その分解斜視図である。

図５および図６に示すように、ヒータホルダ２３の定着ベルト側の面（図５および図６における手前側の面）には、ヒータ２２を収容するための矩形の収容凹部２３ａが設けられている。収容凹部２３ａは、ヒータ２２とほぼ同等の形状およびサイズに形成されているが、収容凹部２３ａの長手方向寸法Ｌ２はヒータ２２の長手方向寸法Ｌ１よりも若干長く設定されている。このように、収容凹部２３ａがヒータ２２よりも若干長く形成されていることで、熱膨張によりヒータ２２がその長手方向に伸びても、ヒータ２２と収容凹部２３ａとが干渉しないように構成されている。また、ヒータ２２は、この収容凹部２３ａ内に収容された状態で、給電部材としての後述のコネクタによってヒータホルダ２３と一緒に挟まれて保持される。

一対のフランジ３２は、定着ベルト２０の内側に挿入されて定着ベルト２０を支持するＣ字状のベルト支持部３２ｂと、定着ベルト２０の端面に接触して長手方向の移動（片寄り）を規制するフランジ状のベルト規制部３２ｃと、ヒータホルダ２３およびステー２４の両端部側が挿入されてこれらを支持する支持凹部３２ｄと、を有している。定着ベルト２０は、その両端部側にベルト支持部３２ｂが挿入されることで、ベルト非回転時においては基本的に周方向（ベルト回転方向）の張力は生じない、いわゆるフリーベルト方式で支持される。

図５および図６に示すように、ヒータホルダ２３の長手方向一端部側には、位置決め部としての位置決め凹部２３ｅが設けられている。この位置決め凹部２３ｅに対して、図５および図６の左側に示されるフランジ３２の嵌合部３２ｅが嵌合することで、ヒータホルダ２３とフランジ３２との長手方向の位置決めがなされる。一方、図５および図６の右側に示されるフランジ３２には、嵌合部３２ｅは設けられておらず、ヒータホルダ２３との長手方向の位置決めはされない。このように、フランジ３２に対するヒータホルダ２３の位置決めを長手方向の片側のみとすることで、温度変化に伴ってヒータホルダ２３が長手方向へ伸縮したとしても、その伸縮が拘束されないようにしている。

また、図６に示すように、ステー２４の長手方向の両端部側には、各フランジ３２に対するステー２４の移動を規制する段差部２４ａが設けられている。各段差部２４ａはフランジ３２に突き当たることでフランジ３２に対するステー２４の長手方向の移動を規制する。ただし、これら段差部２４ａのうち少なくとも一方は、フランジ３２に対して隙間（ガタ）を介して配置される。このように、少なくとも一方の段差部２４ａがフランジ３２に対して隙間を介して配置されることで、温度変化に伴ってステー２４が長手方向に伸縮したとしても、その伸縮が拘束されないようにしている。

図７は、ヒータ２２の平面図、図８は、その分解斜視図である。

図８に示すように、ヒータ２２は、基材５０と、基材５０上に設けられた第１絶縁層５１と、第１絶縁層５１上に設けられた発熱部６０などを有する導体層５２と、導体層５２を被覆する第２絶縁層５３と、を有している。本実施形態では、定着ベルト２０側（定着ニップＮ側）に向かって、基材５０、第１絶縁層５１、導体層５２（発熱部６０）、第２絶縁層５３の順で積層されており、発熱部６０から発された熱は、第２絶縁層５３を介して定着ベルト２０へと伝達される（図２参照）。

基材５０は、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄、アルミニウム等の金属材料で構成された長手状の板材である。また、基材５０の材料として、金属材料のほか、セラミック、ガラス等を用いることも可能である。基材５０にセラミックなどの絶縁材料を用いた場合は、基材５０と導体層５２との間の第１絶縁層５１を省略することが可能である。一方、金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。金属材料の中でも、特にアルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度むらが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。

各絶縁層５１，５３は、耐熱性ガラスなどの絶縁性を有する材料で構成されている。また、これらの材料として、セラミックあるいはポリイミド（ＰＩ）等を用いてもよい。

導体層５２は、複数の抵抗発熱体５９を有する発熱部６０と、複数の電極部６１と、これらを電気的に接続する複数の、導電体としての給電線６２と、で構成されている。各抵抗発熱体５９は、基材５０上に設けられた複数の給電線６２を介して３つの電極部６１のいずれか２つに対して電気的に並列接続されている。本実施形態では、複数の抵抗発熱体５９の配列方向はヒータ２２の長手方向と同じである。

抵抗発熱体５９は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷等により基材５０に塗工し、その後、当該基材５０を焼成することによって形成される。抵抗発熱体５９の材料として、これら以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）の抵抗材料を用いてもよい。

給電線６２は、抵抗発熱体５９よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。給電線６２や電極部６１の材料としては、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などを用いることができ、このような材料をスクリーン印刷するなどによって給電線６２や電極部６１が形成されている。

図９は、ヒータ２２にコネクタ７０が接続された状態を示す斜視図である。

図９に示すように、コネクタ７０は、樹脂製のハウジング７１と、ハウジング７１に設けられた複数のコンタクト端子７２と、を有している。各コンタクト端子７２は、板バネで構成され、給電用のハーネス７３が接続されている。

図９に示すように、コネクタ７０は、ヒータ２２とヒータホルダ２３とを表側と裏側から一緒に挟むようにして取り付けられる。この状態で、各コンタクト端子７２の先端に設けられた接触部７２ａが、それぞれ対応する電極部６１に弾性的に接触（圧接）することで、コネクタ７０を介して発熱部６０と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続される。これにより、電源から発熱部６０へ電力が供給可能な状態となる。なお、各電極部６１は、コネクタ７０との接続を確保するため、少なくとも一部が第２絶縁層５３に被覆されておらず、露出した状態になっている（図７参照）。

図１０に示すように、本実施形態では、基材５０の長手方向に並ぶ複数の抵抗発熱体５９のうち、両端以外の各抵抗発熱体５９で構成される第１の発熱部６０Ａと、両端の各抵抗発熱体５９で構成される第２の発熱部６０Ｂとは、それぞれ独立して発熱制御可能に構成されている。具体的に、第１の発熱部６０Ａを構成する両端以外の各抵抗発熱体５９は、それぞれ基材５０の長手方向の一端部側に設けられた第１の電極部６１Ａに対して第１の給電線６２Ａを介して接続されている。また、第１の発熱部６０Ａを構成する各抵抗発熱体５９は、第１の電極部６１Ａ側とは反対の端部側に設けられた第２の電極部６１Ｂに対して第２の給電線６２Ｂを介して接続されている。一方、第２の発熱部６０Ｂを構成する両端の各抵抗発熱体５９は、基材５０の長手方向の一端部側に設けられた（第１の電極部６１Ａとは別の）第３の電極部６１Ｃに対して第３の給電線６２Ｃ又は第４の給電線６２Ｄを介して接続されている。また、これら両端の各抵抗発熱体５９は、第１の発熱部６０Ａの各抵抗発熱体５９と同様に第２の給電線６２Ｂを介して第２の電極部６１Ｂに接続されている。別の言い方をすると、第２の電極部６１Ｂは、すべての抵抗発熱体５９から伸びる給電線（第２の給電線６２Ｂ）が合流して接続される。

また、それぞれの電極部６１Ａ〜６１Ｃは、前述のコネクタ７０を介して電源６４に接続され、電源６４から電力を供給される。電極部６１Ａは、電源６４との間に、切替え部としてのスイッチ６５Ａが設けられており、スイッチ６５ＡのＯＮＯＦＦにより、電圧の印加の有無を切り替えることができる。同様に、電極部６１Ｃは、電源６４との間に、切替え部としてのスイッチ６５Ｃが設けられており、スイッチ６５ＣのＯＮＯＦＦにより、電圧の印加の有無を切り替えることができる。さらに、これらのスイッチ６５Ａ，６５ＣのＯＮＯＦＦやヒータ２２への電力供給のタイミングは、制御部としての制御回路６６によって制御されている。また制御回路６６は、画像形成装置内の各種センサーの検知結果に基づいて、これらの制御を行う。例えば、定着ニップＮの入口や出口に設けられたセンサーの検知結果に基づいて用紙の通紙タイミングを判断し、ヒータ２２への電力の供給の有無やスイッチ６５Ａ，６５Ｃの切り替えを行うことができる。

第１の電極部６１Ａおよび第２の電極部６１Ｂに電圧を印加した場合は、両端以外の各抵抗発熱体５９が通電することで、第１の発熱部６０Ａのみが発熱する。一方、第２の電極部６１Ｂおよび第３の電極部６１Ｃに電圧を印加した場合は、両端の各抵抗発熱体５９が通電することで、第２の発熱部６０Ｂのみが発熱する。また、全ての電極部６１Ａ〜６１Ｃに電圧を印加すれば、第１の発熱部６０Ａおよび第２の発熱部６０Ｂの両方の（全ての）抵抗発熱体５９を発熱させることができる。例えば、Ａ４サイズ（通紙幅：２１０ｍｍ）以下の比較的小さい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第１の発熱部６０Ａのみを発熱させ、Ａ４サイズ（通紙幅：２１０ｍｍ）を超える比較的大きい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第１の発熱部６０Ａに加え第２の発熱部６０Ｂも発熱させることで、用紙幅に応じた発熱領域とすることができる。

ところで、画像形成装置や定着装置のさらなる小型化を図るにあたっては、定着ベルトの内側に配置される部材の一つであるヒータの小型化が重要である。すなわち、ヒータをその短手方向（図１０中の矢印Ｙ方向：ヒータ２２の発熱部６０Ａ，６０Ｂが設けられている面に沿って長手方向Ｂと交差する方向、あるいは、ヒータ２２の長手方向Ｂに直交する方向で、図１０の紙面に直交する方向であるヒータ２２の厚み方向とは異なる方向）に小さくすることで、定着ベルトを小径化することができ、ひいては定着装置および画像形成装置の小型化を実現できるようになる。具体的に、ヒータを短手方向に小さくする方法として、例えば次の３つの方法が挙げられる。

１つは、発熱部（抵抗発熱体）を短手方向に小さくする方法である。しかしながら、発熱部を短手方向に小さくすると、定着ベルトが加熱される加熱領域の幅が小さくなるため、定着ベルトに与える熱量を同様に確保しようとした場合に、昇温ピーク値が高くなるといった問題が生じる。昇温ピーク値が高くなると、ヒータの裏面に設けられているサーモスタットやヒューズなどの過昇温検知装置の温度が耐熱温度を超えたり、過昇温検知装置が誤作動したりする虞がある。また、昇温ピーク値が高くなると、ヒータから定着ベルトへの伝熱効率も低下するため、エネルギー効率の観点からも好ましくない。このように、発熱部を短手方向に小さくする方法は採用し難い事情がある。

２つ目の方法として、発熱部や電極部、給電線が設けられていない部分を短手方向に小さくする方法がある。しかしながら、この方法では、発熱部と給電線との間や電極部と給電線との間の間隔が小さくなるため、絶縁性の確保ができなくなる虞がある。現状のヒータの構造から鑑みれば、発熱部と給電線との間や電極部と給電線との間の間隔をさらに小さくすることは厳しい状況にある。

残る３つ目の方法としては、給電線を短手方向に小さくする方法である。この方法は、上記２つの方法に比べて実現の余地がある。ただし、給電線を短手方向に小さくすると、給電線の抵抗値が大きくなるため、ヒータの導電経路上で意図しない分流が発生する虞がある。特に、画像形成装置の高速化に対応すべく発熱部の発熱量を増大させるために、発熱部の抵抗値を小さくすると、給電線の抵抗値と発熱部の抵抗値が相対的に近づくため、意図しない分流が発生しやすくなる。このような意図しない分流を回避する方法として、給電線を短手方向に小さくした分、反対に厚さ方向（長手方向および短手方向に交差する方向）に大きくすることで、断面積を確保し、給電線の抵抗値が大きくなるのを抑制することも考えられる。しかしながら、その場合、給電線をスクリーン印刷することが困難になり、給電線の形成方法の変更を強いられることになる。このため、給電線を厚くする解決策は採用し難い。従って、ヒータの短手方向の小型化を実現するには、抵抗値が上昇するのを見越したうえで給電線を短手方向に小さくし、これに伴って発生し得る意図しない分流に対しては別途対策を講じる必要がある。

以下、上述のヒータ２２と同じレイアウトのヒータを例に、意図しない分流と、これによる弊害について説明する。

図１１に示すヒータ２２において、第１の発熱部６０Ａの各抵抗発熱体５９のみを発熱させるために第１の電極部６１Ａと第２の電極部６１Ｂとに電圧を印加すると、通常、電流は、第１の給電線６２Ａに流れ、両端以外の各抵抗発熱体５９を通過して、第２の給電線６２Ｂに流れる。

しかしながら、上述の小型化に伴う給電線の抵抗値の増大や、発熱量向上に伴う発熱部の抵抗値の低下によって、給電線と発熱部のそれぞれの抵抗値の差が小さくなると、図１２に示すように、意図しない経路の分流が発生する。すなわち、図１２における左から２番目の抵抗発熱体５９を通過した電流の一部が、その先の第２の給電線６２Ａの分岐部Ｘにて第２の電極部６１Ｂ側とは反対側に流れる。そして、分流した電流は、図１２における左端の抵抗発熱体５９を通過し、さらに、第３の給電線６２Ｃ、第３の電極部６１Ｃ、第４の給電線６２Ｄ、右端の抵抗発熱体５９を順に通過した後、第２の給電線６２Ｂに合流する。

このように、図１２に示すヒータ２２において、第２の給電線６２Ｂのうち分岐部Ｘから図の左側に伸びる部分と、第２の発熱部６０Ｂを構成する両端の各抵抗発熱体５９と、第３の電極部６１Ｃと、第３の給電線６２Ｃおよび第４の給電線６２Ｄを含む部分は、意図しない経路で電流を流す分岐導電経路Ｅ３を構成する。

また、このような意図しない分流は、ヒータ２２の導電経路が、第１の発熱部６０Ａと第３の電極部６１Ｃとを接続する第１の導電部Ｅ１と、第１の発熱部６０Ａからヒータ２２の長手方向のうち第１の方向Ｓ１（図１２の右側）に伸びて第２の電極部６１Ｂに接続される第２の導電部Ｅ２と、第２の導電部Ｅ２から第１の方向Ｓ１とは反対の第２の方向Ｓ２（図１２の左側）に分岐して第１の導電部Ｅ１を介さずに第２の導電部Ｅ２または第２の電極部６１Ｂに接続される分岐導電経路Ｅ３と、を少なくとも有する構成であれば、第１の発熱部６０Ａに通電した際に生じ得る。言い換えると、「１つ目の電極部（第１の電極部６１Ａ）が長手方向中央側の抵抗発熱体５９に接続される」、「２つ目の電極部（第３の電極部６１Ｃ）が長手方向両端の抵抗発熱体５９に接続される」、「各抵抗発熱体５９から伸びる給電線が合流して３つ目の電極部（第２の電極部６１Ｂ）に接続される」という３つの条件により、第１の発熱部６０Ａに通電した際に上記の分流が生じ得る。本実施形態では、分岐導電経路Ｅ３上に、第２の発熱部６０Ｂと第１の電極部６１Ａとが設けられているが、第２の発熱部６０Ｂおよび第１の電極部６１Ａが設けられていない導電経路や、これら以外の導電部材が設けられた導電経路であっても、意図しない分流は生じる可能性がある。

そして、意図しない分流が生じた場合、これまで想定されていなかった経路で電流が流れるため、給電線の発熱によりヒータ２２の温度分布にばらつきが発生する。例えば、図１３に示すヒータ２２において、第１の電極部６１Ａから第１の発熱部６０Ａの各抵抗発熱体５９へ電流が２０％ずつ均等に流れ、このうち図の左から２番目の抵抗発熱体５９を通過する電流が、その先の分岐部Ｘにおいて５％分流した場合、抵抗発熱体５９ごとに区画された各ブロック内で発生する給電線の発熱量は、同図中の表に示すようになる。

ここでは、各給電線のヒータ２２の短手方向に伸びる部分は短く、その部分における発熱量はわずかであることからその発熱量は無視し、各給電線のヒータ２２の長手方向に伸びる部分で発生する発熱量のみを算出している。具体的には、第１の給電線６２Ａと、第２の給電線６２Ｂと、第４の給電線６２Ｄの、それぞれのヒータ２２の長手方向に伸びる部分で発生する発熱量を算出している。また、発熱量（Ｗ）は下記式（１）で表されることから、図１３の表に示す発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流（Ｉ）の二乗として算出している。よって、図１３の表に示す発熱量の数値は、あくまで簡易的に算出された値であり、実際の発熱量とは異なるものである。

図１３に基づき、発熱量の算出方法について具体的に説明すると、第１ブロックにおいては、第１の給電線６２Ａに流れる電流が１００％、第４の給電線６２Ｄに流れる電流が５％であるので、それぞれの二乗の合計値である１００２５（１００００＋２５）が第１ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、第２ブロックにおいては、第１の給電線６２Ａに流れる電流が８０％、第２の給電線６２Ｂに流れる電流が５％、第４の給電線６２Ｄに流れる電流が５％であるので、これらの二乗の合計値である６４５０（６４００＋２５＋２５）が第２ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、他のブロックにおいても、同様にして発熱量を算出している。

そして、図１３の下側の表およびグラフに示すように、各ブロックの合計発熱量は、上記の意図しない分流の影響により、発熱領域中央の第４ブロックを基準に左右非対称となり、長手方向一方側の発熱量が他方側よりも大きくなる。ただし、第１ブロックおよび第７ブロックは、用紙が通過しない非通紙領域である。

また全ての発熱部に通電した場合にも、導電部に流れる電流の大きさの差から、ヒータ２２の長手方向の発熱量が左右非対称になる。つまり、上記のようにヒータ２２を小型化しようとした場合、電極部や導電部の配置も制約を受けるため、ヒータ２２の長手方向の発熱量が左右対称にすることも難しくなる。また前述のように装置の高速化を実現しようとした場合にも、導電部に流れる電流値の値が大きくなって左右の差も大きくなることから、その差を無視できなくなる。以下、全ての発熱部に通電した場合について説明する。

図１４に示すように、全ての発熱部に通電した場合、左右両端の抵抗発熱体５９、および、これに接続された給電線６２Ｃ，６２Ｄにも２０％の電流が流れる点が前述の場合と異なる。対して、給電線６２Ａに流れる電流の値は先ほどと同様である。この場合、第１ブロックにおいては、第１の給電線６２Ａに流れる電流が１００％、第４の給電線６２Ｄに流れる電流が２０％であるので、それぞれの二乗の合計値である１０４００（１００００＋４００）が第１ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、第２ブロックにおいては、第１の給電線６２Ａに流れる電流が８０％、第２の給電線６２Ｂに流れる電流が２０％、第４の給電線６２Ｄに流れる電流が２０％であるので、これらの二乗の合計値である７２００（６４００＋４００＋４００）が第２ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、他のブロックにおいても、同様にして発熱量を算出している。

そして、図１４の下側の表およびグラフに示すように、各ブロックの合計発熱量は、発熱領域中央の第４ブロックを基準に左右非対称となる。特に、全ての抵抗発熱体５９に接続された第２の給電線６２Ｂが、その下流側、つまり第7ブロックで電流値が１２０％と大きくなり、長手方向他方側の発熱量が一方側よりも大きくなっている。なお、本実施形態では、小サイズ紙と大サイズ紙を均等に加熱できるように、各ブロックの長さは同じに設けている。

上記の部分通電した場合、あるいは、全通電した場合において、第２の給電線６２Ｂは、長手方向一方側から他方側へその電流量が増加している。また、第２の電極部６１Ｂから第１の電極部６１Ａあるいは第３の電極部６１Ｃの側へ電流を流した時に、長手方向他方側の抵抗発熱体５９が電流方向の上流側、一方側の抵抗発熱体５９が下流側に配置されることになる。

以上のように、本実施形態のヒータ２２において、長手方向一方側（図１０の左側）は、第１の発熱部６０Ａに通電し意図しない分流が生じた場合（図１３の場合）にヒータ２２の発熱量が大きい側である。また、長手方向他方側（図１０の右側）は、第１の発熱部６０Ａおよび第２の発熱部６０Ｂに通電した場合（図１４の場合）に発熱量が大きい側である。

このような左右非対称になる給電線の発熱量のばらつきは、ヒータ２２の長手方向に渡る温度のばらつきの原因となる。ヒータ２２の温度が長手方向に渡ってばらつくと、定着装置９に設けられた温度検知手段は、長手方向のいずれの位置を検知するかによってその検知結果が異なってしまう。従って、上記のような温度偏差を考慮した配置が必要になる。以下の説明では、定着装置に設けられる温度検知手段の１つとして、前述したサーミスタ３５の配置について説明する。

図１５に示すように、本実施形態の定着装置は、第１のサーミスタ３５Ａと、第２のサーミスタ３５Ｂと、第３のサーミスタ３５Ｃとを有する。以下、各サーミスタ３５の長手方向の配置を説明する。図１５の領域Ｃは、長手方向において、ヒータ２２に設けられる全ての抵抗発熱体５９による長手方向の発熱領域であり、以下、単にヒータ２２の発熱領域Ｃとも呼ぶ。ヒータ２２の発熱領域Ｃは、ヒータ２２に設けられる全ての抵抗発熱体５９のうち、長手方向の最も一方側に配置された抵抗発熱体５９（の長手方向一端の位置）から、長手方向の最も他方側に配置された抵抗発熱体５９（の長手方向他端の位置）までの領域を指す。また、線Ｃ０は発熱領域Ｃの中央位置を示す線であり、以下、単に中央位置Ｃ０とも呼ぶ。

第１のサーミスタ３５Ａは、中央位置Ｃ０よりも長手方向一方側で、第１の発熱部６０Ａの抵抗発熱体５９に対向する範囲である領域ＣＡの範囲内に配置される。つまり、第１の発熱部６０Ａのうち、部分通電時かつ意図しない分流が流れる場合（図１３の場合）に、発熱量が大きくなる側の抵抗発熱体５９に対向して（対応する位置に）配置される。本実施形態では一例として、第１のサーミスタ３５Ａが、第１の発熱部６０の抵抗発熱体５９のうち、領域ＣＡの長手方向一方の端部側に配置された抵抗発熱体５９に対向して配置される場合を例示している。なお、上記の、サーミスタ３５が抵抗発熱体５９に対応した位置に配置される、とは、長手方向において、サーミスタ３５の温度検知部分と抵抗発熱体５９の少なくとも一部の配置が重なることを言う。

第２のサーミスタ３５Ｂは、第２の発熱部６０Ｂのうち、中央位置Ｃ０よりも長手方向他方側の抵抗発熱体５９に対向して配置される。つまり、第２の発熱部６０Ｂのうち、全通電時（図１４の場合）に発熱量が大きくなる側の抵抗発熱体５９に対向して配置される。

第３のサーミスタ３５Ｃは、長手方向中央側に配置される。言い換えると、第３のサーミスタ３５Ｃは、その他のサーミスタ３５よりも中央位置Ｃ０に近い抵抗発熱体５９に対向して配置され、特に本実施形態では、中央位置Ｃ０上の抵抗発熱体５９に対向して配置される。

ヒータ２２の長手方向一方側の発熱量が他方側よりも大きい場合、例えば、図１３のように、図１０のヒータ構成において第１の発熱部６０Ａに通電し、意図しない分流が生じた場合に、第１のサーミスタ３５Ａにより、ヒータ２２の発熱量が大きい側である長手方向一方側の温度を検知することができる。そして、第１のサーミスタ３５Ａの検知結果を用いて、ヒータ２２の出力制御をする。これによって、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。

ところで、定着装置が小サイズの用紙に定着動作を行った場合に、ヒータ２２や定着ベルト２０の長手方向端部側である非通紙領域の温度が中央側よりも高くなる、いわゆる端部温度上昇が生じる。例えば、範囲Ｈ２の幅の用紙に定着動作を実施した場合に、第１の発熱部６０Ａに通電して範囲Ｈ１をヒータ２２の加熱領域とすると、範囲Ｈ１のうち両側の範囲Ｈ３が非通紙領域になる。非通紙領域では定着ベルト２０の熱が用紙によって奪われず、長手方向のこの位置で定着ベルト２０やヒータ２２の温度が上昇する。そして本実施形態では、長手方向端部側の上記非通紙領域における過昇温を防止するために、ヒータ２２の出力を落として定着装置の生産性を落とすような制御がなされている。なお、制御回路は、第３のサーミスタ３５Ｃによる長手方向中央側の検知結果も用いて、端部温度上昇を判断している。また、第３のサーミスタ３５Ｃでは全通電時でも部分通電時でも最も温度の低い通紙領域の温度を測定可能であるため、第３の温度検知手段を用いて制御することで定着性能を保証しつつ、第１又は第２の温度検知手段を用いて検知することで温度上昇による不具合を防ぐという制御が可能となる。

上記の端部温度上昇が生じる場合でも、長手方向の発熱量が大きい側、特に、小サイズの用紙が通紙された際に非通紙領域となる領域に第１のサーミスタ３５Ａを設けることで、端部温度上昇をより早期に検知できる。そして、第１のサーミスタ３５Ａの検知結果に基づいて制御回路６６（図１０参照）がヒータ２２の出力制御を行うことで、より的確な温度制御が可能になる。

ヒータ２２の長手方向他方側の発熱量が一方側よりも大きい場合、例えば、図１４のように、図１０のヒータ構成において全ての発熱部に通電した場合に、第２の発熱部６０Ｂに対向して配置された第２のサーミスタ３５Ｂにより、ヒータ２２の発熱量が大きい側である長手方向他方側の温度を検知することができる。そして、第２のサーミスタ３５Ｂの検知結果を用いて、ヒータ２２の出力制御をする。これによって、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。

以上の実施形態では、第３の電極部６１Ｃが第１の電極部６１Ａと同じ側である長手方向一方側に配置される場合を例示したが、これに限らない、例えば、図２５に示すように、第３の電極部６１Ｃを第１の電極部６１Ａと反対側である長手方向他方側に配置してもよい。本実施形態においても、各サーミスタは上記実施形態と同様に配置される。

また、前述の実施形態の図１３のように、本実施形態でも、第１の発熱部６０Ａに通電し、意図しない分流が生じた場合には、ヒータ２２の長手方向一方側の発熱量が大きくなる。従って、第１のサーミスタ３５Ａにより、ヒータ２２の発熱量が大きい側の温度を検知できる。また、前述の実施形態の図１４のように、全ての発熱部に通電した場合には、ヒータ２２の長手方向他方側の発熱量が大きくなる。従って、第２のサーミスタ３５Ｂにより、ヒータ２２の発熱量が大きい側の温度を検知できる。これらにより、それぞれの場合において、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。また、第３のサーミスタ３５Ｃにより、全通電時および部分通電時の最も発熱量の小さい通紙領域の温度を測定できるため、定着性能を保証できる。

以上の実施形態では、第１の発熱部６０Ａに設けられる抵抗発熱体５９が５つの場合を示したが、これに限らない。例えば、図２６に示すように、第１の発熱部６０Ａが、中央位置Ｃ０に対して長手方向一方側と他方側とにそれぞれ配置される２個の抵抗発熱体５９から構成されていてもよい。この場合、第１の発熱部６０Ａを構成する抵抗発熱体５９のうち、中央位置Ｃ０よりも長手方向一方側の抵抗発熱体５９に対応する位置に第１のサーミスタ３５Ａが配置される。また、第２の発熱部６０Ｂを構成する抵抗発熱体５９のうち、中央位置Ｃ０よりも長手方向他方側の抵抗発熱体５９に対応する位置に第２のサーミスタ３５Ｂが配置される。上記の実施形態と同様、第１の発熱部６０Ａに通電し、意図しない分流が生じた場合には第１のサーミスタ３５Ａにより、そして、全ての発熱部に通電した場合には第２のサーミスタ３５Ｂにより、それぞれ、ヒータ２２の発熱量が大きい側の温度を検知できる。従って、それぞれの場合において、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。

また、以上では温度検知手段の例として温度制御のためのサーミスタ３５に本発明を適用する場合を例示したが、ヒータ２２や定着ベルト２０が異常昇温した場合にその温度を検知してヒータ２２への電力供給を遮断するサーモスタットに本発明を適用してもよい。つまり、サーモスタットを上記の第１のサーミスタ３５Ａや第２のサーミスタ３５Ｂと同じ配置とすることで、各場合について、ヒータ２２の異常昇温を早期に検知し、ヒータ２２への電力供給を遮断することができる。

また以上の実施形態では、本発明として、ヒータ２２に対向してその温度を検知する温度検知手段を例示した。温度検知手段をヒータ２２に対向して設けることで、定着装置９を小型化できる。ただし、これに限らず、ベルト部材としての定着ベルト２０に対向してその温度を検知する温度検知手段を設けてもよい。

例えば図１６に示すように、定着ベルト２０の外周面に対向して、定着ベルト２０に非接触の温度検知手段３６が設けられる。温度検知手段３６としては、例えば、非接触のサーミスタとすることもできるし、サーモパイルとすることもできる。

本実施形態の温度検知手段３６も、その長手方向の配置を、前述した実施形態の第１のサーミスタ３５Ａや第２のサーミスタ３５Ｂと同じ配置とし、前述した各抵抗発熱体５９に対応する位置に配置することができる。

第１のサーミスタ３５Ａと同じ配置で温度検知手段３６を設けた場合には、前述した実施形態と同様、図１０のヒータ構成において第１の発熱部６０Ａに通電し、意図しない分流が生じた場合に、温度検知手段３６により、ヒータ２２の発熱量が大きい側である長手方向一方側の定着ベルト２０の温度を検知することができる。そして、温度検知手段３６の検知結果を用いてヒータ２２の出力制御をすることで、より早いタイミングで定着ベルト２０の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、定着ベルト２０の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。また、前述のように端部温度上昇をより早期に検知できる。

そして、第２のサーミスタ３５Ｂと同じ配置で温度検知手段３６を設けた場合には、前述した実施形態と同様、図１０のヒータ構成において全ての発熱部に通電した場合に、温度検知手段３６により、ヒータ２２の発熱量が大きい側である長手方向他方側の定着ベルト２０の温度を検知することができる。そして、温度検知手段３６の検知結果を用いてヒータ２２の出力制御をすることで、より早いタイミングで定着ベルト２０の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、定着ベルト２０の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。なお、図１５の第１〜第３のサーミスタ３５Ａ〜３５Ｃのように、長手方向の各位置に、定着ベルト２０の外周面に対向する温度検知手段３６を設けることができるのはもちろんである。

またヒータ２２のレイアウトは、前述した図１０の構成に限らない、本発明は長手方向の一方側と他方側とでヒータ２２や定着ベルト２０に温度偏差の生じるヒータ２２に適用することができる。

例えば、本発明を適用するその他のヒータの例として、図１７に示すヒータ２２は、前述の実施形態と異なり、全ての電極部が長手方向の一方側に設けられる。つまり、図１０等のヒータ２２と比較すると、第２の電極部６１Ｂが長手方向一方側に設けられる点が異なる。また、図１７に示すように、第２の電極部６１Ｂが長手方向一方側に設けられるため、第２の電極部６１Ｂに直に接続される給電線が長手方向他方側まで延在して折り返し、各抵抗発熱体５９に接続されている。

本実施形態では、これらの第２の電極部６１Ｂと各抵抗発熱体５９を接続する給電線のうち、各抵抗発熱体５９に接続される部分から長手方向他方側の折り返し部分までを第２の給電線６２Ｂと称し、折り返し部分に連続した長手方向一方側へ延在する部分から第２の電極部６１Ｂまでの部分を第５の給電線（導電体）６２Ｅと称する。

このようなヒータ２２においても、第１の発熱部６０Ａのみに通電した場合、そして、第１の発熱部６０Ａおよび第２の発熱部６０Ｂに通電した場合のそれぞれについて、前述したような長手方向の温度偏差が生じる。

まず、第１の発熱部６０Ａのみに通電した場合には、図１８に示すように、意図しない分流が第３の給電線６２Ｃの側へ生じる。従って、各ブロックの合計発熱量は、発熱領域中央の第４ブロックを基準に左右非対称となり、長手方向一方側の発熱量が他方側に比べて大きくなる。ただし、第１ブロックおよび第７ブロックは、用紙が通過しない非通紙領域である。また、第１の発熱部６０Ａおよび第２の発熱部６０Ｂに通電した場合にも、図１９に示すように、第４ブロックを基準に合計発熱量が左右非対称となり、長手方向他方側の発熱量が一方側に比べて大きくなる。

上記の部分通電した場合、あるいは、全通電した場合において、第２の給電線６２Ｂは、長手方向一方側から他方側へその電流量が増加している。また、第２の電極部６１Ｂから第１の電極部６１Ａあるいは第３の電極部６１Ｃの側へ電流を流した時に、長手方向他方側の抵抗発熱体５９が電流方向の上流側、一方側の抵抗発熱体５９が下流側に配置されることになる。

上記のヒータ２２においても、長手方向において、前述した第１のサーミスタ３５Ａあるいは第２のサーミスタ３５Ｂに相当する位置に温度検知手段を配置することで、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、図１８の場合には、第１のサーミスタ３５Ａの検知結果を用いてヒータ２２の出力制御をすることで、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。また、前述のように端部温度上昇をより早期に検知できる。さらに、図１９の場合には、第２のサーミスタ３５Ｂの検知結果を用いてヒータ２２の出力制御をすることで、より早いタイミングでヒータ２２の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。

また本発明は、特に短手方向に小型化したヒータに好適である。つまり、前述のようにヒータ２２の短手方向寸法を小さくしようとした場合、給電線の短手方向の寸法が小さくする必要があり、給電線からの発熱量が相対的に大きくなってその影響も大きくなるためである。具体的には、図２０に示すヒータ２２（基材５０）の短手方向寸法Ｑに対する抵抗発熱体５９の短手方向寸法Ｒの比（Ｒ／Ｑ）が２５％以上となるヒータ２２に本発明を適用することが好ましい。さらに、本発明は、前記短手方向の寸法比（Ｒ／Ｑ）が４０％以上となるヒータ２２に適用されることがより好ましい。このような小型のヒータ２２に本発明を適用することでより大きな効果を期待できる。

次に、上記の短手方向寸法の比（Ｒ／Ｑ）を変化させた場合の、ヒータ２２の長手方向中央側と端部側との間に生じる温度偏差の実験結果について説明する。実験では、前述した構成のヒータ２２について、上記の短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）が、２０％以上２５％未満、２５％以上４０％未満、４０％以上７０％未満、７０％以上８０％未満のものをそれぞれ用意し、ヒータ単体の条件下でヒータの全ての抵抗発熱体に所定の電圧で通電し、ヒータの長手方向中央および端部のそれぞれの表面温度をフリアシステムズ社製の赤外線サーモグラフィ ＦＬＩＲ Ｔ６２０を用いて測定した。以上の実験結果を表１に示す。表１の結果は、中央側と端部側の温度差が２℃未満のものを○、２℃以上５℃未満のものを△、５℃以上のものを×とした。なお、短手方向寸法の比（Ｒ／Ｑ）を８０％以上とすると、ヒータの短手方向寸法を極端に大きくする等しない限り、給電線を配置するスペースがなくなるため、実験の対象にはしていない。

表１に示すように、短手方向寸法の比（Ｒ／Ｑ）が大きくなるほど、ヒータの中央と端部の温度差も大きくなった。具体的には、２０％以上２５％未満では〇であるのに対して、２５％以上４０％未満では△に変化し、４０％以上７０％未満、および、７０％以上８０％未満では×に変化した。この結果からわかるように、ヒータの長手方向の温度むらは、短手方向寸法の比（Ｒ／Ｑ）が２５％以上で顕著になり、４０％以上で特に顕著になる。従って、このような寸法比のヒータに対して、本実施形態の上記構成を適用してその温度偏差を抑制することが好適である。

また、前述のヒータ２２の温度のばらつきを抑制するために、ＰＴＣ特性を有する抵抗発熱体を用いてもよい。ＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。ＰＴＣ特性を有する発熱部とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、ＰＴＣ特性のＴＣＲ係数を３００〜４０００ｐｐｍ／度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、ＴＣＲ係数を５００〜２０００ｐｐｍ／度とするのがよい。

抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、下記式（２）を用いて算出することができる。式（２）中のＴ０は基準温度、Ｔ１は任意温度、Ｒ０は基準温度Ｔ０における抵抗値、Ｒ１は任意温度Ｔ１における抵抗値である。例えば、図７に示す上述のヒータ２２において、第１の電極部６１Ａと第２の電極部６１Ｂとの間の抵抗値が、２５℃（基準温度Ｔ０）で１０Ω（抵抗値Ｒ０）であり、１２５℃（任意温度Ｔ１）で１２Ω（抵抗値Ｒ１）であった場合は、式（２）から抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／℃となる。

また、本発明を適用するヒータは、図７などに示すようなブロック状（四角形状）の抵抗発熱体５９を有するヒータ２２に限らず、例えば、図２１（ａ）あるいは図２１（ｂ）に示すような、直線を折り返したような形状の抵抗発熱体５９を有するヒータ２２や、その他の形状の抵抗発熱体を有するヒータにも適用可能である。なお、図中において、着色した箇所が抵抗発熱体５９を示している。図２１（ａ）では、ヒータ２２の長手方向に沿って形成されている給電線６２Ａ、６２Ｄから、長手方向と交差する方向に給電線が一部延びている例である。一方、図２１（ｂ）は、ヒータ２２の長手方向に沿って形成されている給電線６２Ａ、６２Ｄから長手方向と交差する方向に折れ曲がった領域も含めて抵抗発熱体５９として形成されている例である。

また、本発明は、前述の定着装置のほか、図２２〜図２４に示すような定着装置にも適用可能である。以下、図２２〜図２４に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。

まず、図２２に示す定着装置９は、定着ベルト２０に対して加圧ローラ２１側とは反対側に、押圧ローラ９０が配置されており、この押圧ローラ９０とヒータ２２とによって定着ベルト２０を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ２１側では、定着ベルト２０の内周にニップ形成部材９１が配置されている。ニップ形成部材９１は、ステー２４によって支持されており、ニップ形成部材９１と加圧ローラ２１とによって定着ベルト２０を挟んで定着ニップＮを形成している。

次に、図２３に示す定着装置９では、前述の押圧ローラ９０が省略されており、定着ベルト２０とヒータ２２との周方向接触長さを確保するために、ヒータ２２が定着ベルト２０の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図２２に示す定着装置９と同じ構成である。

最後に、図２４に示す定着装置９について説明する。定着装置９は、加熱アセンブリ９２、定着部材である定着ローラ９３、対向部材である加圧アセンブリ９４からなる。加熱アセンブリ９２は、先の実施形態で説明したヒータ２２および加熱ユニット１９、ベルト部材としての加熱ベルト１２０を有する。また、定着ローラ９３は、中実の鉄製芯金９３ａと、この芯金９３ａの表面に形成された弾性層９３ｂと、弾性層９３ｂの外側に形成された離型層９３ｃとで構成されている。また、定着ローラ９３に対して加熱アセンブリ９２側とは反対側に、加圧アセンブリ９４が設けられている。加圧アセンブリ９４は、ニップ形成部材９５とステー９６とを配置し、これらニップ形成部材９５とステー９６を内包するように加圧ベルト９７を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト９７と定着ローラ９３との間の定着ニップＮ２に用紙Ｐを通紙して加熱および加圧して画像を定着する。

図２４に示す定着装置９において、加熱アセンブリ９２は定着ローラ９３を加熱するため、前述のようにヒータ２２の長手方向（図の奥行方向）において一方側と他方側と発熱量の偏差があると、定着ローラ９３においても、長手方向の一方側と他方側とで温度の偏差が生じる。

以上の図２２〜図２４の定着装置においても、ヒータ２２あるいは定着ベルト２０（加熱ベルト１２０）に対向する位置で、その長手方向において、前述の第１のサーミスタ３５Ａや第２のサーミスタ３５Ｂの相当する位置に温度検知手段を設けることで、より早いタイミングでヒータ２２あるいは定着ベルト２０（加熱ベルト１２０）の昇温を検知してヒータ２２の出力を下げたり、ヒータ２２あるいは定着ベルト２０（加熱ベルト１２０）の異常昇温を検知してヒータ２２への電力供給を遮断し、定着装置の安全性を向上させることができる。また、端部温度上昇をより早期に検知できる。

また、本発明は、上記の実施形態で説明したような定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクを乾燥させる乾燥装置、さらには、被覆部材としてのフィルムを用紙等のシートの表面に熱圧着するラミネータや、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの熱圧着装置のような加熱装置にも適用可能である。このような装置にも本発明を適用することで、より早いタイミングで加熱体あるいは被加熱部材の異常昇温を検知して加熱体への電力供給を遮断することができ、加熱装置の安全性を向上させることができる。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

１ 画像形成装置
９ 定着装置（加熱装置）
１９ 加熱ユニット
２０ 定着ベルト（被加熱部材あるいはベルト部材あるいは定着部材）
２１ 加圧ローラ（対向部材あるいは加圧部材）
２２ ヒータ（加熱体）
３５ サーミスタ（温度検知手段）
３６ 温度検知手段
５９ 抵抗発熱体（発熱体）
６０ 発熱部
６１ 電極部
６２ 給電線（導電体）
６６ 制御回路（制御部）
Ａ 通紙方向
Ｃ 全ての抵抗発熱体による発熱領域
Ｃ０ 発熱領域の中央位置
Ｎ 定着ニップ（ニップ部）
Ｐ 用紙（記録媒体あるいは被加熱物）
Ｑ ヒータの短手方向寸法
Ｒ 抵抗発熱体の短手方向寸法
Ｙ ヒータの短手方向

特開２０１６−６２０２４号公報

Claims (19)

1. 加熱体と、
   温度検知手段とを備えた加熱装置であって、
   前記加熱体は、
   少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第１の発熱部と、
   前記第１の発熱部よりも前記加熱体の長手方向両端部側にそれぞれ位置する少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第２の発熱部と、
   複数の導電体と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部と接続される第１の電極部と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部および前記第２の発熱部に接続される第２の電極部と、
   前記導電体を介して前記第２の発熱部と接続される第３の電極部と、を備え、
   前記長手方向において、前記加熱体に含まれる全ての抵抗発熱体のうち、最も一方側に配置された抵抗発熱体から、最も他方側に配置された抵抗発熱体までの領域を発熱領域とすると、
   前記長手方向において、前記第１の電極部は、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置され、
   前記長手方向において、前記温度検知手段は、前記第１の発熱部に含まれる抵抗発熱体であって、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置される抵抗発熱体に対応する位置に配置されることを特徴とする加熱装置。
2. 加熱体と、
   温度検知手段とを備えた加熱装置であって、
   前記加熱体は、
   少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第１の発熱部と、
   前記第１の発熱部よりも前記加熱体の長手方向両端部側にそれぞれ位置する少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第２の発熱部と、
   複数の導電体と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部と接続される第１の電極部と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部および前記第２の発熱部に接続される第２の電極部と、
   前記導電体を介して前記第２の発熱部と接続される第３の電極部と、を備え、
   前記長手方向において、前記加熱体に含まれる全ての抵抗発熱体のうち、最も一方側に配置された抵抗発熱体から、最も他方側に配置された抵抗発熱体までの領域を発熱領域とすると、
   前記長手方向において、前記第１の電極部は、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置され、
   前記長手方向において、前記温度検知手段は、前記第２の発熱部に含まれる抵抗発熱体であって、前記発熱領域の中央位置に対して他方側に配置される抵抗発熱体に対応する位置に配置されることを特徴とする加熱装置。
3. 加熱体と、
   複数の温度検知手段とを備えた加熱装置であって、
   前記加熱体は、
   少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第１の発熱部と、
   前記第１の発熱部よりも前記加熱体の長手方向両端部側にそれぞれ位置する少なくとも２つの抵抗発熱体を含む第２の発熱部と、
   複数の導電体と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部と接続される第１の電極部と、
   前記導電体を介して前記第１の発熱部および前記第２の発熱部に接続される第２の電極部と、
   前記導電体を介して前記第２の発熱部と接続される第３の電極部と、を備え、
   前記長手方向において、前記加熱体に含まれる全ての抵抗発熱体のうち、最も一方側に配置された抵抗発熱体から、最も他方側に配置された抵抗発熱体までの領域を発熱領域とすると、
   前記長手方向において、前記第１の電極部は、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置され、
   前記長手方向において、前記温度検知手段としての第１の温度検知手段は、前記第１の発熱部に含まれる抵抗発熱体であって、前記発熱領域の中央位置に対して一方側に配置される抵抗発熱体に対応する位置に配置され、前記温度検知手段としての第２の温度検知手段は、前記第２の発熱部に含まれる抵抗発熱体であって、前記発熱領域の中央位置に対して他方側に配置される抵抗発熱体に対応する位置に配置されることを特徴とする加熱装置。
4. 請求項１または請求項３のいずれかの加熱装置において、
   前記温度検知手段は、前記第１の発熱部の抵抗発熱体のうち、前記一方側の最端部の抵抗発熱体に対応する位置に配置される加熱装置。
5. 請求項２または３、あるいは、請求項３に係る請求項４のいずれかの加熱装置において、
   前記温度検知手段は、前記第２の発熱部の抵抗発熱体のうち、前記他方側の最端部の抵抗発熱体に対応する位置に配置される加熱装置。
6. 前記第１の発熱部が有する複数の抵抗発熱体が電気的に並列に接続される請求項１から５いずれか１項に記載の加熱装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかの加熱装置において、
   前記抵抗発熱体のうち、前記長手方向の最も中央の前記抵抗発熱体に対応する位置に温度検知手段をさらに設けた加熱装置。
8. 前記第１の発熱部あるいは前記第２の発熱部と前記第２の電極部とを接続する前記導電体は、前記長手方向一方側から他方側へ、その電流量が増加する部分を含む請求項１から７いずれか１項に記載の加熱装置。
9. 前記加熱体は、回転可能な無端状のベルト部材を加熱する請求項１から８いずれか１項に記載の加熱装置。
10. 前記温度検知手段は、前記ベルト部材の温度を検知する請求項９記載の加熱装置。
11. 前記温度検知手段は、前記ベルト部材に対向して非接触に配置される請求項１０記載の加熱装置。
12. 前記温度検知手段は非接触式のサーミスタである請求項１１記載の加熱装置。
13. 前記温度検知手段はサーモパイルである請求項１１記載の加熱装置。
14. 前記温度検知手段は、前記加熱体に対向して配置される請求項１から８いずれか１項に記載の加熱装置。
15. 前記加熱体の長手方向と直交する方向で、前記加熱体の厚み方向と異なる方向を短手方向とすると、
    前記加熱体の短手方向寸法に対する前記抵抗発熱体の短手方向寸法の比が、２５％以上である請求項１から１４いずれか１項に記載の加熱装置。
16. 前記加熱体の長手方向と直交する方向で、前記加熱体の厚み方向と異なる方向を短手方向とすると、
    前記加熱体の短手方向寸法に対する前記抵抗発熱体の短手方向寸法の比が、４０％以上である請求項１から１４いずれか１項に記載の加熱装置。
17. 記録媒体上の画像を定着させる定着装置である請求項１から１６いずれか１項に記載の加熱装置。
18. 請求項１から１７いずれか１項に記載の加熱装置を備えた画像形成装置。
19. 請求項３記載の加熱装置と、
    前記加熱体への通電を制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、
    前記第１の発熱部に通電した場合には、前記第１の温度検知手段が温度検知して前記制御部が前記加熱体を制御し、
    前記第１の発熱部および前記第２の発熱部に通電した場合には、前記第２の温度検知手段が温度検知して前記制御部が前記加熱体を制御する画像形成装置。

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