KR20160012938A

KR20160012938A - 히터 및 이를 포함하는 화상 가열 장치

Info

Publication number: KR20160012938A
Application number: KR1020150104088A
Authority: KR
Inventors: 고이치 가쿠바리; 도시노리 나카야마; 시게아키 다카다; 마사유키 다마키; 나오키 아키야마; 아케시 아사카
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-02-03
Also published as: JP6732414B2; EP2977823B1; EP2977823A1; US20160029435A1; JP2016029656A; BR102015017623A2; CN105319922A; US9504096B2; CN105319922B

Abstract

히터는 기판과, 제1 전기 접점과, 제2 전기 접점과, 제1 전극부 및 제2 전극부와, 발열부와, 제1 전기 접점과 제1 전극부를 전기 접속하는 제1 배선부와, 제2 전기 접점 중 하나와 제2 배선부의 일부를 전기 접속하는 제2 배선부를 포함한다. 제1 전극부로부터 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 제1 전극부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는 제1 배선부의 부분의 단면적은 제2 전극부의 부분으로부터 제2 전극부 중 하나를 향해 전류가 흐를 때 제2 전극부의 부분을 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는 제2 배선부의 부분의 단면적보다 크다.

Description

히터 및 이를 포함하는 화상 가열 장치{HEATER AND IMAGE HEATING APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 시트상의 화상을 가열하는 히터 및 이를 구비한 화상 가열 장치에 관한 것이다. 이 화상 가열 장치는, 예를 들어 복사기, 프린터, 팩스 및 이들 기능 중 복수를 구비한 복합기 등의 화상 형성 장치에 사용된다.

시트 상에 토너의 화상을 형성하고, 이것을 정착장치(화상 가열 장치)에 의해 가열, 가압함으로써 시트에 화상을 정착시키는 화상 형성 장치가 알려져 있다. 이러한 정착장치에서, 얇은 가요성 벨트 내면에 발열체(히터)를 접촉시켜서 벨트에 열을 부여하는 유형의 정착장치가 최근 제안되어 있다(일본 특허 공개 제2012-37613호 공보). 이러한 정착장치는 구성이 낮은 열용량을 갖고, 따라서, 정착 동작이 가능한 수준까지의 온도 상승이 빠르다.

일본 특허 공개 제2012-37613호 공보에는, 시트의 폭 사이즈에 따라서 발열체(히터)의 발열 영역의 폭 사이즈를 변경하는 정착장치가 개시되고 있다. 이 정착장치에 사용되고 있는 히터에는, 기판의 길이 방향으로 복수의 저항체가 배열하는 저항 발열 층이 형성되어 있고, 저항체 각각에 전력(에너지) 급전을 행하기 위한 복수의 배선을 구비한 배선층이 기판 상에 설치된다. 이 배선층은, 저항체의 수가 다른 복수의 배선 패턴을 갖고 있어, 복수의 저항체가운데 특정한 저항체에 선택적으로 급전할 수 있도록 구성된다. 또한, 이 정착장치는, 복수의 저항체가운데 발열시키고 싶은 저항체에만 급전을 행함으로써, 복수의 저항체에 대응하여 히터의 발열 영역의 폭 사이즈를 변경하고 있다.

일본 특허 공개 제2012-37613호 공보에 기재된 히터는 그 구성에 관해서 개선의 여지가 있다. 이러한 히터에 전력을 공급한 경우, 공급한 전력의 일부는 배선의 전기 저항에 의해 소비된다. 특히, 많은 수의 저항 발열층에 접속하고 있는 배선으로 다량의 전류가 흐르고 그래서, 전력 소비량이 커진다. 배선에서 전력이 소비되어버리면 저항 발열층에서의 발열 효율이 저하하기 때문에, 이러한 히터에서는 배선에서의 전력 소비를 억제할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전력 소비를 억제가능한 히터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 히터에서의 전력 소비가 억제가능한 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 제1 단자 및 제2 단자를 구비하는 급전부와, 시트 상의 화상을 가열하기 위한 엔드리스 벨트를 포함하는 화상 가열 장치와 함께 사용할 수 있는 히터가 제공되며, 상기 히터는 상기 벨트를 가열하기 위해 상기 벨트와 접촉할 수 있고, 상기 히터는 기판과; 상기 기판 상에 제공되고 상기 제1 단자와 전기 접속될 수 있는 제1 전기 접점과; 상기 기판 상에 제공되고, 상기 제2 단자와 전기 접속될 수 있는 복수의 제2 전기 접점과; 상기 제1 전기 접점에 전기 접속되는 제1 전극부와, 상기 제2 전기 접점에 전기 접속되는 제2 전극부를 포함하는 복수의 전극부로서, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는 상기 기판의 길이 방향으로 사전결정된 간격으로 교번적으로 배열되는, 복수의 전극부와; 상기 전극부들 중 인접한 전극부들 사이에 제공되어 상기 인접한 전극부들 사이를 전기 접속하는 복수의 발열부로서, 상기 인접한 전극부들 사이의 급전에 의해 발열할 수 있는 복수의 발열부와; 상기 제1 전기 접점과 상기 제1 전극부를 전기 접속하도록 구성된 제1 배선부와; 상기 복수의 제2 전기 접점 중 하나와 상기 제2 전극부의 일부를 전기 접속하도록 구성된 제2 배선부를 포함하고; 상기 제1 전극부로부터 상기 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 상기 제1 전극부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 상기 제1 배선부의 일부의 단면적은 상기 제2 전극부의 상기 일부으로부터 상기 제2 전기 접점 중 상기 하나를 향해 전류가 흐를 때 상기 제2 전극부의 상기 일부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 상기 제2 배선부의 일부의 단면적보다 크다.

첨부 도면을 참조로 하는 예시적 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 특징을 명확히 알 수 있을 것이다.

도 1은 실시예 1에서의 화상 형성 장치의 단면을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시예 1에서의 화상 가열 장치의 단면을 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예 1에서의 화상 가열 장치를 정면으로부터 본 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b) 각각은 실시예 1에서의 히터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 실시예 1에서의 화상 가열 장치의 구성 관계를 설명하는 도면이다.
도 6은 커넥터를 예시한다.
도 7은 급전선의 다양한 선폭에 관한 전류량과 소비 전력 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8은 히터의 등가 회로를 도시하는 도면이다.
도 9는 히터에 흐르는 전류를 예시하는 도면이다.
도 10은 실시예 1의 효과를 예시하는 도면이다.
도 11에서, (a)는 히터에 사용하는 발열 방식을 설명하는 도면이며, (b)는 히터에 사용하는 발열 영역의 전환 시스템을 설명하는 도면이다.
도 12에서, (a) 및 (b) 각각은 실시예 2에서의 히터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 13은 실시예 2의 효과를 설명하는 도면이다.
도 14에서, (a) 및 (b) 각각은 실시예 3에서의 히터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 15는 실시예 3의 효과를 설명하는 도면이다.
도 16은 실시예 3의 효과를 예시하는 그래프이다..
도 17에서, (a)는 제1 변형예의 구성을 예시하고, (b)는 실시예 1의 제2 변형예의 구성을 예시한다.

본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 본 실시예에서, 화상 형성 장치는 예로서 전자 사진 프로세스를 이용한 레이저 빔 프린터이다. 이 레이저 빔 프린터를 간단히 프린터라 칭한다.

[실시예 1]

[화상 형성부]

도 1은, 본 실시예의 화상 형성 장치인 프린터(1)의 단면도이다. 프린터(1)는 화상 형성 스테이션(10)과 정착 장치(40)를 포함하고, 감광 드럼(11)에 형성한 토너 화상이 시트 P에 전사되고 시트 P에 정착되어, 시트 P에 화상이 형성된다. 도 1을 참조하여 장치의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 프린터(1)는 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), Bk(블랙)의 각 색의 토너 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(10)을 구비하고 있다. 화상 형성 스테이션(10)은 좌측부터 순서대로 Y, M, C, Bk의 색에 대응한 각각의 감광 드럼(11)(11Y, 11M, 11C, 11Bk)을 구비하고 있다. 각 감광 드럼(11)의 주위에는 다음과 같은 유사한 요소들이 제공된다: 대전기(12)(12Y, 12M, 12C, 12Bk); 노광 장치(13)(13Y, 13M, 13C, 13Bk); 현상 장치(14)(14Y, 14M, 14C, 14Bk); 1차 전사 블레이드(17)(17Y, 17M, 17C, 17Bk) 및 클리너(15)(15Y, 15M, 15C, 15Bk). Bk색의 토너 화상을 형성하는 구성에 대해서 대표해서 설명하고, 타색에 대해서는 동일한 기호를 사용해서 기재해서 그 설명을 생략한다. 따라서, 상기 요소들은 감광 드럼(11), 대전기(12), 노광 장치(13), 현상 장치(14), 1차 전사 블레이드(17), 클리너(15)이라고 칭한다.

전자 사진 감광체로서의 감광 드럼(11)은 구동원(도시하지 않음)에 의해 화살표 방향(도 1의 반시계 방향)으로 회전한다. 감광 드럼(11)의 주위에는, 대전기(12), 노광 장치(13), 현상 장치(14), 1차 전사 블레이드(17) 및 클리너(15)가 기재 순서대로 제공된다.

감광 드럼(11)의 표면은 대전기(12)에 의해 전기적으로 대전된다. 그후, 감광 드럼(11)은 화상 정보에 따라서 노광 장치(13)에 의해 레이저 빔에 노광되어, 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상은, 현상 장치(14)에 의해 Bk색의 토너 화상이 된다. 이때 다른 색에 대해서도 마찬가지의 공정이 행해진다. 토너 화상은 감광 드럼(11)으로부터 1차 전사 블레이드(17)에 의해, 중간 전사 벨트(31)에 순차적으로 전사된다(1차 전사). 1차 전사 후, 감광 드럼(11)에 남은 토너는, 클리너(15)에 의해 제거된다. 이렇게 해서, 감광 드럼(11)의 표면은 다음 화상을 위해 준비되도록 청정해진다.

한편, 급송 카세트(20) 또는 멀티 급송 트레이(25)에 놓인 시트 P는, 급송 기구(도시하지 않음)에 의해 픽업되고 한 쌍의 정합 롤러(23)에 급송된다. 시트 P는 그 표면에 화상이 형성되는 부재이다. 시트 P의 구체적 예로서, 보통지, 두꺼운 종이, 수지제 시트, 영사기용 필름 등이 있다. 정합 롤러 쌍(23)은 사행 급송을 교정하기 위해 시트 P를 일단 정지시킨다. 그후, 정합 롤러(23)는 중간 전사 벨트(31) 상의 토너 화상과 동기화하여, 시트 P를 중간 전사 벨트(31)와 2차 전사 롤러(35)의 사이로 급송한다. 롤러(35)는 벨트(31)로부터의 컬러의 토너 화상을 시트 P에 전사한다. 그 후, 시트 P는 정착장치(화상 가열 장치)(40)로 급송된다. 정착장치(40)는 시트 P상의 토너 화상 T 를 가열, 가압해서 시트 P에 정착한다.

[정착장치]

프린터(1)에 사용되는 화상 가열 장치인 정착장치(40)에 대해서 설명한다. 도 2는 정착장치(40)의 단면도이다. 도 3은 정착장치(40)의 정면도이다. 도 4는 히터(600)의 구조를 예시한다. 도 5는 정착장치(40)의 구성 관계를 예시한다.

정착장치(40)는, 히터 유닛(60)(유닛(60))에 의해 시트상의 화상을 가열하는 화상 가열 장치이다. 유닛(60)은 가요성의 얇은 정착 벨트(603)와, 벨트(603)를 가열하기 위해 벨트(603)의 내면에 접촉하는 히터(600)를 포함한다(저 열용량 구조). 따라서, 벨트(603)을 효율적으로 가열할 수 있고, 정착 개시 시의 신속한 온도 상승이 달성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 벨트(603)는 히터(600)와 가압 롤러(70)(롤러(70))에 끼움 지지되고, 이에 의해, 닙부 N이 형성된다. 벨트(603)는 화살표 방향(시계 방향, 도 2)으로 회전하고, 롤러(70)는 화살표 방향(반시계 방향, 도 2)으로 회전하여, 닙부 N에 공급된 시트 P를 끼움 지지해서 급송한다. 이때, 히터(600)의 열이 벨트(603)를 통해 시트 P에 부여되기 때문에 시트 P상의 토너 화상 T는 닙부 N에서 가열 및 가압되고, 그래서, 이 열 및 압력에 의해 토너 화상이 시트 P에 정착된다. 정착 닙부 N을 통과한 시트 P는 벨트(603)로부터 분리되어 배출된다. 본 실시예에서, 상술한 바와 같이 해서 정착 처리가 행하여진다. 정착장치(40)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

유닛(60)은 시트 P상의 화상을 가열 및 가압하기 위한 유닛이다. 유닛(60)의 길이 방향은 롤러(70)의 길이 방향과 평행하다. 유닛(60)은 히터(600)와, 히터 홀더(601)와, 지지 스테이(602)와, 벨트(603)를 구비하고 있다.

히터(600)는 벨트(603)의 내면에 미끄럼이동가능하게 접촉해서 벨트(603)을 가열하는 가열 부재이다. 히터(600)는 닙부 N의 폭이 원하는 폭이 되게, 벨트(603)를 그 내면측으로부터 롤러(70)를 향해서 가압한다. 본 실시예에서, 히터(600)의 치수는 폭(도 4의 상하 방향으로 측정된 치수)이 5 내지 20mm이고, 길이(도 4의 좌우 방향으로 측정된 치수)가 350 내지 400mm이며, 두께가 0.5 내지 2mm이다. 히터(600)는 시트 P의 급송 방향에 직교하는 방향(시트 P의 폭 방향)으로 세장형인 기판(610)과, 저항 발열체(620)(발열체(620))를 구비하고 있다.

히터(600)는 히터 홀더(601)의 하면에 히터 홀더(601)의 길이 방향을 따라서 고정되어 있다. 본 실시예에서, 벨트(603)와 미끄럼 접촉하지 않는 기판(610)의 이면측에 발열체(620)가 제공되어 있지만, 발열체(620)는 벨트(603)와 활주 접촉하는 기판(610)의 전면측에 제공될 수 있다. 그러나, 벨트(603)에 대한 비균일 열 적용을 방지하는 견지에서 기판(610)의 균일한 가열 효과가 얻어지도록 기판(610)의 이면 측에 히터(600)의 발열체(620)를 제공하는 구성이 바람직하다. 히터(600)의 세부 사항을 후술한다.

벨트(603)는 시트상의 화상을 닙부 N에서 가열하는 원통 형상(엔드리스)의 벨트(필름)이다. 벨트(603)는 예를 들어 기재(603a)와, 기재 위의 탄성층(603b)과, 탄성층(603b) 위의 이형층(603c)을 포함한다. 기재(603a)는 스테인리스나 니켈 등의 금속재료나, 폴리이미드 등의 내열 수지 등이 사용된다. 탄성층(603b)은 실리콘 고무, 불소 함유 고무 등의 탄성 및 내열성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 이형층(603c)은 불소 수지나 실리콘 수지로 이루어질 수 있다.

본 실시예의 벨트(603)는 외경이 30mm, 길이(도 2의 전후방향으로 측정된 치수)가 330mm, 두께가 30㎛인 치수를 가지고, 기재(603a)의 재료는 니켈이다. 기재(603a) 위에 두께 400㎛의 실리콘 고무의 탄성층(603b)이 형성되고, 두께 20㎛의 불소 수지 튜브(이형층(603c))가 탄성층(603b)을 피복하고 있다.

기판(610)의 벨트 접촉면은 활주층(603d)으로서 두께 10㎛의 폴리이미드 층이 제공될 수 있다. 폴리이미드층을 설치한 경우, 정착 벨트(603)와 히터(600)의 사이의 마찰 저항을 저감해서 벨트(603) 내면의 마모를 억제할 수 있다. 또한 활주성을 높이기 위해서, 벨트 내면에 그리스 등의 윤활제가 도포될 수 있다.

히터 홀더(601)(홀더(601))는 히터(600)를 벨트(603)의 내면을 향해서 가압한 상태로 히터(600)를 보유하는 역할을 한다. 홀더(601)는 반원호 형상 단면(도 2의 표면)을 가지며, 벨트(603)의 회전 궤도를 규제하는 역할을 한다. 홀더(601)는 내열성의 수지 등으로 이루어질 수 있다. 본 예에서, 이는 듀퐁사의 Zenite 7755(상품명)이다. 지지 스테이(602)는 홀더(601)를 거쳐서 히터(600)를 지지한다. 지지 스테이(602)는 높은 압력이 인가되어도 쉽게 변형되지 않는 재료로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 예에서, 이는 SUS304(스테인리스강)으로 이루어진다.

도 3에 도시한 바와 같이, 지지 스테이(602)는 그 길이 방향의 양 단부에서, 좌우의 플랜지(411a, 411b)에 지지되고 있다. 플랜지들(411a, 411b)은 간단히 플랜지(411)라 지칭될 수 있다. 플랜지(411)는 벨트(603)의 길이 방향 이동 및 벨트(603)의 둘레 방향의 구조를 규제하고 있다. 플랜지(411)는 내열성의 수지 등으로 이루어진다. 본 실시예에서는 이는 PPS(폴리페닐렌술피드)이다.

플랜지(411a)와 가압 아암(414a)의 사이에는 가압 스프링(415a)이 압축된다. 또한, 플랜지(411b)와 가압 아암(414b)의 사이에도 가압 스프링(415b)이 압축된다. 가압 스프링들(415a, 415b)은 간단히 가압 스프링(415)이라 지칭될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 플랜지(411) 및 지지 스테이(602)를 거쳐 가압 스프링(415)의 탄성력이 히터(600)에 전해진다. 벨트(603)는 롤러(70)의 상면에 대하여 소정의 가압력으로 가압되어, 소정 니부 폭을 갖는 닙부 N가 형성된다. 본 실시예에서 가압력은 일단부측이 156.8N(16 kgf)이고, 총가압력이 313.6N(32 kgf)이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 커넥터(700)는 히터(600)에 급전을 행하기 위해서 히터(600)와 전기적으로 접속된 급전 부재로서 제공된다. 커넥터(700)는 히터(600)의 길이 방향 일단부 측에 착탈가능하게 설치된다. 커넥터(700)는 히터(600)에 대하여 쉽게 착탈가능하게 설치되며, 따라서, 정착장치(40)의 조립이나, 히터(600) 손상시 벨트(603) 나 히터(600)의 교환이 용이하며, 따라서, 양호한 유지 보수성을 제공한다. 커넥터(700)의 세부사항을 후술한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 롤러(70)는 벨트(603)의 외면에 접촉함으로써 벨트(603)과 협동해서 닙부 N을 형성하는 닙 형성 부재이다. 롤러(70)는 금속제의 코어 금속(71) 상의 다층 구조를 가지며, 이 다층 구조는 코어 금속(71) 상의 탄성층(72), 탄성층(72) 위의 이형층(73)을 포함한다. 코어 금속(71)의 재료 예는 SUS(스테인리스강), SUM(황 및 황 복합 쾌삭강 강재), Al(알루미늄) 등을 포함한다. 탄성층(72)의 재료 예는 탄성 솔리드 고무층, 탄성 발포 고무층, 탄성 다공성 고무층 등을 포함한다. 이형층(73)의 재료 예는 불소 수지 재료를 포함한다.

본 실시예의 롤러(70)는 철제의 코어 금속(71)과, 코어 금속(71) 상의 발포 실리콘 고무의 탄성층(72)과, 탄성층(72) 상의 불소 수지 튜브의 이형층(73)을 포함한다. 롤러(70)의 탄성층(72) 및 이형층(73)을 갖는 일부의 치수는 외경이 25mm이고, 길이가 330mm이다.

서미스터(630)는 히터(600)의 이면측(활주 표면측의 반대측)에 설치된 온도 센서이다. 서미스터(630)는 발열체(620)로부터 절연된 상태에서 히터(600)에 결합된다. 서미스터(630)는 히터(600)의 온도를 검지하는 기능을 갖는다. 도 5에 도시한 바와 같이, 서미스터(630)는 A/D 컨버터(도시하지 않음)를 통해 제어 회로(100)와 접속되어 있고, 검지한 온도에 따른 출력을 제어 회로(100)에 송신한다.

제어 회로(100)는 각종 제어를 위해 동작하는 CPU와, 각종 프로그램을 기억한 ROM 등의 불휘발성 매체를 구비한 회로를 포함한다. 이 ROM에는 프로그램이 기억되고, CPU가 이것을 판독해서 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다. 제어 회로(100)는 유사한 동작을 수행할 수 있으면 ASIC 등의 집적 회로일 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제어 회로(100)는 전원(110)의 전력 공급을 제어하도록 전원(110)과 전기적으로 접속되어 있다. 제어 회로(100)는 서미스터(630)의 출력을 취득하도록 서미스터(630)에 전기적으로 접속되어 있다.

제어 회로(100)는 서미스터(630)로부터 취득한 온도 정보를 전원(110)의 급전 제어에 사용한다. 특히, 제어 회로(100)는 서미스터(630)의 출력을 바탕으로, 전원(110)을 통해 히터(600)에 공급하는 전력을 제어하고 있다. 본 실시예에서 제어 회로(100)가 전원(110)의 출력 파수 제어를 행함으로써, 히터(600)의 발열량을 조정한다. 이러한 제어를 행함으로써, 히터(600)는 소정의 온도(예를 들어, 180℃)로 일정하게 유지된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 롤러(70)의 코어 금속(71)은 각각 측판(41)의 후방측과 전방측에 제공된 베어링(41a, 41b)에 의해 회전가능하게 보유되어 있다. 또한, 코어 금속(71)의 축선 방향의 일 단부에는 기어 G가 설치되어 모터 M의 구동력을 롤러(70)의 코어 금속(71)에 전달한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 모터 M으로부터의 구동력을 전달받은 롤러(70)는 화살표 방향(시계 방향)으로 회전한다. 닙부 N에서, 롤러(70)에 의해 벨트(603)에 구동력이 전달됨으로써, 벨트(603)가 화살표 방향(반시계 방향)으로 회전된다.

모터 M은, 기어 G를 통해서 롤러(70)를 구동하는 구동부이다. 제어 회로(100)는 모터 M의 급전을 제어하기 위해서 모터 M에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 회로(100)의 제어에 의해 전기 에너지가 공급되면, 모터 M는 기어 G를 회전시키기 시작한다.

제어 회로(100)는 모터 M의 회전을 제어한다. 제어 회로(100)는 모터 M를 사용하여 롤러(70)와 벨트(603)를 소정의 속도로 회전시킨다. 이는 정착 처리 작업에서 닙부 N에서 끼움 지지 및 반송되는 시트 P의 속도가, 소정의 프로세스 스피드(예를 들어, 200[mm/sec])와 같도록 모터를 제어한다.

[히터]

정착장치(40)에 사용되는 히터(600)의 구성을 상세하게 설명한다. 도 11에서 (a)는 히터(600)에 사용되는 발열 방식을 예시하고, (b)는 히터(600)에 사용되는 발열 영역의 전환 방식을 예시한다.

본 실시예의 히터(600)는 도 11의 부분 (a) 및 (b)에 예시된 발열 방식을 사용하는 히터이다. 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, A 배선("배선 A")에는 전극 A 내지 C가 접속되어 있고, B 배선("배선 B")에는 전극 D 내지 F가 접속되어 있다. A 배선에 접속된 전극과 B 배선에 접속된 전극은 길이 방향(도 11의 (a)의 좌우 방향)을 따라 간삽(교번적으로 배열)되어 있고, 발열체가 인접한 전극들 사이에 전기적으로 접속되어 있다. 전극과 배선은 유사한 방식으로 형성된 도전성 패턴(도선)이다. 본 실시예에서, 발열체와 접촉하여 그에 전기적으로 접속된 도선이 전극이라 지칭되고, 전압이 인가되는 일부를 전극과 접속하는 기능을 수행하는 도선은 배선(전원 공급 라인)이라 지칭된다. A 배선과 B 배선의 사이에 전압 V가 인가되면, 인접하는 전극의 사이에는 전위차가 발생한다. 결과적으로, 발열체를 통해 전류가 흐르고, 인접하는 발열체 사이의 전류는 서로 반대이다. 이러한 유형의 히터에서, 상술한 방식으로 열이 발생된다. 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, B 배선과 전극 F의 사이에 스위치 등이 제공되며, 스위치가 개방되면, 전극 B와 전극 C는 동일 전위이므로, 그 사이의 발열체에는 전류가 흐르지 않게 된다. 이러한 시스템에서, 길이 방향으로 배열된 발열체는 독립적으로 통전이 이루어지고, 그래서, 일부를 오프 상태로 절환함으로써 발열체의 일부만이 통전될 수 있다. 즉, 이러한 시스템에서, 발열 영역은 배선에 스위치 등을 설치함으로써 변경될 수 있다. 히터(600)에서, 발열체(620)의 발열 영역은 상술한 시스템을 사용하여 변경될 수 있다.

발열체는 통전시 전류의 방향에 관계없이 발열하지만, 길이 방향을 따른 방향으로 전류가 흐르도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 이런 배열은 전류의 방향이 길이 방향(도 11의 (a)의 상하방향)에 수직인 폭 방향인 배열에 비해 이하의 관점에서 유리하다. 발열체에 통전해서 주울 발열을 시킬 경우, 발열체는 그 저항(값)에 따른 발열을 행하며, 따라서, 발열체는 저항이 원하는 값이 되도록 전류의 방향에 따라서 치수 및 재질이 선택된다. 발열체를 설치하는 기판의 치수는, 길이 방향에 비하여 폭 방향으로 매우 짧다. 그로 인해, 폭 방향으로 전류를 흘리는 경우, 저저항의 재료를 사용해서 발열체에 원하는 저항을 제공하는 것이 곤란하다. 한편, 길이 방향으로 전류를 흘리는 경우, 저 저항의 재료를 사용해서 발열체에 원하는 저항을 갖게 하는 것이 비교적 용이하다. 또한, 발열체가 고저항의 재료로 이루어지는 경우, 통전되는 발열체의 두께 비균일성에 의해 온도 비균일성을 초래할 우려가 있다.

예를 들어, 스크린인쇄 등에 의해 기판의 길이 방향을 따라서 발열체 재료를 도포하는 경우, 폭 방향으로 약 5%의 두께 비균일성이 초래될 수 있다. 이는 도장 블레이드에 의한 폭 방향의 작은 압력 편차에 기인하여 발열체 재료의 도장 불균일성이 발생하기 때문이다. 따라서, 길이 방향으로 통전하게 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다.

길이 방향으로 배열된 발열체에 개별적으로 통전을 행하는 경우, 인접하는 발열체에서 흐르는 전류의 방향이 엇갈리게 되도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 발열체와 전극의 배열에 대하여, 양단에서 전극과 각각 접속된 발열체를 길이방향으로 배열하고 길이 방향으로 전력을 공급하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 배열에서는 인접하는 발열체간에 2개의 전극이 제공되어 단락의 우려가 있다. 또한, 필요한 전극의 수가 증가하고, 발열체 사이에 큰 비 발열부가 발생된다. 따라서, 인접하는 발열체 사이에 전극이 공용되도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 이 배열에 의해, 전극간에서의 단락의 우려를 해소하고, 또한, 전극 사이의 공간이 제거될 수 있다.

본 실시예에서, 도 11의 (a)의 A 배선에 상당하는 것이 도 4에 도시된 공통 배선(640)이며, B 배선에 상당하는 것이 대향 배선(650, 660a, 660b)이다. 또한, 도 11의 (a)의 전극 A 내지 C에 상당하는 것이 공통 전극(652a 내지 652g)이며, 전극 D 내지 F에 상당하는 것이, 대향 전극(652a 내지 652d, 662a, 662b)이다. 도 11의 (a)의 발열체에 상당하는 것이 발열체(620a 내지 620l)이다. 이후, 공통 전극(642a 내지 642g)를 간단히 공통 전극(642)이라 칭한다. 대향 전극(652a 내지 652d)을 간단히 전극(652)이라 칭한다. 대향 전극(662a, 662b)를 간단히 대향 전극(662)이라 칭한다. 대향 배선(660a, 660b)를 간단히 배선(660)이라 칭한다. 발열체(620a 내지 620l)를 간단히 발열체(620)라 칭한다. 히터(600)의 구성에 대해서 도면을 사용해서 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 히터(600)는 기판(610)과, 기판(610) 상의 발열체(620)와, 도체의 패턴(배선)과, 발열체(620)와 도체의 패턴(배선)을 덮는 절연 코트층(680)을 구비하고 있다.

기판(610)은 히터(600)의 치수나 구성을 결정하며, 기판(610)의 길이 방향을 따라서 벨트(603)에 접촉가능하다. 기판(610)의 재료는 내열성, 열전도성, 전기 절연성 등이 우수한 알루미나, 질화 알루미늄 등의 세라믹 재료이다. 본 실시예에서는 길이(도 4의 좌우 방향으로 측정됨)가 400mm, 폭(도 4의 상하 방향으로 측정됨)이 10mm, 두께가 1mm인 알루미나의 판 부재이다. 알루미나 판 부재는 열 전도성이 30 W/m.K이다.

기판(610)의 이면 상에는, 도전성 후막 페이스트를 사용해서 후막인쇄법(스크린인쇄법)에 의해 발열체(620)와 도체 패턴(배선)이 제공된다. 본 실시예에서, 도체 패턴에는 저항률이 낮아지도록 은 페이스트가 사용되고, 발열체(620)에는 저항률이 높아지도록 은-팔라듐 합금의 페이스트가 사용되고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 발열체(620)와 도체의 패턴은, 내열성 유리로 이루어지는 절연 코트층(680)에 의해 피복되어 있어, 누설이나 단락으로부터 전기적으로 보호되고 있다. 이 때문에, 본 실시예에서, 인접한 배선 사이의 간극이 좁게 제공될 수 있다. 그러나, 히터(600)는 또한 절연 코트층(680)을 구비하지 않을 수도 있다. 예로서, 큰 간극을 갖는 인접한 배선을 제공함으로써, 인접한 배선 사이의 단락을 방지하는 것이 가능하다. 그러나, 히터(600)의 크기감소의 견지에서 절연 코트층(680)이 제공되는 구성이 바람직하다.

도 4에 도시한 바와 같이, 기판(610)의 길이 방향에 관한 일 단부측에서 도체 패턴의 일부로서의 전기 접점(641, 651, 661a, 661b)이 제공된다. 또한, 기판(610)의 길이 방향으로 기판(610)의 타단부측에서 도체 패턴의 일부로서 발열체(620), 전극(642a 내지 642g) 및 전극(652a 내지 652d, 662a, 662b)이 제공된다. 기판의 일 단부측(610a)과 기판의 타단부측(610c) 사이에는 중앙 영역(610b)이 존재한다. 폭 방향에 관하여 발열체(620)를 초과한 기판(610)의 일단부측(610d)에는, 도체 패턴의 일부로서의 배선(640)이 설치된다. 폭 방향에 관하여 발열체(620)를 초과한 기판(610)의 타단부측(610e)에는, 도체 패턴의 일부로서의 배선(650, 660)이 설치된다.

발열체(620)(620a 내지 620l)는 급전(통전)에 의해 줄 열을 발생하는 저항체이다. 발열체(620)는 기판(610) 위로 길이 방향으로 연장하는 1개의 발열체이며, 기판(610)의 타단부측(610c)(도 4)에 배치된다. 발열체(620)는 원하는 저항값을 가지며, 1 내지 4mm의 폭(기판(610)의 폭 방향으로 측정) 및 5 내지 20㎛의 두께를 갖는다. 본 실시예의 발열체(620)는 폭이 2mm이고, 두께가 10㎛이다. 발열체(620)의 길이 방향 총 길이는 320mm이며, 이는 A4사이즈(폭 297mm)의 시트 P의 폭에 작용되기에 충분하다.

발열체(620) 상에는 후술하는 7개의 전극(642a 내지 642g)이 길이 방향으로 간격을 두고 적층되어 있다. 환언하면, 발열체(620)는 전극(642a 내지 642g)에 의해 길이 방향으로 6개의 구간으로 격리되어 있다. 각 구간의 기판(610)의 길이 방향으로 측정된 길이는 53.3mm이다. 발열체(620)의 각 구간의 중앙부에는 6개의 전극(652, 662)(652a 내지 652d, 662a, 662b) 중 1개가 적층되어 있다. 이렇게 해서, 발열체(620)는 12개의 소 구간으로 분할된다. 12개의 소 구간으로 분할된 발열체(620)는 복수의 발열체(복수의 발열부, 복수의 저항체)(620a 내지 620l)로 간주할 수 있다. 달리 말하면, 복수의 발열체(620a 내지 620l)는 인접하는 전극을 서로 전기적으로 접속한다. 기판(610)의 길이 방향으로 측정된 소 구간의 길이는 26.7mm이다. 발열체(620)의 소 구간의 길이 방향 저항값은 120Ω다. 이와 같은 구성에 의해, 발열체(620)는 길이 방향에 관하여 일부 영역 또는 영역들에서 발열할 수 있다.

발열체(620)의 길이 방향의 저항은 균일하고, 발열체(620a 내지 620l)는 대략 동등한 치수를 갖는다. 그로 인해, 각 발열체(620a 내지 620l)의 저항값은 실질적으로 동등하다. 병렬로 급전되는 경우, 발열체(620)의 발열 분포는 균일하다. 그러나, 발열체(620a 내지 620l)가 실질적으로 동등한 치수 및/또는 실질적으로 동등한 저항률을 가지는 것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 발열체(620)의 길이방향 단부에서의 국지적 온도 저하를 방지하도록 발열체(620a와 620l)의 저항값이 조절될 수 있다.

전극(642)(642a 내지 642g)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 전극(642)은 발열체(620)의 길이 방향과 직교하는 기판(610)의 폭 방향으로 연장한다. 본 실시예에서, 히터(600) 상에 형성된 도체 패턴 중에서, 발열체(620)와 접촉하는 단 하나의 영역만이 전극이라 지칭된다. 본 실시예에서 전극(642)은 발열체(620) 상에 적층된다. 전극(642)은 발열체(620)에 접속된 전극 중, 발열체(620)의 길이 방향 일단부로부터 셀 때 홀수 번째의 전극들이다. 전극(642)은 후술하는 배선(640) 등을 통해 전원(110)의 일 접점(110a)에 접속되어 있다.

전극(652, 662)은, 상술한 도체 패턴의 일부이다. 전극(652, 662)은 발열체(620)의 길이 방향과 직교하는 기판(610)의 폭 방향으로 연장한다. 전극(652, 662)은 발열체(620)에 접속된 전극 중, 상술한 전극(642)이외의 전극이다. 즉, 본 실시예에서, 발열체(620)의 길이 방향 일단부로부터 셀 때, 짝수 번째 전극들이다.

즉, 전극(642)과 전극(662, 652)은 발열체의 길이 방향으로 교대로 배열된다. 전극(652, 662)은 후술하는 대향 배선(650, 660)을 통해 전원(110)의 다른 접점(110b)에 접속되어 있다.

전극(642) 및 대향 전극(652, 662)은 발열체(620)에 급전을 위한 전극부로서 기능한다. 본 실시예에서, 홀수 번째 전극들이 공통 전극(642)이고, 짝수 번째 전극들이 대향 전극(652, 662)이지만, 히터(600)의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 짝수 번째 전극들이 공통 전극(642)이고, 홀수 번째 전극들이 대향 전극(652, 662)일 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 발열체(620)에 접속된 모든 대향 전극 중에 4개가 대향 전극(652)이다. 본 실시예에서, 발열체(620)에 접속된 모든 대향 전극 중에 2개가 대향 전극(662)이다. 그러나, 대향 전극의 배당은 본 실시예에 한정되지 않고, 히터(600)의 발열 폭에 따라서 변경될 수 있다. 예를 들어, 대향 전극(652)이 2개, 대향 전극(662)이 4개일 수 있다.

제1 급전선으로서 공통 배선(640)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 배선(640)은 기판의 일단부측(610d)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라 기판의 일 단부측(610a)을 향해 연장한다. 배선(640)은 발열체(620)(620a 내지 620l)에 접속된 전극(642)(642a 내지 642g)에 접속되어 있다. 본 실시예에서, 전극을 전기 접점과 접속하는 도체 패턴이 배선이라 지칭된다. 즉, 기판(610)의 폭방향으로 연장하는 영역도 배선의 일부이다. 배선(640)은 후술하는 전기 접점(641)에 접속되어 있다. 본 실시예에서, 절연 코트층(680)의 절연을 보증하기 위해, 배선(640)과 각 전극 사이에 400 ㎛의 간극이 제공된다.

제2 급전선으로서 대향 배선(650)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 배선(650)은 기판의 타단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 일 단부측(610a)을 향해 연장한다. 배선(650)은 전극(652)(652a 내지 652d)과 접속되며, 이 전극들은 순차적으로 발열체(620)(620c 내지 620j)와 접속된다. 대향 배선(650)은 후술하는 전기 접점(651)에 접속되어 있다.

대향 배선(660)(660a, 660b)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 제3 급전선(제2 급전선)으로서 배선(660a)은 기판의 타단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 기판의 일단부측(610a)을 향해 연장한다. 배선(660a)은 발열체(620)(620a, 620b)에 접속된 전극(662a)에 접속되어 있다. 배선(660a)은 후술하는 전기 접점(661a)에 접속되어 있다. 제4 급전선(제3 급전선)으로서 배선(660b)은 기판의 타단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 기판의 일단부측(610a)을 향해 연장한다. 배선(660b)은 발열체(620)에 접속된 대향 전극(662b)에 접속되어 있다. 배선(660b)은 후술하는 전기 접점(661b)에 접속되어 있다. 본 실시예에서, 절연 코트층(680)의 절연을 보증하기 위해, 400㎛의 간극이 공통 전극(642)과 배선(660a) 사이에 제공된다. 또한, 배선(660a, 650) 사이 및 배선(660b, 650) 사이에 100㎛의 간극이 제공된다.

공통 배선(640)과 대향 배선(650, 660)이 상세히 후술된다.

통전 대상 부분으로서의 전기 접점(641),(651),(661)(661a, 661b)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 각 전기 접점(641, 651, 661)은 후술하는 통전부(급전부)로서의 커넥터(700)로부터의 급전을 확실하게 받을 수 있게 2.5mm x 2.5mm 이상의 면적을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 전기 접점(641, 651, 661)은 기판(610)의 길이 방향으로 측정된 길이가 3mm이고, 기판(610)의 폭 방향으로 측정된 길이가 2.5mm 이상이다. 전기 접점(641, 651, 661a, 661b)은 기판(610)의 길이 방향으로 4 mm의 간격으로 발열체(620)를 초과하여 기판의 일 단부측(610a)에 배치된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 전기 접점(641, 651, 661a, 661b)이 있는 부위에는 절연 코트층(680)이 설치되어 있지 않아서 전기 접점이 노출된다. 전기 접점(641, 651, 661a, 661b)은 기판(610)의 길이 방향에 관해 벨트(603)의 가장자리를 초과하여 돌출하는 영역(610a)에서 노출된다. 그로 인해, 전기 접점(641, 651, 661a, 661b)은 커넥터(700)와 전기적으로 접촉하여 그와 전기 접속을 형성할 수 있다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해 배선(640, 650)을 거쳐 전기 접점(641)과 전기 접점(651)의 사이에 전압이 인가된 경우, 전극(642)(642b 내지 642f)과 전극(652)(652a 내지 652d)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620c, 620d, 620e, 620f, 620g, 620h, 620i, 620j)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접한 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 실질적으로 반대이다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해, 배선(640, 660a)을 거쳐 전기 접점(641)과 전기 접점(661a)의 사이에 전압이 인가된 경우, 전극(642a 내지 642b)과 전극(662a)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620a, 620b)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접한 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 반대이다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해, 전기 접점(641)과 전기 접점(661b)의 사이에 전압이 인가된 경우, 공통 배선(640) 및 대향 배선(660b)을 통해 전극(642f 및 642g)과 전극(662b)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620k, 620l)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접하는 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 반대이다.

이러한 방식으로, 발열체(620)의 일부에 선택적으로 통전할 수 있다.

[커넥터]

정착장치(40)에 사용되는 커넥터(700)에 대해서 그 구성을 상세하게 설명한다. 본 실시예의 커넥터(700)는 히터(600)에 설치되는 것으로 히터(600)에 전기적으로 접속된다. 커넥터(700)는 전기 접점(641)에 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(710)과, 전기 접점(651)에 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(730)를 구비하고 있다. 또한, 커넥터(700)는 전기 접점(661a)에 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(720a)와, 전기 접점(661b)에 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(720b)를 구비하고 있다. 또한, 커넥터(700)는 콘택트 단자(710, 720a, 720b, 730)를 일체로 유지하는 하우징(750)을 구비하고 있다. 콘택트 단자(710)는 케이블(도시하지 않음)에 의해, 스위치(SW643)에 접속되고 있다. 콘택트 단자(720a)는 케이블(도시하지 않음)에 의해, 스위치(SW663)에 접속되고 있다. 콘택트 단자(720b)는 케이블(도시하지 않음)에 의해, 스위치(SW663)에 접속되고 있다. 콘택트 단자(730)는 케이블(도시하지 않음)에 의해, 스위치(SW653)에 접속되고 있다. 벨트(603)와 접촉하지 않도록, 히터(600)의 벨트(603) 외부로 연장하는 영역을 커넥터(700)가 개재하는 것에 의해, 각 콘택트 단자가 각 전기 접점에 전기적으로 접속된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 접점(641)이 SW643에 접속되고, 전기 접점(661a)가 SW663에 접속되고, 전기 접점(661b)가 SW663에 접속되고, 전기 접점(651)이 SW653에 접속된다.

[히터에 대한 급전]

히터(600)에 대한 급전 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예의 정착장치(40)는 시트 P의 폭 사이즈에 따라서 히터(600)로의 급전을 제어함으로써, 히터(600)의 발열 영역의 폭 사이즈를 변경가능하다. 이러한 구조에서, 열이 시트 P에 효율적으로 공급될 수 있다. 본 실시예의 정착장치(40)에서, 정착 장치(40)의 중심과 시트 P의 중심이 정렬된 상태로 시트 P가 급송되며, 따라서, 발열 영역도 중앙부로부터 연장한다. 히터(600)로의 급전에 대해서 도면과 연계하여 상세하게 설명한다.

전원(110)은 히터(600)에 전력을 공급하기 위한 회로이다. 본 실시예에서는 실효값(단상교류)이 100V의 상용 전원(교류 전원)을 사용하고 있다. 본 실시예의 전원(110)은 다른 전위를 갖는 전원 접점(110a)과 전원 접점(110b)을 구비하고 있다. 히터(600)에 전력을 공급하는 기능을 갖고 있으면, 전원(110)은 직류 전원이어도 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)를 제어하기 위해서 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.

스위치(SW643)는 전원 접점(110a)과 전기 접점(641)의 사이에 설치된 스위치(릴레이)이다. 스위치(SW643)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110a)과 전기 접점(641) 사이를 접속하거나 접속해제한다. 스위치(SW653)는 전원 접점(110b)과, 전기 접점(651)의 사이에 설치된 스위치이다. 스위치(SW653)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110b)과 전기 접점(651) 사이를 접속하거나 접속해제한다. 스위치(SW663)는 전원 접점(110b)과, 전기 접점(661)(661a, 661b)의 사이에 설치된 스위치이다. 스위치(SW663)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110b)과 전기 접점(661)(661a, 661b) 사이를 접속하거나 접속해제한다.

제어 회로(100)가 작업의 실행 지시를 수신할 때, 제어 회로(100)는 정착 처리에 사용되는 시트 P의 폭 사이즈 정보를 취득한다. 시트 P의 폭 사이즈 정보에 따라서, 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)의 온/오프 조합이 제어되어 발열체(620)의 발열 폭이, 시트 P를 가열 처리하기에 적합한 발열 폭이 되게 한다. 이때, 제어 회로(100), 전원(110), 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663) 및 커넥터(700)는 히터(600)에 급전하는 전력(에너지) 급전 수단(급전부)으로서 기능한다.

시트 P가 대사이즈(장치에 도입가능한 최대 사이즈)인 경우, 즉, A3 사이즈 시트가 길이방향으로 급송되거나 A4 사이즈가 가로배향 형태로 급송되는 경우, 시트 P의 폭 사이즈는 297mm이 된다. 그로 인해, 제어 회로(100)는 발열체(620)의 발열 폭 B(도 5)를 제공하도록 급전을 제어한다. 이를 위해, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653) 및 스위치(SW663) 모두를 온 상태가 되게 한다. 그 결과, 히터(600)에는 전기 접점(641, 661a, 661b, 651)을 통해 전력이 공급되고, 그래서 발열체(620)의 12개 소구간 모두가 발열한다. 이때, 히터(600)는 297mm의 시트 P에 맞도록 320mm의 영역에 걸쳐 균일하게 발열한다.

시트 P의 사이즈가 소사이즈(최대 폭 크기보다 사전결정된 폭만큼 좁음)인 경우, 즉, A4 사이즈 시트가 길이방향으로 급송되거나 A5 사이즈 시트가 가로배향 형태로 급송되는 경우, 시트 P의 폭은 210mm이 된다. 따라서, 제어 회로(100)는 발열체(620)의 발열 폭 A(도 5)를 제공한다. 따라서, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653)를 온 상태로 하고, 스위치(SW663)를 오프 상태로 한다. 그 결과, 히터(600)에는 전기 접점(641, 651)을 통해 급전이 행하여져, 12개 발열체(620) 중 8개의 소 구간만이 발열한다. 이때, 히터(600)는 210mm의 시트 P에 맞도록 213mm영역에 걸쳐 균일하게 발열한다. 히터(600)가 발열폭 A의 발열을 실행하는 경우 히터(600)의 비발열 영역은 비발열부 C라 지칭된다. 히터(600)가 발열폭 B의 발열을 실행하는 경우, 히터(600)의 비발열 영역은 비발열부 D라 지칭된다.

[공통 배선 및 대향 배선의 폭]

공통 배선(640)과 대향 배선(650, 660)(이하, 이들 배선의 구별이 불필요한 경우, 공통 배선(640)과 대향 배선(650, 660)을 합쳐서 급전선(전력 급전선)이라 칭함)의 폭에 관해서 상세히 설명한다. 도 7은 배선 폭, 전류 및 소비 전력의 관계를 예시한다.. 도 8은 히터(600)의 회로도(도 4의 등가 회로도)이다. 도 9는 히터(600)에 흐르는 전류를 도시하는 도면이다. 도 10은, 본 실시예의 효과를 설명하는 설명도이다.

본 실시예와 같이, 시트 P의 폭 사이즈에 따라서 발열 영역을 바꾸는 히터(600)에서, 시트 P가 통과하지 않는 영역에서의 히터(600)의 발열이 억제된다. 그 때문에 히터(600)는 정착 처리에 불필요한 발열량이 적고, 따라서, 히터(600)가 에너지(전력) 효율이 우수하다는 특징을 갖는다. 그러나, 이러한 히터(600)에서 제어가능한 발열은 발열체(620)의 발열만이다. 그로 인해, 발열체(620) 이외의 부분에서 발열이 발생한 경우, 그 발열은 정착 처리에 불필요한 발열이 되는 우려가 있다.

불필요한 발열로서는 급전선에서 발생하는 발열을 들 수 있다. 배선(640)이나 배선(650, 660) 등의 급전선은, 적지 않게 저항을 가지며, 그래서, 전류가 흐르면 적지 않게 발열한다. 또한, 급전선이 발열했을 경우, 그 발열은 정착에 기여하지 않는 발열이 되므로, 이에 대응하여 전력이 쓸모없이 소비된다. 정착에 기여하기 어려운 발열은 예를 들어 히터(600)의 길이 방향 단부에서의 시트 P가 통과하지 않는 영역의 발열 또는 기판(610)의 폭 방향에서 발열체(620)를 중심으로 하는 4mm의 영역보다도 외측의 영역(닙부 N으로부터 이격된 영역)의 발열이다. 따라서, 히터(600)가 소비하는 전력을 효율적으로 정착 처리에 사용하기 위해서는, 급전선에서의 전력 소비를 억제하는 것이 바람직하다.

급전선의 전력 소비를 억제하는 방법으로서는, 급전선의 저항의 감소를 들 수 있다. 도선의 저항 r은 다음의 식에서 나타낼 수 있다.

저항 r = ρ x L/(w x t)

ρ:비저항, L:선 길이, w:선 폭, t:선 두께

여기서, 선 폭 w 이외의 조건이 동일한 선 폭이 상이한 2개 도선에 대하여 각각 급전을 행하면, 도 7에 도시한 바와 같은 관계가 얻어진다. 즉, 도 7에서 나타내는 대로, 전류와 소비 전력의 사이에는, 전류가 커질수록 소비 전력이 커져가는 관계가 있다. 또한, 동일한 크기의 전류를 흘렸을 경우에 대해서, 폭이 2mm의 도선과 폭이 0.7mm의 도선에서의 소비 전력을 비교해 보면, 폭이 0.7mm의 도선보다도 폭이 2mm의 도선쪽이 소비 전력 양이 작은 것을 이해할 수 있다.

그 때문에 히터(600)는 급전선의 폭을 굵게 해서 저항을 저하시킴으로써 급전선의 전력 소비를 억제하는 것이 바람직하다. 그러나, 모든 급전선의 폭을 굵게 했을 경우, 굵은 급전선을 배치하기 위한 공간이 기판(610)상에 요구되며, 따라서, 기판(610)의 크기가 대형화된다는 문제가 있다. 특히, 원래의 치수가 짧은 기판(610)의 폭 사이즈에 대한 급전선의 폭 변화의 영향이 현저하다.

따라서, 급전선은, 적절한 굵기로 설치되는 것이 바람직하다. 그로 인해, 급전선은 급전선에 흐르는 전류의 크기에 따라서 굵기가 상이한 것이 바람직하다. 상세하게는, 급전선에서, 큰 전류가 흐르는 도선은 그 폭을 굵게 설치하는 것이 바람직하고, 작은 전류가 흐르는 도선은 그 폭을 작게 설치하는 것이 바람직하다.

히터(600)의 급전선은 배선(650, 660a, 660b)을 통해 흐르는 전류의 총전류가 배선(640)의 일부 도선에 집중해서 흐르도록 구성된다. 그 때문에 배선(640)의 일부 도선은 급전선의 다른 부분에 비하여 전력을 소비하기 쉽다. 그로 인해, 전류가 집중해서 흐르는 일부의 도선은 전기 저항이 작은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 배선(640)의 일부 도선 폭을 굵게 함으로써 배선 저항을 낮게 하고, 이 부분에서의 전력의 소비를 억제하고 있다. 한편으로, 배선(650, 660)에 관하여서는 가장 전류가 집중하는 도선에서도, 전술한 배선(640)의 일부 도선에 흐르는 전류보다도 전류량이 작다. 그로 인해, 본 실시예에서는 배선(650, 660)의 기판 길이 방향을 따라서 연장하는 도선의 폭을 그 전역에서 전술한 배선(640)의 일부 도선 폭보다도 작게(얇게) 형성한다. 따라서, 본 실시예에서는, 대략 평행하게 배열하는 배선(650, 660)의 도선을 기판의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있고, 그래서, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 확대를 억제할 수 있다. 배선 저항의 조정 방법은 이것만에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 배선(640, 650, 660)의 선 두께를 20㎛ 내지 30㎛ 정도로 증가시킬 수도 있다. 배선의 두께 조정은, 스크린인쇄에서 반복적 코팅을 수행함으로써 실현가능하다. 그러나, 스크린인쇄의 공정 수를 적게 할 수 있는 점에서, 본 실시예의 구성이 사용되는 것이 바람직하다. 이 후의 설명에서, 배선의 선 폭이 굵은 것은 배선의 단면적이 큰 것을 나타내고, 전극의 선 폭이 좁은(얇은) 것은 전극의 단면적이 작은 것을 나타낸다. 이하, 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

본 실시예의 히터(600)의 급전선 구성에 대해서 설명한다. 도 8에서, 저항 R은 각 발열체(620a 내지 620l)의 저항을 나타내고 있다. 또한, 도 8에서 저항 r1 내지 r13은 급전선을 구성하는 각 도선의 저항을 나타내고 있다. 상세하게는, 전기 접점(641)로부터 전극(642a)으로 분기되는 지점까지 연장하는 도선의 저항이 r1이다. 전극(642a)으로 분기되는 지점으로부터 전극(642b)으로 분기되는 지점까지 연장하는 도선의 저항이 r2이다. 즉, 전극(642a)과 전극(642b)간의 도선의 저항이 r2이다. 이하 마찬가지로, 각 도선이 설명된다. 전극(642b)과 전극(642c)간의 도선의 저항이 r3이다. 전극(642c)과 전극(642d)간의 도선의 저항이 r4이다. 전극(642d)과 전극(642e)간의 도선의 저항이 r5이다. 전극(642e)과 전극(642f)간의 도선의 저항이 r6이다. 전극(642f)과 전극 642g간의 도선의 저항이 r7이다.

배선(660a)의, 전기 접점(661a)로부터 연장해서 전극(662a)에 접속할 때까지의 도선의 저항이 r8이다. 배선(650)의, 전기 접점(651)로부터 연장해서 전극(652a)으로 분기하는 지점까지의 도선의 저항이 r9이다. 또한, 배선(650)에서, 전극(652a)과 전극(652b)간의 도선의 저항이 r10, 전극(652b)과 전극(652c)간의 도선의 저항이 r11, 전극(652c)과 전극(652d)간의 도선의 저항이 r12이다.

배선(660b)의, 전기 접점(661b)로부터 연장해서 전극(662b)에 접속할 때까지의 도선의 저항이 r13이다.

급전선에 흐르는 전류의 관계에 대해서 도 9를 사용해서 설명한다. 도 9에서, 배선(640)에 흐르는 전류를 i1 내지 i7, 배선(650, 660)에 흐르는 전류를 i8 내지 i13으로 나타내고 있다. 상세하게는, 배선(640)에서, 저항 r1의 도선 전류가 i1, 저항 r2의 도선 전류가 i2, 저항 r3의 도선 전류가 i3, 저항 r4의 도선 전류가 i4, 저항 r5의 도선 전류가 i5, 저항 r6의 도선 전류가 i6, 저항 r7의 도선 전류가 i7이다. 또한, 배선(660a)의 저항 r8의 도선 전류가 i8이다. 또한, 배선(650)에서, 저항 r9의 도선 전류가 i9, 저항 r10의 도선 전류가 i10, 저항 r11의 도선 전류가 i11, 저항 r12의 도선 전류가 i12이다. 또한, 배선(660b)의 저항 r13의 도선 전류가 i13이다.

이러한 히터(600)에서, 발열체(620)로부터 전기 접점(641)을 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(640)의 저항 r1의 도선에는, 발열체(620a 내지 620l)로부터 합류한 전류 i1이 흐른다. 이때, 배선(640)의 각 도선에 흐르는 전류의 크기는 i1>i2>i3>i4>i5>i6>i7의 관계가 된다. 저항 r1의 도선에 가장 큰 전류가 흐른다.

또한, 이러한 히터(600)에서, 발열체(620)로부터 전기 접점(651)을 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(650)의 저항 r9의 도선에는, 발열체(620c 내지 620i)로부터 합류한 전류 i9가 흐른다. 이때, 배선(650)의 각 도선에 흐르는 전류의 크기는 i9>i10>i11>i12의 관계가 된다.

또한, 이러한 히터(600)에서, 발열체(620)로부터 전기 접점(661a)를 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(660a)의 저항 r8의 도선에는, 발열체(620a, 620b)로부터 합류한 전류 i8이 흐른다.

또한, 히터(600)에서, 발열체(620)로부터 전기 접점(661b)를 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(660b)의 저항 r13의 도선에는, 발열체(620k, 620l)로부터 합류한 전류 i13이 흐른다.

또한, i1=i8+i9+i13의 관계로부터 전류 i1은 전류 i8, i9, i13보다도 크다. 그로 인해, 저항 r1의 도선은, 저항 r8의 도선, 저항 r9의 도선, 저항 r13도선보다도 그 폭을 굵게 하는 것이 바람직하다. 환언하면, 저항 r8의 도선, 저항 r9의 도선, 저항 r13도선은, 저항 r1의 도선보다도 그 폭을 가늘게 하는 것이 바람직하다. 즉, 발열체 620부터 전기 접점을 향하는 전류가 배선(650)에 흐를 때에 배선(650)의 발열체(620c 내지 620j)로부터 합류한 전류가 흐르는 도선에서의 폭 방향의 폭은 다음과 같다. 즉, 이 폭은, 발열체(620)로부터 전기 접점을 향하는 전류가 배선(640)에 흐를 때에 배선(640)의 발열체(620)로부터 합류한 전류가 흐르는 도선의 폭 방향의 폭보다도 좁다.

따라서, 본 실시예에서는, 배선(640)의 기판 길이 방향을 따라서 연장하는 도선의 폭이 2.0mm으로 설정되었다. 이 도선으로부터 연장하고 전극(642)으로 분기되는 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 도선의 폭을 0.4mm으로 했다. 또한 본 실시예에서는, 배선(650, 660)의 기판 길이 방향을 따라서 연장하는 도선의 폭을 0.7mm으로 했다. 기판의 짧은 방향을 따라 이 도선으로부터 연장하고 전극(642)으로 분기되는 도선의 폭을 0.4mm으로 했다. 이들 도선은 저항의 변동을 억제하기 위해서 가능한 그 전역에서 균일한 선 폭인 것이 바람직하다. 그런데, 이들 도선은 제조상의 정밀도에 의해 국소적으로는 그 선 폭에 0.1m 미만의 오차를 발생할 수 있다. 그러나, 도선의 전역에서 그 선 폭을 평균해가면 평균은 원하는 선 폭에 근접한다. 그 때문에 도선은 원하는 저항을 얻을 수 있다. 급전선의 저항률ρ는 0.00002 Ω·mm, 급전선의 높이 h는 10㎛으로 했다. 급전선의 각 도선의 저항값을 도출하면 다음과 같은 결과가 얻어진다. 즉, r1은 0.47Ω, r2와 r3과 r4와 r5와 r6과 r7은 0.53Ω, r8은 0.173Ω, r9는 0.227Ω, r10과 r11과 r12는 0.153Ω, r13은 0.933Ω다.

각 발열체(620)의 저항 R은 120Ω며, 발열체(//620a 내지 620l)의 합성 저항은 10Ω다. 따라서, 히터(600)에 100V의 전압을 인가한 경우, 히터(600)의 소비 전력은 이상적으로는 1000W이다.

상술한 구성의 급전선을 갖는 히터(600)에 대하여, 발열 영역이 발열 폭 B가 되게 100V의 급전을 행한 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1은 급전선의 각 도선에서의 저항과 전류와 소비 전력을 나타낸다. 표 1에 의하면, 저항 r1의 도선에 흐르는 전류 i1은 9.67A이며, 급전선에 흐르는 전류에서 가장 큰 값이 되고 있다. 그러나, 본 실시예의 배선(640)은 그 폭이 2.0mm로 굵게 설치되어 있기 때문에, 저항 r1은 0.047Ω의 낮은 값이 된다. 그로 인해, 저항 r1의 도선에서의 소비 전력은 4.39W로 낮게 억제되고 있다. 이 소비 전력의 값은, 히터(600)이 이상적인 소비 전력인 1000W의 1%(10W) 미만이며, 이 값은 충분히 낮은 값라고 말할 수 있다. 본 실시예에서는, 배선(650, 660)의 각 도선에서의 소비 전력이, 저항 r1의 도선과 마찬가지로 10W 미만으로 되도록, 배선(650, 660) 각각의 폭을 정하고 있다. 즉, 배선(650, 660)의 각 도선에서 가장 큰 전류는 i9에 6.41A이지만, 저항 r9의 도선의 소비 전력은 9.3W이며 10W 보다 낮다.

표 1

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저항(Ω) 전류(A) 전력(W)

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r1 0.047 i1 9.67 4.39

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r2 0.053 i2 8.84 4.17

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r3 0.053 i3 7.21 2.78

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r4 0.053 i4 5.6 1.67

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r5 0.053 i5 4 0.85

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r6 0.053 i6 2.4 0.31

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r7 0.053 i7 0.8 0.03

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r8 0.173 i8 1.65 0.5

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r9 0.227 i9 6.41 9.3

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r10 0.153 i10 4.8 3.5

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r11 0.153 i11 3.2 1.5

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r12 0.153 i12 1.6 0.4

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r13 0.933 i13 1.6 2.4

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따라서, 본 실시예에서는 저항 r1의 도선보다도 흐르는 전류가 작은 도선의 폭을 저항 r1의 도선 폭보다도 가늘게 하고 있다. 상세하게는, 배선(650), 배선(660a), 배선(660b)를 저항 r1의 도선보다도 가늘게(좁게)하고 있다. 여기서, 저항 r1의 도선보다도 배선(650)이 가는 것으로 상술했지만, 이것은, 배선(650)의 기판 길이 방향을 따른 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)이 저항 r1의 도선 폭에 대하여 균일하게 가늘다는 것을 의미한다. 즉, 배선(650)의 기판 길이 방향을 따른 도선의 폭은 2.0mm 미만이다. 따라서, 저항 r8의 도선 폭은 저항 r8의 도선의 길이 방향의 전역에서 2.0mm 미만이다.

또한, 저항 r1의 도선보다도 배선(660a)이 가는 것으로 상술했지만, 이것은 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따라서 연장한 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)이 저항 r1의 도선 폭에 대하여 균일하게 가는 것을 의미한다. 즉, 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭은 2.0mm 미만이다. 따라서, 저항 r9의 도선 폭은 저항 r9의 도선의 길이 방향의 전역에서 2.0mm 미만이다.

또한, 저항 r1의 도선보다도 배선(660b)이 가는 것으로 설명했지만, 이것은, 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따라서 연장한 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)이 저항 r1의 도선 폭에 대하여 균일하게 가는 것을 의미한다. 즉, 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭은 2.0mm 미만이다. 따라서, 저항 r13의 도선 폭은 저항 r13의 도선의 길이 방향의 전역에서 2.0mm 미만이다.

이와 같은 구성에 의해, 본 실시예에서는, 기판(610)의 폭 방향으로 배열되는 급전선의 배치 공간을 절약할 수 있다. 그 때문에, 기판(610)의 폭 방향 확대를 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 히터(600)는 기판의 폭 방향에서, 배선(650, 660)의 폭이 0.7mm이며, 배선(640)의 폭이 2.0mm이다. 따라서, 배선(640) 및 배선(650, 660a, 660b)의 선 폭을 합계하면 4.1mm이 된다. 이 급전선을 기판(610)의 폭 방향으로 배열해서 배치하는 경우, 발열체(620)의 폭과 배선간의 간격을 고려하면, 기판(610)의 폭 길이는 10mm이 된다. 또한, 히터(600)가 배선(640)에서 소비하는 전력의 합계는 14.2W이며, 배선(650, 660)에서 히터(600)가 소비하는 전력의 합계는 17.6W이다. 즉, 히터(600)가 급전선에서 소비하는 전력은 31.8W이다.

본 실시예의 효과를 검증하기 위해서, 비교예와의 비교를 행한다. 비교예 1은, 히터(600)에서, 급전선의 폭을 일률적으로 0.7mm(본 실시예의 배선과 동일한 폭)로 했을 경우의 예이다. 비교예 2는, 히터(600)에서, 급전선의 폭을 일률적으로 2.0mm(본 실시예의 배선과 동일한 폭)로 했을 경우의 예이다. 비교예 3은, 히터(600)에서, 급전선의 폭을 일률적으로 1.025mm(각 선 폭의 합계가 본 실시예와 동일한 4.1mm)로 했을 경우의 예이다.

비교예 1의 히터(600)에 100V를 인가한 경우, 배선(640)로 소비하고 있는 전력의 합계는 41W이며, 배선(650, 660)로 소비하고 있는 전력의 합계는 17.6W이다. 따라서, 본 실시예에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 비하여 배선(640)에서 소비하는 전력이 약 1/3로 저감된다. 또한, 급전선에서 소비하는 전력의 합계는 58.6W이다. 즉, 본 실시예는, 비교예 1과 비교해서 급전선에서 소비하는 전력이 작다.

또한, 비교예 2의 히터(600)에 100V를 인가한 경우, 배선(640)에서의 소비 전력을 실시예 1과 마찬가지로 저감할 수 있다. 그런데, 비교예 2의 배선(640)과 배선(650, 660a, 660b)의 선 폭의 합계는 8mm이다. 그로 인해, 비교예 2에서는 기판(610)의 폭 방향이 있어서의 길이가 13.9mm이 되고, 실시예 1에 10mm보다도 커진다. 즉, 본 실시예는, 비교예 2와 비교해서 기판(610)의 폭 방향 사이즈를 작게 할 수 있다.

또한, 비교예 3에서는, 급전선의 각선 폭의 합계가 실시예 1과 마찬가지로 4.1mm로 된다. 그리고, 기판(610)의 폭 길이가 실시예 1과 마찬가지로 10mm이 된다. 그러나, 비교예 3과 실시예 1에서는, 히터(600)에 전압을 인가한 경우에 급전선에서 소비하는 전력에 차가 발생한다. 비교예 3의 히터(600)에 100V의 전압을 인가한 경우, 히터(600)가 배선(640)에서 소비하는 전력의 합계는 27W이며, 배선(650, 660)에서 소비하는 전력의 합계는 12W이다. 즉, 비교예 3의 히터(600)가 급전선에서 소비하는 전력은 39W이다. 따라서, 본 실시예는, 비교예 3과 비교해서 급전선에서의 소비 전력을 저감할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 확대를 억제하면서도, 급전선에서의 전력 소비를 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 것 같이, 본 실시예에서는, 히터(600)에서, 저항 r1의 도선 폭을 저항 r8의 도선, 저항 r9의 도선, 저항 r13도선의 폭보다도 굵게 하고 있다. 그로 인해, 저항 r1의 도선에서의 전력 소비(발열)를 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 큰 전류가 흐르는 도선의 저항을 우선적으로 저하시킴으로써 급전선에서의 전력 소비를 저감하고 있다.

저항 r1의 도선은 히터(600)의 시트 P가 통과하지 않는 영역에 위치하고 있다. 그로 인해, 저항 r1의 도선에서 발생하는 열은 정착 처리를 불필요한 열이 되게 하기 쉽다. 즉, 저항 r1의 도선 발열을 억제함으로써, 히터(600)의 정착 처리에 불필요한 발열 정도를 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 정착 처리에 요구되는 히터(600)의 발열이 전력 효율적으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 배선(650, 660)의 폭을 배선(640)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(650, 660)을 기판(610)의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있다. 그로 인해, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 대형화를 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 즉, 작은 전류가 흐르는 도선의 폭을 가늘게 함으로써 기판(610)의 폭 방향 대형화를 억제할 수 있다. 그리고, 히터(600)의 비용 증대를 억제할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는, 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭이 2.0mm인 배선(640)을 예로 들어 설명했지만, 배선(640)의 형상은 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 17의 (a)와 같이, 전류가 집중하는 저항 r1의 도선 부분의 폭만을 2.0mm로 하고, 저항 r2 내지 r7에 상당하는 도선의 폭을 0.7mm으로해도 된다. 즉, 이때, (저항 r1의 도선 폭) > (저항 r2 내지 r7의 도선 폭)의 관계가 충족된다. 또한, (저항 r1의 도선 폭) > (저항 r2의 도선 폭) > (저항 r3의 도선 폭) > (저항 r4의 도선 폭) > (저항 r5의 도선 폭) > (저항 r6의 도선 폭) > (저항 r7의 도선 폭)의 관계가 충족되도록 배선(640)을 구성해도 된다. 즉, 배선(640)은, 전기 접점(641)으로부터의 거리가 증가함에 따라 좁아지는 폭을 가질 수도 있다. 이것은 배선(640)을 통해 흐르는 전류의 값이 전기 접점(641)로부터 더 많이 떨어진 위치에서 더 작은 경향이 있기 때문이다. 또한, 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이, 배선(640)의 전역 폭을 2.0mm로 설정해도 된다. 즉, 배선(640)의, 전극의 방향으로 분기해서 기판의 폭 방향에 연장하는 도선 부분의 폭을 2.0mm로 해도 된다. 배선(640)과 배선(650, 660)의 체적 저항률(비저항)이 실질적으로 동일하면 상이한 재료를 사용하고 있어도 본 실시예의 구성을 적용할 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2의 히터에 대해서 설명한다. 도 12는, 본 실시예에서의 히터(600)의 구성도이다. 도 13은, 본 실시예의 효과를 예시한다. 실시예 1에서는, 배선(650, 660)의 선 폭에 대하여 배선(640)의 선 폭을 굵게 하고 있다. 한편, 실시예 2에서는, 실시예 1의 구성 외에, 배선(660)의 선 폭에 대하여 배선(650)의 선 폭을 굵게 하고 있다. 상세하게는, 배선(650)에 접속하는 발열체(620)의 수가 배선(660)에 접속하는 발열체(620)의 수보다도 많고, 배선(660)에 흐르는 전류량에 비하여 배선(650)에 흐르는 전류량이 크기 때문이다. 또한, 흐르는 전류가 큰 배선(650)에서의 전력 소비가 억제된 실시예 2의 히터는, 실시예 1의 히터와 비하여 에너지(전력) 효율이 우수하다. 이러한 방식으로, 흐르는 전류의 크기(양)에 따라서 급전선의 굵기를 적절하게 설정함으로써, 히터(600)의 급전선에서의 발열을 억제하면서도, 기판(610)이 폭 방향으로 확장되는 것을 억제할 수 있다. 실시예 2에서는, 급전선에 관한 구성 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 구성된다. 그로 인해, 실시예 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 마찬가지인 부호를 붙이고, 간결성을 위해 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예 1에서는, 배선(640)과 배선(650, 660)의 급전선에 흐르는 전류의 크기 차이에 의거하여, 배선(640)의 선 폭에 대하여 배선(650, 660)의 선 폭을 균일하게 가늘게 했다. 그러나, 흐르는 전류의 크기는 배선들(650, 660) 간에도 상이하다. 실시예 1의 표 1에서 나타난 바와 같이, 배선(650)을 흐르는 가장 큰 전류는 6.71A이다. 배선(660a)을 흐르는 전류는 1.65A이다. 배선(660b)을 흐르는 전류는 1.6A이다. 이 전류의 크기 차이에는, 배선(650, 660)이 접속하는 발열체(620)의 수가 영향을 미치고 있다. 배선(650)은, 도 12에 도시한 바와 같이, 8개의 발열체(620c 내지 620j)에 접속되고 있다. 그로 인해, 발열체(620)로부터 전기 접점(651)을 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(650)의 저항 r9의 도선에는, 발열체(620c 내지 620j)로부터 합류한 전류 i9가 흐른다. 발열체(620c 내지 620j)는 배선(650)에 대하여 병렬 상태로 접속되고 있기 때문에, 그 합성 저항은 15Ω다.

또한, 배선(660a)은 2개의 발열체(620a, 620b)에 접속되고 있다. 그로 인해, 발열체(620)로부터 전기 접점(661a)을 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(660a)의 저항 r8의 도선에는, 발열체(620a, 620b)로부터 합류한 전류 i8이 흐른다. 발열체(620a, 620b)는 배선(660a)에 대하여 병렬 상태로 접속되고 있기 때문에, 그 합성 저항은 60Ω다.

또한, 배선(660b)은 2개의 발열체(620k, 620l)에 접속되고 있다. 그로 인해, 발열체(620)로부터 전기 접점(661b)를 향해서 전류가 흐를 경우, 배선(660b)의 저항 r13의 도선에는, 발열체(620k, 620l)로부터 합류한 전류 i13이 흐른다. 발열체(620k, 620l)은 배선(660b)에 대하여 병렬 상태에서 접속되고 있기 때문에, 그 합성 저항은 60Ω다.

그로 인해, 병렬로 접속된 배선(650, 660a, 660b)에서는, 배선(650)에 흐르는 전류의 크기가 가장 크다. 즉, 배선(650)이 가장 발열하기 쉽다. 그로 인해, 배선(650)의 저항을 내리기 위해서, 배선의 선 폭을 굵게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 배선(640)의 기판 긴 방향으로 연장하는 도선의 폭을 2.0mm으로 했다. 이 도선으로부터 연장하고 전극(642)으로 분기되는 기판의 폭 방향을 따른 도선의 폭을 0.4mm으로 했다. 또한, 본 실시예에서, 배선(650)의 기판 길이 방향으로 연장하는 도선의 폭을 1.5mm으로 했다. 이 도선으로부터 연장하고 전극(652)으로 분기되는 기판의 폭 방향을 따른 도선의 폭을 0.4mm으로 했다. 또한, 기판 길이 방향으로 연장하는 도선의 폭을 0.7mm으로 했다. 이 도선으로부터 연장하고 전극(662)으로 분기되는 기판의 폭 방향을 따른 도선의 폭을 0.4mm으로 했다.

급전선의 각 구간의 저항값을 도출하면 다음과 같은 결과가 얻어진다. 즉, r1은 0.47Ω, r2 내지 r7은 0.53Ω, r8은 0.173Ω, r9는 0.106Ω, r10 내지 r12는 0.0712Ω, r13은 0.933Ω다.

상술한 구성의 급전선을 갖는 히터(600)에 대하여, 발열 영역이 발열 폭 B가 되게 100V의 급전을 행한 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2는 급전선의 각 도선에서의 저항과 전류와 소비 전력이다. 표 2에 의하면, 저항 r9의 도선에 흐르는 전류 i9는 6.41A이며, 배선(650, 660)에 흐르는 전류에서 가장 큰 값이 되고 있다. 그러나, 본 실시예의 배선(650)은 그 폭이 1.5mm로 굵고, 그래서, 저항 r9는 0.106Ω의 낮은 값이 되고 있다. 그로 인해, 저항 r9의 도선에서의 소비 전력은 4.3W로 낮게 억제되고 있다. 이 소비 전력의 값은, 히터(600)의 이상적인 소비 전력인 1000W의 1%(10W) 미만이기 때문에, 충분히 낮은 값이라고 할 수 있다. 본 실시예에서는, 배선(660)의 폭은 배선(660a, 660b)의 각 도선에서의 소비 전력이 저항 r9의 도선의 경우와 유사하게 10W 미만으로 되도록 결정된다. 즉, 배선(650, 660)의 각 도선에서 가장 큰 전류는, i8에 1.65A이지만, 저항 r8의 도선 소비 전력은 0.5W이며 10W 미만이다.

표 2

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저항 (Ω) 전류 (A) 전력 (W)

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r1 0.047 i1 9.67 4.39

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r2 0.053 i2 8.84 4.17

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r3 0.053 i3 7.21 2.78

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r4 0.053 i4 5.6 1.67

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r5 0.053 i5 4 0.85

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r6 0.053 i6 2.4 0.31

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r7 0.053 i7 0.8 0.03

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r8 0.173 i8 1.65 0.5

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r9 0.106 i9 6.41 4.3

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r10 0.071 i10 4.8 1.6

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r11 0.071 i11 3.2 0.7

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r12 0.071 i12 1.6 0.2

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r13 0.933 i13 1.6 2.4

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따라서, 본 실시예에서는 저항 r9의 도선보다도 흐르는 전류가 작은 급전선의 폭을 저항 r9의 도선 폭보다도 가늘게 하고 있다. 상세하게는, 배선(660a)과 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따른 도선에서의 기판의 폭 방향 폭을 저항 r9의 도선보다도 가늘게(좁게)하고 있다. 또한, 저항 r9의 도선보다도 배선(660a)이 가는 것으로 상술했지만, 이것은, 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따라서 연장한 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)이 저항 r9의 도선 폭에 대하여 균일하게 가는 것을 의미한다. 즉, 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭은 1.5mm 미만이다. 따라서, 저항 r9의 도선 폭도 저항 r9의 도선의 길이 방향의 전역에서 1.5mm 미만이다.

또한, 저항 r9의 도선보다도 배선(660b)가 가는 것으로 상술했지만, 이것은, 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따라서 연장한 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)이 저항 r9의 도선 폭에 대하여 균일하게 가는 것을 의미한다. 즉, 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭은 1.5mm 미만이다. 따라서, 저항 r13의 도선 폭도 저항 r13의 도선의 길이 방향의 전역에서 1.5mm 미만이다.

이와 같은 구성에 의해, 본 실시예에서는, 기판(610)의 폭 방향에서 급전선을 평행하게 배열하여 배치하는 공간을 절약할 수 있다. 그로 인해, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 확대를 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 히터(600)는 배선(650)의 폭이 1.5mm이며, 배선(660)의 폭이 0.7mm이며, 배선(640)의 폭이 2.0mm이다. 그로 인해, 기판의 폭 방향에서의 선 폭의 합계는 4.9mm이다. 이 급전선을 기판(610)의 폭 방향으로 배열해서 배치하는 경우, 발열체(620)의 폭이나 배선간의 간격을 고려하면, 기판(610)의 폭 길이는 10.8mm이 된다. 또한, 히터(600)가 배선(640)에서 소비하는 전력의 합계는 14.1W이며, 히터(600)가 배선(650, 660)에서 소비하고 있는 전력의 합계는 7.1W이다. 즉, 본 실시예의 히터(600)가 급전선에서 소비하는 전력은 21.2W이다.

본 실시예의 효과를 검증하기 위해서, 비교예와의 비교를 행한다. 비교예 4는, 히터(600)에서, 급전선의 폭을 일률적으로 1.225mm(각 선 폭의 합계가 본 실시예와 마찬가지로 4.9mm)로 했을 경우의 예이다.

비교예 4에서는, 급전선의 각선 폭의 합계가 실시예 2과 마찬가지로 4.9mm로 된다. 또한, 기판(610)의 폭 길이가 실시예 2과 마찬가지로 10.8mm로 된다. 그러나, 비교예 4와 실시예 2에서는, 히터(600)에 전압을 인가한 경우에 급전선에서 소비하는 전력에 차가 발생한다. 비교예 4의 히터(600)에 100V의 전압을 인가한 경우, 히터(600)가 배선(640)에서 소비하는 전력의 합계는 27W이며, 배선(650, 660)에서 소비하는 전력의 합계는 12W이다. 즉, 비교예 4의 히터(600)가 급전선에서 소비하는 전력은 39W이다. 따라서, 본 실시예는, 비교예 4와 비교해서 급전선에서의 소비 전력을 저감할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따라서 기판(610)의 폭 방향 사이즈 확대를 억제하면서도, 급전선에서의 전력 소비를 억제할 수 있다.

또한 실시예 2에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 비교예 1보다도 히터(600)의 소비 전력이 적고, 비교예 2보다도 기판의 폭 방향 길이가 짧다. 또한, 실시예 2의 배선(650, 660)로 소비하는 전력은 비교예 1보다도 충분히 작다. 도 13에 도시한 바와 같이, 실시예 2의 히터(600)가 배선(650, 660)에서 소비하는 전력은, 비교예 1의 히터(600)가 배선(650, 660)에서 소비하는 전력의 약 1/2이다.

저항 r1의 도선은 히터(600)의 시트 P가 통과하지 않는 영역에 위치하고 있다. 그로 인해, 저항 r1의 도선에서 발생하는 열은 정착 처리에 불필요한 열이 되기 쉽다. 즉, 저항 r1의 도선 발열을 억제함으로써, 히터(600)의 정착 처리에 불필요한 발열을 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 정착 처리에 요구되는 발열을 높은 전력 효율로 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 배선(650, 660)의 폭을 배선(640)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(650, 660)을 기판(610)의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 배선(660)의 폭을 배선(650)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(660)을 기판(610)의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있다. 그로 인해, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 대형화를 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 작은 전류가 흐르는 도선의 폭을 가늘게 함으로써 기판(610)의 폭 방향 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 히터(600)의 비용 증대를 억제할 수 있다.

이상의 설명에서는, 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭이 1.5mm인 배선(650)을 예로 들어 설명했지만, 배선(650)의 형상은 이것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 전류가 집중하는 저항 r9의 도선 부분의 폭만을 1.5mm로 하고, 저항 r10 내지 r12에 상당하는 도선의 폭을 0.7mm으로해도 된다. 즉, 이때, (저항 r9의 도선 폭) > (저항 r10 내지 r12의 도선의 폭)의 관계가 된다. 또한, (저항 r9의 도선 폭) > (저항 r10의 도선 폭) > (저항 r11의 도선 폭) > (저항 r12의 도선 폭)의 관계를 충족하도록 배선(650)을 구성해도 된다. 즉, 배선(650)은 전기 접점(651)으로부터의 거리가 증가함에 따라 좁아지는 폭을 가질 수 있다. 이것은 배선(650)을 통해 흐르는 전류의 값이 전기 접점(651)로부터 더 먼 위치에서 더 작은 경향에 있기 때문에이다. 또한, 배선(650)의 전역 폭을 1.5mm으로서도 된다. 즉, 배선(650)의, 전극을 향해 분기되고 기판의 폭 방향으로 연장하는 도선 부분의 폭을 1.5mm으로해도 된다. 이러한 구성이어도 본 실시예로서 적용할 수 있다.

[실시예 3]

본 발명의 실시예 3의 히터에 대해서 설명한다. 도 12는, 본 실시예에서의 히터(600)의 구성도이다. 도 13은 본 실시예의 효과를 예시한다. 도 16은 실시예 3과 비교예 1에서의 히터(600)의 온도 분포의 상태를 도시하는 도면이다. 도 17에서, (a)는 첫번째 변형예의 구성을 설명하고, (b)는 두번째 변형예의 구성을 설명한다.

실시예 1에서는, 배선(650, 660)의 선 폭에 대하여 배선(640)의 선 폭을 굵게 하고 있다. 실시예 3에서는, 실시예 2의 구성 외에, 배선(660a)의 선 폭에 대하여 배선(660b)의 선 폭을 굵게 하고 있다.

상세하게는, 전기 접점(661b)와 발열체(620k, 620l)을 연결하는 배선(660b)의 경로길이가, 전기 접점(661a)와 발열체(620a, 620b)를 연결하는 배선(660a)의 경로보다도 길다. 그로 인해, 배선(660a)의 선 폭에 대하여 배선(660b)의 선 폭을 굵게 하고 있다. 그로 인해, 본 실시예의 정착장치(40)는, 실시예 2보다도 에너지(전력) 효율이 더 우수한 구성을 갖는다.

또한, 본 실시예에서는 배선(650, 660a, 660b)의 저항이 동일해지게 각 배선의 선 폭을 조절하고 있다. 그로 인해, 관련 전기 접점과 관련 전극 사이에서 소비되는 전력이 서로 근사해지고, 각 발열체에 실질적으로 동일한 전력을 공급할 수 있다. 따라서 히터(600)은 그 길이 방향에서 균일하게 발열할 수 있다. 즉, 배선에 의한 전압 강하에 기인하는 히터(600)의 발열 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 실시예 3은, 상술한 차이 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 구성된다. 그로 인해, 실시예 2와 마찬가지의 구성에 대해서는 마찬가지인 부호가 할당되고 간결성을 위해 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예 2에서는, 급전선에 흐르는 전류의 크기 차이로부터, 배선(650)의 선 폭에 대하여 배선(660a, 660b)의 선 폭을 가늘게 하고 있다. 또한, 배선(660a)과 배선(660b)에 흐르는 전류량이 대략 동일하기 때문에, 배선(660a)과 배선(660b)을 동일한 폭으로 하고 있다. 그러나, 배선(660a)과 배선(660b)이 소비하는 전력의 값은 서로 상이하다. 표 2에 의하면, 배선(660a)의 소비 전력이 0.5W인 것에 대해서 배선(660b)의 소비 전력은 2.4W가 되고 있다. 이 소비 전력의 차이는, 배선(660a)과 배선(660b) 사이의 경로길이 차이에 기인하고 있다. 즉, 배선(660b)은 배선(660a)보다도 그 경로길이가 길기 때문 저항이 커진다. 그로 인해, 배선(660b)의 선 폭은, 배선(660a)의 선 폭보다도 굵은 것이 바람직하다. 달리 말하면, 배선(660a)의 선 폭은, 배선(660b)의 선 폭보다도 가는 것이 바람직하다. 도선의 저항 r은 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

저항 r = ρ x L/(w x t)

ρ:비저항, L:선 길이, w:선 폭, t:선 두께

본 실시예에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 급전선의 길이 방향을 따른 도선의 폭을 배선(640)에서는 2.6mm, 배선(650)에서는 2.5mm, 배선(660a)에서는 0.08mm, 배선(660b)에서는 0.4mm으로 했다. 이들 도선으로부터 연장하고 전극(642, 652, 662)으로 분기되는 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 도선의 폭을 0.4mm으로 했다. 또한, 급전선의 저항률ρ는 0.00002 Ω·mm, 급전선의 높이 t는 10㎛이다. 또한, 전기 접점(661a)과 전극(662a)을 연결하는 배선(660a)의 경로길이는 67.7mm이다. 또한, 전기 접점(661b)와 전극(662b)를 연결하는 배선(660b)의 경로길이는 327.7mm이다. 이들을 바탕으로 급전선의 각 구간의 저항값을 도출하면 다음과 같은 결과가 얻어진다. 즉, R은 120Ω, r1은 0.036Ω, r2 내지 r7은 0.041Ω, r8은 1.518Ω, r9는 0.064Ω, r10 내지 r12는 0.043Ω, r13은 1.634Ω다. 상술한 구성의 급전선을 갖는 히터(600)에 대하여, 발열 영역이 발열 폭 B가 되게 100V의 급전을 행한 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3은 급전선의 각 도선에서의 저항과 전류와 소비 전력이다.

표 3

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저항(Ω) 전류 (A) 전력 (W)

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r1 0.036 i1 9.77 3.45

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r2 0.041 i2 8.96 3.30

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r3 0.041 i3 7.32 2.20

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r4 0.041 i4 5.68 1.33

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r5 0.041 i5 4.05 0.67

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r6 0.041 i6 2.42 0.24

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r7 0.041 i7 0.80 0.03

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r8 1.518 i8 1.63 4.0

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r9 0.064 i9 6.54 2.7

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r10 0.043 i10 4.90 1.0

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r11 0.043 i11 3.26 0.5

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r12 0.043 i12 1.63 0.1

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r13 1.634 i13 1.62 4.3

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따라서, 본 실시예에서는 배선(660b)보다도 경로길이가 짧은 배선(660a)의 폭을, 배선(660b)보다도 가늘게 하고 있다. 상세하게는, 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따른 도선에서의 기판의 폭 방향 폭(기판의 폭 방향 길이)을, 배선(660b)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭(기판의 폭 방향 길이)에 대하여 균일하게 가늘게(좁게)하고 있다. 즉, 배선(660a)의 기판의 길이 방향을 따른 도선의 폭은 0.4mm 미만이다.

또한, 본 실시예에서는, 배선(650, 660a, 660b)의 각 저항이 서로 동일하도록 각 선 폭을 조정하고 있다. 본 실시예에서는, 이와 같은 구성에 의해, 각 배선에서 소비하는 전력을 서로 근사하게 함으로써, 각 발열체에 공급하는 전력을 서로 근사해지게 할 수 있다.

여기서, 본 실시예의 효과를 검증하기 위해서, 비교예와의 비교를 행한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 배선(650, 660a, 660b)에서 소비하고 있는 전력은 각각 4.31W, 4.01W, 4.29W가 되며, 서로 근사하다. 한편, 비교예 1에서는, 배선(650, 660a, 660b)로 소비하고 있는 전력은 각각 5.8W, 0.17W, 2.42W가 되고, 각각의 대향 배선에 의해 소비하는 전력이 상이하다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 비교예 1과 비하여, 온도 분포의 변동(최대값과 최소값의 차)이 작은 것을 알 수 있다.

저항 r1의 도선은 히터(600)의 시트 P가 통과하지 않는 영역에 위치하고 있다. 그로 인해, 저항 r1의 도선에서 발생하는 열은 정착 처리에 불필요한 열이 되기 쉽다. 즉, 저항 r1의 도선 발열을 억제함으로써, 히터(600)의 정착 처리에 불필요한 발열을 저감할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 정착 처리에 요구되는 발열을 높은 전력 효율로 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 배선(650, 660)의 폭을 배선(640)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(650, 660)을 기판(610)의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 배선(660)의 폭을 배선(650)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(660)을 기판(610)의 폭 방향으로 좁은 공간에 배치할 수 있다. 따라서, 기판(610)의 폭 방향 사이즈 대형화를 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 작은 전류가 흐르는 도선의 폭을 가늘게 함으로써 기판(610)의 폭 방향 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 히터(600)의 비용 증대를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 배선(660a)의 폭을 배선(660b)의 폭보다도 가늘게 하고 있다. 그로 인해, 배선(650, 660a, 660b)의 소비 전력을 실질적으로 근사한 값으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 발열체의 길이 방향 온도 불균일의 발생을 억제할 수 있다.

(기타의 실시예)

본 발명은 상술한 실시예의 특정 치수에 한정되지 않는다. 치수는 상황에 따라 본 기술 분야의 숙련자에 의해 적절히 변경될 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 개념 내에서 변경될 수 있다.

히터(600)의 발열 영역은 시트 P가 그 중심이 정착 장치(40)의 중심에 정렬된 상태로 반송되는 것을 기준으로하는 상술한 예에 한정되지 않으며, 시트 P는 정착 장치(40)의 다른 시트 반송 기준으로 공급될 수도 있다. 그로 인해 예를 들어, 시트 반송 기준이 단부(-선) 반송 기준인 경우, 히터(600)의 발열 영역은 그 일 단부가 정착 장치의 단부와 정렬된 상태로 시트가 공급되는 경우에 맞도록 변경될 수 있다. 구체적으로는, 발열 영역 A에 대응하는 발열체가 발열체(620c 내지 620j)가 아니고, 발열체(620a 내지 620e)이어도 된다. 이런 배열에서, 작은 크기의 시트를 위한 것으로부터 큰 크기의 시트를 위한 것으로 발열 영역을 전환할 때, 발열 영역은 대향 단부들 양쪽 모두에서 확장되는 것이 아니라 대향 단부들 중 하나에서 확장된다.

히터(600)의 발열 영역의 패턴의 수는 2개에 한정되지 않는다. 예로서, 3개 이상의 패턴이 제공될 수 있다.

발열체(620)의 형성 방법은 실시예 1에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 실시예 1에서, 전극(642)과 전극(652, 662)은 기판(610)의 길이 방향으로 연장하는 발열체(620) 상에 적층된다. 그러나, 기판(610)의 길이 방향으로 전극을 배열해서 형성하고, 인접하는 전극간에 발열체(620a 내지 620l)를 형성할 수 있다.

전기 접점의 수는 3개 또는 4개에 한정되지 않는다. 예로서, 정착 장치에 요구되는 발열 패턴의 수에 따라서 5개 이상의 전기 접점이 제공될 수도 있다.

또한, 실시예 1의 정착 장치(40)에서, 모든 전기 접점이 기판(610)의 일 길이 방향 단부 측부에 배치되는 구성에 의해, 전력이 일 단부측부로부터 히터(100)로 공급되지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예로서, 저기 접점이 기판(610)의 다른 단부로부터 연장되는 영역에 배치되고 전력이 단부 부분 양쪽 모두로부터 히터(600)에 공급되는 구성을 갖는 정착 장치(40)도 사용될 수 있다.

전원(110)에 히터(600)를 연결하는 스위치의 배열 구성은 실시예 1의 것에 한정되지 않는다. 예로서, 도 12의 (a) 및 (b) 각각에 도시된 종래예에서와 같은 스위치 구성이 가능하다. 즉, 전기 접점과 전원 접점 사이의 극성(전위) 관계는 고정될 수도 고정되지 않을 수도 있다.

벨트(603)는 히터(600)에 의해 그 내면에서 지지되고, 롤러(70)에 의해 구동되는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 롤러에 둘레로 벨트가 연장하고 복수의 롤러 중 어느 하나에 의해 구동되는 소위 벨트 유닛 형태일 수 있다. 그러나, 저 열용량화의 관점에서 실시예 1 내지 4와 같은 구성이 바람직하다.

벨트(603)와 협력하여 닙부 N을 형성하는 부재는 롤러(70) 같은 롤러 부재에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이는 복수의 롤러 둘레로 연장되는 벨트를 포함하는 소위 가압 벨트 유닛일 수 있다.

프린터(1)인 화상 형성 장치는 풀컬러를 형성할 수 있는 화상 형성 장치에 한정되지 않고, 모노크롬의 화상을 형성하는 화상 형성 장치일 수 있다. 화상 형성 장치는 예로서, 필요한 장치, 장비 및 케이싱 구조를 추가함으로써 준비되는 복사기, FAX 및 이들 기능을 구비한 복합기 등일 수 있다.

화상 가열 장치는 시트 P 상에 토너 화상을 정착하기 위한 장치에 한정되지 않는다. 이는 반 정착 토너 화상을 완전 정착 화상으로 정착하기 위한 장치나 이미 정착된 화상을 가열하기 위한 장치일 수 있다. 따라서, 화상 가열 장치는 예를 들어 화상의 광택이나 표면 특성을 조절하는 표면가열 장치일 수 있다.

본 발명을 예시적 실시예를 참조로 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 이하의 청구범위의 범주는 모든 변형 및 균등 구조와 기능을 포함하는 가장 광범위한 해석에 준하여야 한다.

Claims

제1 단자 및 제2 단자를 구비하는 급전부와, 시트 상의 화상을 가열하기 위한 엔드리스 벨트를 포함하는 화상 가열 장치와 함께 사용할 수 있는 히터이며, 상기 히터는 상기 벨트를 가열하기 위해 상기 벨트와 접촉할 수 있고,
상기 히터는,
기판과,
상기 기판 상에 제공되고 상기 제1 단자와 전기 접속될 수 있는 제1 전기 접점과,
상기 기판 상에 제공되고, 상기 제2 단자와 전기 접속될 수 있는 복수의 제2 전기 접점과,
상기 제1 전기 접점에 전기 접속되는 제1 전극부들과 상기 제2 전기 접점들에 전기 접속되는 제2 전극부들을 포함하는 복수의 전극부로서, 상기 제1 전극부들과 상기 제2 전극부들은 상기 기판의 길이 방향으로 사전결정된 간격으로 교번적으로 배열되는, 복수의 전극부와,
상기 전극부들 중 인접한 전극부들 사이에 제공되어 상기 인접한 전극부들 사이를 전기 접속하는 복수의 발열부로서, 상기 인접한 전극부들 사이의 급전에 의해 발열할 수 있는 복수의 발열부와,
상기 제1 전기 접점과 상기 제1 전극부들을 전기 접속하도록 구성된 제1 배선부와,
상기 복수의 제2 전기 접점 중 하나와 상기 제2 전극부들 중 일부를 전기 접속하도록 구성된 제2 배선부를 포함하고,
상기 제1 전극부들로부터 상기 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 상기 제1 전극부들을 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 상기 제1 배선부의 일부의 단면적은, 상기 제2 전극부들의 상기 일부로부터 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나를 향해 전류가 흐를 때 상기 제2 전극부들의 상기 일부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 상기 제2 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 히터.
제1항에 있어서, 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나와는 다른 제2 전기 접점과 상기 제2 전극부들의 상기 일부와는 다른 사전결정된 제2 전극부를 전기 접속하도록 구성되는 제3 배선부를 더 포함하고,
상기 제2 전극부들의 상기 일부로부터 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나를 향해 전류가 흐를 때 상기 제2 전극부들의 상기 일부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는 상기 제2 배선부의 일부의 단면적은 상기 제3 배선부의 단면적보다 큰, 히터.
제2항에 있어서,
상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나와는 다른 제2 전기 접점과, 상기 제2 전극부의 상기 일부와는 다르고 상기 사전결정된 제2 전극부와도 다른 제2 전극부를 전기 접속하도록 구성되는 제4 배선부로서, 상기 제3 배선부의 경로 길이보다 짧은 경로 길이를 갖는 제4 배선부를 더 포함하고,
길이 방향을 따라 연장하는 상기 제3 배선부의 일부의 단면적은 길이 방향을 따라 연장하는 상기 제4 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 히터.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극부들로부터 상기 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 상기 제1 전극부들을 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 길이 방향을 따라 연장하는 상기 제1 배선부의 일부의 단면적은 상기 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 상기 제1 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 히터.
화상 가열 장치이며,
제1 단자와 제2 단자를 구비하는 급전부와,
시트 상의 화상을 가열하도록 구성되는 벨트와,
상기 벨트 내측에 제공되고 상기 벨트의 폭 방향으로 연장하는 기판과,
상기 기판 상에 제공되고 상기 제1 단자와 전기 접속될 수 있는 제1 전기 접점과,
상기 기판 상에 제공되고 상기 제2 단자와 전기 접속될 수 있는 복수의 제2 전기 접점과,
상기 제1 전기 접점에 전기 접속되는 제1 전극부들과 상기 제2 전기 접점에 전기 접속되는 제2 전극부들을 포함하는 복수의 전극부로서, 상기 제1 전극부들과 상기 제2 전극부들은 상기 기판의 길이 방향으로 사전결정된 간격으로 교번적으로 배열되는, 복수의 전극부와,
상기 전극부 중 인접한 전극부들 사이에 제공되어 상기 인접한 전극부들 사이를 전기 접속하는 복수의 발열부로서, 상기 인접한 전극부들 사이의 급전에 의해 발열할 수 있는, 상기 복수의 발열부와,
상기 제1 전기 접점과 상기 제1 전극부들을 전기 접속하도록 구성되는 제1 배선부와,
상기 복수의 제2 전기 접점 중 하나와 상기 제2 전극부들 중 일부를 전기 접속하도록 구성되는 제2 배선부와,
상기 제2 전기 접점 중 상기 하나와는 다른 제2 전기 접점과 상기 제2 전극부 중 상기 일부와는 다른 사전결정된 제2 전극부를 전기 접속하도록 구성되는 제3 배선부를 포함하고,
상기 급전부는, 상기 화상 가열 장치에 도입될 수 있는 시트의 최대폭 크기보다 좁은 사전결정된 폭 크기를 갖는 시트가 가열될 때 상기 복수의 발열부 중 길이 방향을 따른 제1 발열 영역의 발열부에 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부를 통해 전력을 공급하고, 상기 사전결정된 폭 크기보다 넓은 폭 크기를 갖는 시트가 가열될 때 상기 복수의 발열부 중 길이 방향으로 제1 발열 영역에 인접한 제2 발열 영역에 배치되고 상기 제1 발열 영역에 배치된 발열부들에, 상기 제1 배선부, 상기 제2 배선부 및 상기 제3 배선부를 통해 전력을 공급하고,
상기 제1 전극부들로부터 상기 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 상기 제1 전극부들을 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는 상기 제1 배선부의 일부의 단면적은, 상기 제2 전극부의 상기 일부로부터 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나를 향해 전류가 흐를 때 상기 제2 전극부들의 상기 일부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는 상기 제2 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 화상 가열 장치.
제5항에 있어서, 상기 제2 전극부의 상기 일부로부터 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나를 향해 전류가 흐를 때 상기 제2 전극부의 상기 일부를 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 길이 방향으로 연장하는 상기 제2 배선부의 일부의 단면적은 길이 방향을 따라 연장하는 상기 제3 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 화상 가열 장치.
제6항에 있어서, 상기 제2 전기 접점들 중 상기 하나와는 다른 제2 전기 접점과, 상기 제2 전극부들의 상기 일부와는 다르고 상기 사전결정된 제2 전극부와도 다른 제2 전극부를 전기 접속하도록 구성되는 제4 배선부로서, 상기 제3 배선부의 경로 길이보다 짧은 경로 길이를 갖는 제4 배선부를 더 포함하고,
길이 방향을 따라 연장하는 상기 제3 배선부의 일부의 단면적은 길이 방향을 따라 연장하는 상기 제4 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 화상 가열 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 전극부들로부터 상기 제1 전기 접점을 향해 전류가 흐를 때 상기 제1 전극부들을 통해 흐르는 모든 전류가 합류되는, 길이 방향을 따라 연장하는 상기 제1 배선부의 일부의 단면적은 상기 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 상기 제1 배선부의 일부의 단면적보다 큰, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 급전부는 교류 회로인, 히터.