JP7167775B2 - ヒータ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ヒータ、および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどの画像形成装置には、トナーを定着させるためのヒータが設けられている。一般的に、この様なヒータは、長尺状の基板と、基板の長手方向に延びる発熱体を有している。

また、この様なヒータは、サイズの異なる加熱対象物に対応する必要がある。この場合、最も大きな加熱対象物のサイズに合わせて発熱体の長さを設定すると、小さなサイズの加熱対象物を連続して加熱した際に、加熱対象物が通過しない領域の温度が徐々に上昇して、基板の長手方向に温度分布が生じる場合がある。高温領域と低温領域との間の温度差が余り大きくなると、熱膨張差などにより基板に割れなどが発生する場合がある。

そのため、長さの異なる発熱体を、基板の短手方向（加熱対象物が通過する方向）に並べたヒータが提案されている。しかしながらこの様にすると、ヒータの短手方向の長さが長くなり、ヒータの小型化が図れなくなるおそれがある。
この場合、長さの異なる発熱体を基板の上に積層すると、ヒータの短手方向の長さが長くなるのを抑制することができる。ところがこの様にすると、ヒータの、発熱体が積層された部分の厚みが厚くなり、ヒータの表面の凹凸が大きくなって、トナーの定着性が悪くなるおそれがある。
そこで、ヒータの短手方向の長さが長くなるのを抑制することができ、且つ、ヒータの表面の凹凸が大きくなるのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１４－５９５０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、ヒータの短手方向の長さが長くなるのを抑制することができ、且つ、ヒータの表面の凹凸が大きくなるのを抑制することができるヒータ、および画像形成装置を提供することである。

実施形態に係るヒータは、基板と；前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延びる第１の発熱体と；前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延び、前記第１の発熱体と並べて設けられた第２の発熱体と；前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延び、前記第１の発熱体と並べて設けられた第３の発熱体と；前記第１の発熱体の一方の端部に第１の接続部を介して電気的に接続された第１の端子と；前記第２の発熱体の一方の端部に第２の接続部を介して電気的に接続された第２の端子と；前記第３の発熱体の一方の端部に第３の接続部を介して電気的に接続された第３の端子と；を具備している。前記基板の面に垂直な方向において、前記第３の接続部の少なくとも一部は、前記第２の接続部と対向している。

本発明の実施形態によれば、ヒータの短手方向の長さが長くなるのを抑制することができ、且つ、ヒータの表面の凹凸が大きくなるのを抑制することができるヒータ、および画像形成装置を提供することができる。

本実施の形態に係るヒータを例示するための模式平面図である。 図１におけるヒータのＡ－Ａ線方向の模式断面図である。 図１におけるヒータのＢ－Ｂ線方向の模式断面図である。 （ａ）は、比較例に係るヒータの模式平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるヒータのＣ－Ｃ線方向の模式断面図である。 （ａ）は、比較例に係るヒータの模式平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるヒータのＤ－Ｄ線方向の模式断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、加熱対象物のサイズに応じた第１の発熱体、第２の発熱体、および第３の発熱体の切り替えを例示するための回路図である。 本実施の形態に係る画像形成装置を例示するための模式図である。 定着部を例示するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、基板の長手方向をＸ方向、基板の短手方向をＹ方向、基板の面に垂直な方向をＺ方向としている。

（ヒータ）
図１は、本実施の形態に係るヒータ１を例示するための模式平面図である。
図２は、図１におけるヒータ１のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図３は、図１におけるヒータ１のＢ－Ｂ線方向の模式断面図である。
図１に示すように、ヒータ１には、基板１０、発熱部２０、配線部３０、および保護膜４０を設けることができる。

基板１０は、板状を呈するものとすることができる。基板１０の平面形状は、例えば、長尺状の長方形とすることができる。基板１０の厚みは、例えば、０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度とすることができる。基板１０の平面寸法は、加熱対象物（例えば、紙）のサイズにより適宜変更することができる。基板１０は、耐熱性および絶縁性を有する材料から形成することができる。基板１０は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、結晶化ガラス（ガラスセラミックス）、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものなどから形成することができる。

発熱部２０は、印加された電力を熱（ジュール熱）へ変換することができる。
図１および図２に示すように、発熱部２０は、第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３を有することができる。

第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３は、基板１０の一方の面に設けることができる。第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３は、Ｙ方向（基板１０の短手方向）に所定の間隔を空けて並べて設けることができる。

第１の発熱体２１および第２の発熱体２２のＸ方向の寸法（長さ寸法）は、略同一とすることができる。第３の発熱体２３のＸ方向の寸法（長さ寸法）は、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２のＸ方向の寸法（長さ寸法）よりも短くすることができる。この場合、第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３のそれぞれの中心が、直線１ａの上に位置するようにすることが好ましい。すなわち、第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３のそれぞれは、直線１ａを対称軸として線対称となるように設けることが好ましい。

ヒータ１を画像形成装置１００に取り付ける際には、直線１ａが加熱対象物の搬送経路の中心線に重なるようにすることができる。この様にすれば、加熱対象物の、搬送方向に直交する方向の寸法が変化した場合であっても、加熱対象物を略均一に加熱することが容易となる。この場合、サイズの大きな加熱対象物は、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２により加熱することができる。サイズの小さな加熱対象物は、主に、第３の発熱体２３により加熱することができる。なお、加熱対象物のサイズに応じた第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３の切り替えに関する詳細は後述する。

第１の発熱体２１および第２の発熱体２２の電気抵抗値は、略同一とすることもできるし、異なるものとすることもできる。例えば、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２の、Ｘ方向の寸法（長さ寸法）、Ｙ方向の寸法（幅寸法）、およびＺ方向の寸法（厚み寸法）をそれぞれ略同一とすることで、電気抵抗値が略同一となるようにすることができる。また、これらの寸法の少なくともいずれかを変えることで、電気抵抗値が異なるようにすることができる。また、材料を変えることで、電気抵抗値が異なるようにすることができる。

また、第１の発熱体２１の、単位長さ当たりの電気抵抗値は、Ｘ方向において略均一とすることができる。例えば、第１の発熱体２１の、Ｙ方向の寸法（幅寸法）およびＺ方向の寸法（厚み寸法）は、略一定とすることができる。第１の発熱体２１の平面形状は、例えば、Ｘ方向（基板１０の長手方向）に沿って延びる略長方形とすることができる。

また、第２の発熱体２２の、単位長さ当たりの電気抵抗値は、Ｘ方向において略均一とすることができる。例えば、第２の発熱体２２の、Ｙ方向の寸法（幅寸法）およびＺ方向の寸法（厚み寸法）は、略一定とすることができる。第２の発熱体２２の平面形状は、例えば、Ｘ方向（基板１０の長手方向）に沿って延びる略長方形とすることができる。

ここで、前述したように、第３の発熱体２３のＸ方向の寸法（長さ寸法）は、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２のＸ方向の寸法（長さ寸法）よりも短くすることができる。そのため、第３の発熱体２３により加熱される基板１０の領域は、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２により加熱される基板１０の領域よりも小さくなる。すなわち、第３の発熱体２３により加熱対象物を加熱する際には、基板１０のＸ方向における温度分布が大きくなりやすくなる。

そのため、第３の発熱体２３の電気抵抗値は、第１の発熱体２１の電気抵抗値、および第２の発熱体２２の電気抵抗値よりも大きくすることが好ましい。この様にすれば、第３の発熱体２３の電力が、第１の発熱体２１または第２の発熱体２２の電力よりも小さくなるので、基板１０のＸ方向における温度分布が大きくなるのを抑制することができる。そのため、熱膨張差などにより基板１０に割れなどが発生するのを抑制することができる。例えば、第３の発熱体２３の電気抵抗値は、第１の発熱体２１の電気抵抗値の４倍以上とすることができる。第３の発熱体２３の電気抵抗値は、第２の発熱体２２の電気抵抗値の４倍以上とすることができる。この場合、第３の発熱体２３の電気抵抗値は、例えば、第３の発熱体２３のＸ方向の寸法（長さ寸法）、Ｙ方向の寸法（幅寸法）、Ｚ方向の寸法（厚み寸法）、および材料などにより調整することができる。

また、第３の発熱体２３の、単位長さ当たりの電気抵抗値は、Ｘ方向において略均一とすることができる。例えば、第３の発熱体２３の、Ｙ方向の寸法（幅寸法）およびＺ方向の寸法（厚み寸法）は、略一定とすることができる。第３の発熱体２３の平面形状は、例えば、Ｘ方向（基板１０の長手方向）に沿って延びる略長方形とすることができる。

第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）、銀・パラジウム（Ａｇ－Ｐｄ）合金などを用いて形成することができる。第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３は、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を基板１０の一方の面に塗布し、焼成法などを用いてこれを硬化させることで形成することができる。

配線部３０は、端子３１（第１の端子の一例に相当する）、端子３２（第２の端子の一例に相当する）、端子３３（第３の端子の一例に相当する）、接続部３４（第１の接続部の一例に相当する）、接続部３５（第４の接続部の一例に相当する）、接続部３６（第２の接続部の一例に相当する）、接続部３７（第３の接続部の一例に相当する）、および接続部３８を有することができる。

端子３１～３３は、Ｘ方向における基板１０の一方の端部の近傍に設けることができる。端子３１～３３は、Ｘ方向に並べて設けることができる。すなわち、端子３１～３３は、いわゆる片側給電構造とすることができる。片側給電構造とすれば、端子の数を減らすことができるので、基板１０の小型化、ひいてはヒータ１の小型化を図ることができる。端子３１～３３には、コネクタおよび配線などを介して電源などを電気的に接続することができる。

接続部３４は、基板１０の、発熱部２０が設けられる側の面に設けることができる。接続部３４は、Ｘ方向において、基板１０の、端子３１～３３が設けられる側に設けることができる。接続部３４は、Ｘ方向に延びる形態を有することができる。接続部３４の一方の端部は端子３１と電気的に接続することができる。接続部３４の他方の端部は第１の発熱体２１の端子３１側の端部と電気的に接続することができる。すなわち、端子３１は、第１の発熱体２１の一方の端部に接続部３４を介して電気的に接続されている。

接続部３５は、基板１０の、発熱部２０が設けられる側の面に設けることができる。接続部３５は、Ｘ方向において、基板１０の、端子３１～３３が設けられる側とは反対側に設けることができる。接続部３５には、第１の発熱体２１の端子３１側とは反対側の端部、第２の発熱体２２の端子３２側とは反対側の端部、および、接続部３８の第３の発熱体２３側とは反対側の端部を電気的に接続することができる。

接続部３６は、基板１０の、発熱部２０が設けられる側の面に設けることができる。接続部３６は、Ｘ方向において、基板１０の、端子３１～３３が設けられる側に設けることができる。接続部３６は、Ｘ方向に延びる形態を有することができる。接続部３６の一方の端部は端子３２と電気的に接続することができる。接続部３６の他方の端部は第２の発熱体２２の端子３２側の端部と電気的に接続することができる。すなわち、端子３２は、第２の発熱体２２の一方の端部に接続部３６を介して電気的に接続されている。

接続部３７は、第１部分３７ａ、第２部分３７ｂ、および第３部分３７ｃを有することができる。第１部分３７ａ、第２部分３７ｂ、および第３部分３７ｃは、Ｘ方向において、基板１０の、端子３１～３３が設けられる側に設けることができる。
図１および図３に示すように、第１部分３７ａは、Ｚ方向において、接続部３６と対向させて設けることができる。第１部分３７ａと接続部３６との間には保護膜４０を設けることができる。第１部分３７ａは、Ｘ方向に延びる形態を有することができる。第１部分３７ａの一方の端部は、端子３３と電気的に接続することができる。すなわち、端子３３は、第３の発熱体２３の一方の端部に接続部３７を介して電気的に接続されている。

この様にすれば、Ｙ方向において、第１部分３７ａが設けられる領域と、接続部３６が設けられる領域とを重ねることができる。そのため、基板１０のＹ方向の寸法Ｗ（幅寸法）を小さくすることができ、ひいてはヒータ１の短手方向の長さが長くなるのを抑制することができる。

第２部分３７ｂは、基板１０の、発熱部２０が設けられる側の面に設けることができる。第２部分３７ｂは、Ｘ方向に延びる形態を有することができる。第２部分３７ｂの一方の端部は、第３の発熱体２３の端子３３側の端部と電気的に接続することができる。
第３部分３７ｃの一方の端部は、第１部分３７ａの端子３３側とは反対側の端部に電気的に接続することができる。第３部分３７ｃの他方の端部は、第２部分３７ｂの第３の発熱体２３側とは反対側の端部に電気的に接続することができる。この場合、Ｙ方向およびＺ方向において、第１部分３７ａの位置と、第２部分３７ｂの位置が異なるため、第３部分３７ｃは、Ｙ方向およびＺ方向に延びる形態を有することができる。
以上に説明したように、基板１０の面に垂直な方向（Ｚ方向）において、接続部３７の少なくとも一部は、接続部３６と対向させることができる。

配線部３０（端子３１～３３および接続部３４～３８）は、例えば、銀・パラジウム（Ａｇ－Ｐｄ）合金を含む材料、銀（Ａｇ）を含む材料、または、銅（Ｃｕ）を含む材料などを用いて形成することができる。この場合、端子３１、３２、接続部３４、３５，３６、３８、および、第２部分３７ｂは、例えば、スクリーン印刷法などを用いてペースト状の材料を基板１０の一方の面に塗布し、焼成法などを用いてこれを硬化させることで形成することができる。端子３３、第１部分３７ａ、および第３部分３７ｃは、端子３１などを覆うように保護膜４０を形成した後に、保護膜４０の上に形成することができる。なお、保護膜４０を形成する際には、第２部分３７ｂの第３の発熱体２３側とは反対側の端部が露出するように、保護膜４０に孔４０ａや切り欠きなどを設けることができる。

保護膜４０は、発熱部２０（第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３）、および配線部３０の一部（接続部３４、３５，３６、３８、および、第２部分３７ｂ）を覆う様に設けることができる。この場合、端子３１～３３は、保護膜４０から露出させることができる。第１部分３７ａと第３部分３７ｃは、保護膜４０から露出させることもできるし、第１部分３７ａと第３部分３７ｃを覆う様に保護膜４０をさらに設けることもできる。
以上に説明したように、保護膜４０は、第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３を覆うとともに、接続部３６と接続部３７（第１部分３７ａ）との間に設けられている。

保護膜４０は、例えば、発熱部２０および配線部３０の一部を絶縁する機能、発熱部２０において発生した熱を伝える機能、および、外力や腐食性ガスなどから発熱部２０などを保護する機能を有するものとすることができる。保護膜４０は、耐熱性および絶縁性を有し、化学的安定性の高い材料から形成することができる。保護膜４０は、例えば、セラミックスやガラスなどを用いて形成することができる。この場合、酸化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を含むフィラーが添加されたガラスを用いれば、保護膜４０の形成を容易とすることができる。この場合、フィラーが添加されたガラスの熱伝導率は、例えば、２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上とすることができる。

図４（ａ）は、比較例に係るヒータ２０１の模式平面図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるヒータ２０１のＣ－Ｃ線方向の模式断面図である。 図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータ２０１には、基板１０、発熱部２２０、配線部２３０、および保護膜４０が設けられている。

発熱部２２０は、発熱体２２１、発熱体２２２、発熱体２２３ａ、および発熱体２２３ｂを有している。この場合、発熱体２２１は前述した第１の発熱体２１に相当する。発熱体２２２は前述した第２の発熱体２２に相当する。発熱体２２３ａ、２２３ｂは前述した第３の発熱体２３に相当する。

配線部２３０は、端子２３１～２３３、および接続部２３４、２３５ａ、２３５ｂ、２３６、２３７ａ、２３７ｂを有する。この場合、端子２３１は前述した端子３１に相当する。端子２３２は前述した端子３２に相当する。端子２３３は前述した端子３３に相当する。接続部２３４、２３５ａ、２３５ｂ、２３６、２３７ａ、２３７ｂは、端子２３１～２３３と発熱部２２０とを電気的に接続するために設けられている。接続部２３４、２３５ａ、２３５ｂ、２３６、２３７ａ、２３７ｂは、前述した接続部３４～３８と同様の役割を果たすものである。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、発熱体２２１、発熱体２２２、発熱体２２３ａ、および発熱体２２３ｂは、基板１０の一方の面に、Ｙ方向に並べて設けられている。また、接続部２３４、２３６、２３７ａ、２３７ｂは、基板１０の一方の面に、Ｙ方向に並べて設けられている。そのため、基板１０のＹ方向の寸法Ｗ１（幅寸法）を小さくすることが困難となり、ひいてはヒータ２０１の短手方向の長さが長くなる。

前述したように、本実施の形態に係るヒータ１においては、第１部分３７ａは、Ｚ方向において、接続部３６と対向させて設けることができる（図３を参照）。そのため、Ｙ方向において、第１部分３７ａが設けられる領域と、接続部３６が設けられる領域とを重ねることができる。その結果、基板１０のＹ方向の寸法Ｗ（幅寸法）を小さくすることができ、ひいてはヒータ１の短手方向の長さが長くなるのを抑制することができる。

図５（ａ）は、比較例に係るヒータ３０１の模式平面図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるヒータ３０１のＤ－Ｄ線方向の模式断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータ３０１には、基板１０、発熱部２２０、配線部２３０、および保護膜４０が設けられている。
図４（ａ）、（ｂ）に例示をしたヒータ２０１の場合には、基板１０の一方の面に、発熱体２２１、発熱体２２２、発熱体２２３ａ、および発熱体２２３ｂをＹ方向に並べている。これに対して、ヒータ３０１の場合には、基板１０の一方の面に、発熱体２２１および発熱体２２２をＹ方向に並べ、これらを保護膜４０ａで覆っている。そして、保護膜４０ａの上に、発熱体２２３ａおよび発熱体２２３ｂをＹ方向に並べ、これらを保護膜４０ｂで覆っている。すなわち、ヒータ３０１の場合には、発熱体２２１および発熱体２２２と、発熱体２２３ａおよび発熱体２２３ｂとがＺ方向に積層されている。この様にすれば、基板１０のＹ方向の寸法Ｗ２（幅寸法）を小さくすることができる。

ここで、保護膜４０ａ、４０ｂは、塗布または成膜により形成される。そのため、保護膜４０ａ、４０ｂの厚みは、略一定となる。保護膜４０ａ、４０ｂの厚みが略一定となると、発熱体２２１、発熱体２２２、発熱体２２３ａ、および発熱体２２３ｂが設けられた領域においては、これらの厚みの分だけ、保護膜４０のＺ方向の寸法が大きくなる。この場合、発熱体２２１および発熱体２２２と、発熱体２２３ａおよび発熱体２２３ｂとがＺ方向に積層されていると、これらが積層されている領域においては、保護膜４０のＺ方向の寸法がさらに大きくなる。すなわち、ヒータ３０１の表面の凹凸が大きくなる。ヒータ３０１の表面の凹凸が大きくなると、トナーの定着性が悪くなるおそれがある。

これに対して、本実施の形態に係るヒータ１においては、第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３は、基板１０の一方の面に、Ｙ方向に並べられている。すなわち、第１の発熱体２１および第２の発熱体２２と、第３の発熱体２３とは積層されていない。そのため、ヒータ１の表面の凹凸が大きくなるのを抑制することができるので、トナーの定着性が悪くなるのを抑制することができる。

なお、前述したように、ヒータ１においては、第１部分３７ａと、接続部３６とが積層されている。しかしながら、第１部分３７ａと接続部３６とが設けられる領域は、加熱対象物の加熱を行う領域ではない。そのため、この領域において、ヒータ１の表面の凹凸が大きくなったとしても、トナーの定着性に与える影響は小さくなる。

また、比較例に係るヒータ２０１、３０１の場合には、大きなサイズの加熱対象物を加熱するための発熱体２２１および発熱体２２２と、小さなサイズの加熱対象物を加熱するための発熱体２２３ａおよび発熱体２２３ｂとがそれぞれ設けられていた。すなわち、大きなサイズの加熱対象物を加熱する際には、端子２３１と端子２３２に電圧を印加し、直列接続された発熱体２２１と発熱体２２２とにより加熱を行う。この場合、発熱体２２３ａおよび発熱体２２３ｂには電流が流れないので、発熱体２２３ａと発熱体２２３ｂによる加熱は行われない。

小さなサイズの加熱対象物を加熱する際には、端子２３１と端子２３３に電圧を印加し、直列接続された発熱体２２３ａと発熱体２２３ｂとにより加熱を行う。この場合、発熱体２２１と発熱体２２２には電流が流れないので、発熱体２２１と発熱体２２２による加熱は行われない。
すなわち、比較例に係るヒータ２０１、３０１の場合には、４つの発熱体が必要となる。

図６（ａ）、（ｂ）は、加熱対象物のサイズに応じた第１の発熱体２１、第２の発熱体２２、および第３の発熱体２３の切り替えを例示するための回路図である。
大きなサイズの加熱対象物を加熱する際には、図６（ａ）に示すように、端子３１と端子３２とに電圧を印加し、直列接続された発熱体２１と発熱体２２とにより加熱を行う。この場合、発熱体２３には電流が流れないので、発熱体２３による加熱は行われない。例えば、印加電圧が１００Ｖ、発熱体２１の電気抵抗値が５Ω、発熱体２２の電気抵抗値が５Ωに場合には、合成抵抗が１０Ωとなるので１０００Ｗ（ワット）のヒータとなる。

小さなサイズの加熱対象物を加熱する際には、図６（ｂ）に示すように、端子３３と、端子３１および端子３２とに電圧を印加し、並列接続された発熱体２１および発熱体２２と、これに直列接続された発熱体２３により加熱を行う。例えば、印加電圧が１００Ｖ、発熱体２１の電気抵抗値が５Ω、発熱体２２の電気抵抗値が５Ω、発熱体２３の電気抵抗値が２０Ωの場合には、合成抵抗が２２．５Ωとなるので４４４Ｗ（ワット）のヒータとなる。

本実施の形態に係るヒータ１においては、小さなサイズの加熱対象物を加熱する際に、発熱体２１および発熱体２２をも利用することができる。そのため、小さなサイズの加熱対象物を加熱する際に主に用いられる発熱体２３の数を減らすことができる。発熱体２３の数を減らすことができれば、基板１０の一方の面に複数の発熱体を並べるようにしても、ヒータ１の小型化が容易となる。

（画像形成装置）
以下においては、一例として、本実施の形態に係る画像形成装置１００が複写機である場合を説明する。ただし、本実施の形態に係る画像形成装置１００は複写機に限定されるわけではなく、トナーを定着させるためのヒータが設けられているものであればよい。例えば、画像形成装置１００は、プリンタなどとすることもできる。

図７は、本実施の形態に係る画像形成装置１００を例示するための模式図である。
図８は、定着部２００を例示するための模式図である。
図７に示すように、画像形成装置１００には、フレーム１１０、照明部１２０、結像素子１３０、感光ドラム１４０、帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、クリーナ１７０、収納部１８０、搬送部１９０、定着部２００、およびコントローラ２１０を設けることができる。

フレーム１１０は、箱状を呈し、その内部に、照明部１２０、結像素子１３０、感光ドラム１４０、帯電部１５０、現像部１６０、クリーナ１７０、収納部１８０の一部、搬送部１９０、定着部２００、およびコントローラ２１０を収納可能となっている。
フレーム１１０の上面には、ガラスなどの透光性材料を用いた窓１１１を設けることができる。窓１１１の上には、複写される原稿４００を載置することができる。また、原稿４００の位置を移動させる移動部を設けることができる。

照明部１２０は、窓１１１の近傍に設けることができる。照明部１２０は、ランプなどの光源１２１、および反射鏡１２２を備えることができる。
結像素子１３０、窓１１１の近傍に設けることができる。
感光ドラム１４０は、照明部１２０および結像素子１３０の下方に設けることができる。感光ドラム１４０は、回転可能に設けることができる。感光ドラム１４０の表面には、例えば、酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層を設けることができる。
帯電部１５０、放電部１５１、現像部１６０、およびクリーナ１７０は、感光ドラム１４０の周辺に設けることができる。

収納部１８０は、カセット１８１、およびトレイ１８２を有することができる。カセット１８１は、フレーム１１０の一方の側部に着脱可能に取り付けることができる。トレイ１８２は、フレーム１１０の、カセット１８１が取り付けられる側とは反対側の側部に設けることができる。カセット１８１には、複写が行われる前の紙４１０（白紙）を収納することができる。トレイ１８２には、複写像４１１ａが定着した紙４１１を収納することができる。

搬送部１９０は、感光ドラム１４０の下方に設けることができる。搬送部１９０は、カセット１８１とトレイ１８２との間で紙４１０を搬送することができる。搬送部１９０は、搬送される紙４１０を支持するガイド１９１、および紙４１０を搬送する搬送ローラ１９２～１９４を備えることができる。また、搬送部１９０には、搬送ローラ１９２～１９４を回転させるモータを設けることができる。

定着部２００は、感光ドラム１４０の下流側（トレイ１８２側）に設けることができる。
図８に示すように、定着部２００は、ヒータ１、ステー２０１、フィルムベルト２０２、および加圧ローラ２０３を有することができる。
ステー２０１の、紙４１０の搬送ライン側にはヒータ１を取り付けることができる。ヒータ１は、ステー２０１に埋め込むことができる。ヒータ１の、保護膜４０が設けられた側がステー２０１から露出するようにすることができる。

フィルムベルト２０２は、ヒータ１が設けられたステー２０１を覆っている。フィルムベルト２０２は、例えば、ポリイミドなどの耐熱性を有する樹脂を含むことができる。

加圧ローラ２０３は、ステー２０１と対向するように設けることができる。加圧ローラ２０３は、芯金２０３ａ、駆動軸２０３ｂ、および弾性部２０３ｃを有することができる。駆動軸２０３ｂは、芯金２０３ａの端部から突出し、モータなどの駆動装置に接続することができる。弾性部２０３ｃは、芯金２０３ａの外面に設けることができる。弾性部２０３ｃは、耐熱性を有する弾性材料から形成することができる。弾性部２０３ｃは、例えば、シリコーン樹脂などを含むことができる。

コントローラ２１０は、フレーム１１０の内部に設けることができる。コントローラ２１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部、および制御プログラムが格納された記憶部を有することができる。演算部は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、画像形成装置１００に設けられた各要素の動作を制御することができる。また、コントローラ２１０は、使用者が複写条件などを入力する操作部、動作状態や異常表示などを表示する表示部などを備えることもできる。

例えば、コントローラ２１０は、駆動装置を制御して、窓１１１の上に載置された原稿４００を移動させる。コントローラ２１０は、帯電部１５０を制御して、感光ドラム１４０を一様に帯電させる。コントローラ２１０は、照明部１２０を制御して、原稿４００に光を照射する。コントローラ２１０は、結像素子１３０を制御して、原稿４００からの反射光を感光ドラム１４０上に露光させる。例えば、コントローラ２１０は、結像素子１３０を制御して、帯電した感光ドラム１４０に静電画像を形成する。コントローラ２１０は、現像部１６０を制御して、静電画像を顕像化する、すなわちトナー像４１０ａを形成する。

コントローラ２１０は、搬送ローラ１９２を制御して、カセット１８１から紙４１０を取り出す。コントローラ２１０は、搬送ローラ１９３を制御して、カセット１８１から取り出された紙４１０を感光ドラム１４０に供給する。コントローラ２１０は、搬送ローラ１９３を制御して、搬送ローラ１９３による紙４１０の送りを、感光ドラム１４０の回転と同期させる。コントローラ２１０は、放電部１５１を制御して、感光ドラム１４０のトナー像４１０ａを紙４１０に転写させる。トナー像４１０ａが転写された後、感光ドラム１４０の上に残留するトナーは、クリーナ１７０により除去される。コントローラ２１０は、搬送ローラ１９３を制御して、トナー像４１０ａが転写された紙４１０を定着部２００に供給する。

コントローラ２１０は、定着部２００（ヒータ１）を制御して、トナー像４１０ａを紙４１０に定着させる。コントローラ２１０は、紙４１０のサイズに応じて、発熱体を切り替える。例えば、紙４１０のサイズが大きい場合には、図６（ａ）に例示をしたような発熱体の接続態様に切り替えて加熱を行うことができる。例えば、紙４１０のサイズが小さい場合には、図６（ｂ）に例示をしたような発熱体の接続態様に切り替えて加熱を行うことができる。そのため、紙４１０のサイズに応じた適切な加熱を行うことができる。

フィルムベルト２０２を介して、ヒータ１と、加圧ローラ２０３の弾性部２０３ｃとが接触する位置において、トナー像４１０ａが加熱溶融されて複写像４１１ａとなる。複写像４１１ａは、定着部２００からトレイ１８２に送られる間に放熱して紙４１０に定着する。

コントローラ２１０は、搬送ローラ１９４を制御して、複写像４１１ａが定着した紙４１１をトレイ１８２に収納する。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ ヒータ、１０ 基板、２０ 発熱部、２１ 第１の発熱体、２２ 第２の発熱体、２３ 第３の発熱体、３０ 配線部、３１～３３ 端子、３４～３８ 接続部、３７ａ 第１部分、３７ｂ 第２部分、３７ｃ 第３部分、４０ 保護膜、１００ 画像形成装置、２００ 定着部、２０３ 加圧ローラ

Claims (4)

1. 基板と；
   前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延びる第１の発熱体と；
   前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延び、前記第１の発熱体と並べて設けられた第２の発熱体と；
   前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の長手方向に沿って延び、前記第１の発熱体と並べて設けられた第３の発熱体と；
   前記第１の発熱体の一方の端部に第１の接続部を介して電気的に接続された第１の端子と；
   前記第２の発熱体の一方の端部に第２の接続部を介して電気的に接続された第２の端子と；
   前記第３の発熱体の一方の端部に第３の接続部を介して電気的に接続された第３の端子と；
   を具備し、
   前記基板の面に垂直な方向において、前記第３の接続部の少なくとも一部は、前記第２の接続部と対向しているヒータ。
2. 前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、および前記第３の発熱体を覆うとともに、前記第２の接続部と前記第３の接続部との間に設けられた保護膜をさらに備えた請求項１記載のヒータ。
3. 前記第１の発熱体の他方の端部、前記第２の発熱体の他方の端部、および前記第３の発熱体の他方の端部に電気的に接続された第４の接続部をさらに備えた請求項１または２に記載のヒータ。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のヒータを具備した画像形成装置。

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