JP6767415B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、定着装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置は、用紙のような媒体にトナー像を定着させる定着装置を備える。定着装置は、例えば、トナー像が形成された用紙を加熱するヒータと、加熱された用紙を加圧するローラとを有し、媒体を加熱及び加圧することでトナー像を媒体に定着させる。ヒータとして、媒体の大きさに応じて加熱する領域を変更可能なヒータが知られる。

特開平６−１９４９９３号公報

例えば主走査方向において、ヒータの温度にばらつきが生じることがある。

一つの実施形態に係る定着装置は、基板と、第１の導体と、複数の第２の導体と、第１の配線と、複数の第２の配線と、複数の発熱体と、ローラとを備える。前記第１の導体は、第１の方向に延びる。前記複数の第２の導体は、前記基板の一つの面に沿う方向であって前記第１の方向と交差する第２の方向に前記第１の導体から離間し、前記第１の方向に互いに離間して並べられ、少なくとも一つに開口が設けられる。前記第１の配線は、前記面に設けられ、前記第１の導体に接続される。前記複数の第２の配線は、前記面に設けられ、前記第１の配線から離間し、前記複数の第２の導体に接続される。前記複数の発熱体は、前記複数の第２の配線から離間し、互いに離間して前記複数の第２の導体と前記第１の導体とに接続され、電流を印加されることにより発熱する。前記ローラは、トナー像が形成されるとともに前記複数の発熱体のうち少なくとも一つにより加熱された媒体を加圧する。

図１は、一つの実施形態の画像形成装置を概略的に示す例示的な図である。 図２は、一つの実施形態の画像形成装置のハードウェア構成例を示す例示的なブロック図である。 図３は、一つの実施形態の定着装置を概略的に示す例示的な断面図である。 図４は、一つの実施形態の定着制御回路及びヒータを概略的に示す例示的な平面図である。 図５は、一つの実施形態のヒータを図４のＦ５−Ｆ５線に沿って概略的に示す例示的な断面図である。 図６は、一つの実施形態の第１の配線、第２の配線、絶縁層、第１の導体、第２の導体、及び発熱体を分解して概略的に示す例示的な平面図である。 図７は、一つの実施形態のヒータを図５のＦ７−Ｆ７線に沿って概略的に示す例示的な断面図である。 図８は、一つの実施形態の複数の第２の導体と複数の発熱体の温度分布とを概略的に示す例示的な図である。

以下に、一つの実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明は、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明も、記載されていない他の表現がされても良い。

図１は、一つの実施形態の画像形成装置１０を概略的に示す例示的な図である。本実施形態において、画像形成装置１０は多機能周辺装置（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ：ＭＦＰ）である。なお、画像形成装置１０は、プリンタ、複写機、又は媒体に画像を形成する他の装置であっても良い。

画像形成装置１０は、本体１１と、読取部１２と、操作部１３とを有する。読取部１２は、本体１１の上に位置し、原稿台２１と、自動原稿搬送部２２と、イメージセンサ２３とを有する。自動原稿搬送部２２は、原稿台２１の上に配置される。

イメージセンサ２３は、原稿台２１に置かれた原稿、又は自動原稿搬送部２２によって送られた原稿を読み取って画像データを生成する。イメージセンサ２３は、主走査方向に配置される。イメージセンサ２３は、原稿の画像を１ライン分ずつ読み取ることで、１ページ分の原稿の画像を読み取る。

本体１１は、プリンタ部２５と、給紙カセット２６とを有する。給紙カセット２６は、プリンタ部２５の下に位置し、複数の用紙Ｐを収容可能である。用紙Ｐは、媒体の一例である。なお、媒体は他の印刷可能な媒体であっても良い。

プリンタ部２５は、イメージセンサ２３が読み取った画像、パーソナルコンピュータのような外部装置から入力された画像、又はメモリーカードのような情報記憶媒体に記憶された画像に基づき、用紙Ｐに画像を形成する。プリンタ部２５は、例えば、タンデム方式のカラーレーザプリンタである。なお、プリンタ部２５は、他のプリンタであっても良い。

プリンタ部２５は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色のための四つの画像形成部３１、四つのレーザ露光機３２、及び四つのトナーカートリッジ３３と、中間転写ベルト３４と、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、ベルトクリーナ４４と、給紙ローラ４５と、定着装置４６と、搬送ローラ４７と、排紙部４８とを有する。四つの画像形成部３１は、中間転写ベルト３４に沿って配置される。

画像形成部３１はそれぞれ、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、現像機５３と、一次転写ローラ５４と、クリーナ５５とを有する。帯電器５２、現像機５３、一次転写ローラ５４、及びクリーナ５５は、感光体ドラム５１の周りに配置される。

感光体ドラム５１は、レーザ露光機３２から光を照射されることで、静電潜像を形成される。帯電器５２は、感光体ドラム５１の表面を一様に帯電する。現像機５３は、例えば、現像ローラにより、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム５１に供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ５５は、例えばブレードを用いて、感光体ドラム５１上に残留したトナーを除去する。

四つのトナーカートリッジ３３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ３３は、対応する画像形成部３１の現像機５３にトナーを供給する。

駆動ローラ４１及び従動ローラ４２は、中間転写ベルト３４を循環移動させる。中間転写ベルト３４は、四つの画像形成部３１の感光体ドラム５１及び一次転写ローラ５４の間を通る。中間転写ベルト３４は、一次転写ローラ５４に一次転写電圧が印加されることで、感光体ドラム５１上のトナー像を一次転写される。

中間転写ベルト３４は、駆動ローラ４１と二次転写ローラ４３との間を通る。駆動ローラ４１と二次転写ローラ４３との間を用紙Ｐが通るときに、二次転写ローラ４３に二次転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト３４上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。中間転写ベルト３４上に残留したトナーは、ベルトクリーナ４４によって除去される。

給紙ローラ４５は、給紙カセット２６と二次転写ローラ４３との間に設けられ、給紙カセット２６から取り出された用紙Ｐを搬送する。定着装置４６は、二次転写ローラ４３の下流に設けられ、用紙Ｐに形成されたトナー像を定着させる。搬送ローラ４７は、定着装置４６の下流に設けられ、用紙Ｐを排紙部４８に排出する。

図２は、一つの実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成例を示す例示的なブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１０は、例えば、バス６０により相互に接続されたＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、インターフェース（Ｉ／Ｆ）６４、入出力制御回路６５、搬送制御回路６６、画像形成制御回路６７、及び定着制御回路６８を有する。

ＣＰＵ６１は、画像形成装置１０の全体の処理を制御する演算装置である。ＲＯＭ６２は、ＣＰＵ６１による各種処理を実現するプログラムやデータを記憶する。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１による各種処理に必要なデータを記憶する。Ｉ／Ｆ６４は、外部装置や外部端末に通信回線等を介して接続し、接続した外部装置や外部端末との間でデータを送受信するためのインターフェースである。

ＣＰＵ６１で実行される各種処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ６２等に予め組み込んで提供される。なお、上記プログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。

また、ＣＰＵ６１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

入出力制御回路６５は、操作部１３を制御する。搬送制御回路６６は、給紙ローラ４５、搬送ローラ４７、及び用紙Ｐを搬送する種々のローラを駆動する複数のモータを制御する。画像形成制御回路６７は、レーザ露光機３２、感光体ドラム５１、帯電器５２、現像機５３、及び一次転写ローラ５４を制御する。定着制御回路６８は、定着装置４６を制御する。入出力制御回路６５、搬送制御回路６６、画像形成制御回路６７、及び定着制御回路６８は、ＣＰＵ６１に制御されるが、個別に設けられた演算処理装置によって制御されても良い。

図３は、一つの実施形態の定着装置４６を概略的に示す例示的な断面図である。図３に示すように、定着装置４６は、ヒータ７１と、ヒータホルダ７２と、定着ベルト７３と、加圧ローラ７４とを有する。加圧ローラ７４は、ローラの一例である。

ヒータホルダ７２は、ヒータ７１を保持する。定着ベルト７３は、略円筒状に形成され、ヒータホルダ７２の周りを回転可能に、ヒータホルダ７２を囲む。定着ベルト７３は、内面７３ａと、外面７３ｂとを有する。ヒータホルダ７２に保持されたヒータ７１は、定着ベルト７３の内面７３ａに面する。定着ベルト７３は、例えば、ポリイミド樹脂のような耐熱性の樹脂により作られる。

加圧ローラ７４は、回転体７６と、回転軸７７と、樹脂層７８とを有する。例えば、定着制御回路６８が回転軸７７に接続されたモータを駆動させることで、回転体７６が回転軸７７を中心に回転する。樹脂層７８は、例えば、シリコン樹脂のような耐熱性の樹脂によって作られ、回転体７６の外面上に設けられる。加圧ローラ７４は、定着ベルト７３の外面７３ｂに押し付けられる。ヒータ７１は、定着ベルト７３を介して加圧ローラ７４に向く。

二次転写ローラ４３においてトナー像Ｔを二次転写された用紙Ｐは、定着ベルト７３と、加圧ローラ７４との間を通過する。このとき、ヒータ７１が用紙Ｐを加熱し、加圧ローラ７４が用紙Ｐを加圧する。これにより、用紙Ｐの表面に形成されたトナー像Ｔが加熱溶融され、用紙Ｐに定着する。

図４は、一つの実施形態の定着制御回路６８及びヒータ７１を概略的に示す例示的な平面図である。図５は、一つの実施形態のヒータ７１を図４のＦ５−Ｆ５線に沿って概略的に示す例示的な断面図である。図５に示すように、ヒータ７１は、基板８１と、第１の配線８２と、複数の第２の配線８３と、絶縁層８４と、第１の導体８５と、複数の第２の導体８６と、複数の発熱体８７と、保護層８８を有する。

各図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、ヒータ７１の厚さに沿う。Ｙ軸は、ヒータ７１の長さ及び主走査方向に沿う。Ｚ軸は、ヒータ７１の幅に沿う。

基板８１は、例えば、セラミックスによって作られ、Ｙ軸方向に延びる矩形の板状に形成される。基板８１は、第１の面８１ａと、第２の面８１ｂと、第１の端部８１ｃと、第２の端部８１ｄとを有する。第１の面８１ａは、面の一例である。

第１の面８１ａは、Ｘ軸の正方向（Ｘ軸の矢印が示す方向）に向く略平坦な面である。第２の面８１ｂは、第１の面８１ａの反対側に位置し、Ｘ軸の負方向（Ｘ軸の矢印の反対方向）に向く略平坦な面である。

第１の端部８１ｃは、Ｚ軸の正方向（Ｚ軸の矢印が示す方向）における基板８１の端部である。第２の端部８１ｄは、Ｚ軸の負方向（Ｚ軸の矢印の反対方向）における基板８１の端部であり、第１の端部８１ｃの反対側に位置する。第１の端部８１ｃ及び第２の端部８１ｄは、略平行にＹ軸方向に延びる。

第１の配線８２及び複数の第２の配線８３は、基板８１の第１の面８１ａに設けられる。第１の配線８２は、グランドに接続される。複数の第２の配線８３はそれぞれ、ＣＰＵ６１の制御に基づき電流を印加される。

図６は、一つの実施形態の第１の配線８２、第２の配線８３、絶縁層８４、第１の導体８５、第２の導体８６、及び発熱体８７を分解して概略的に示す例示的な平面図である。図６に示すように、第１の配線８２は、端子部８２ａと、配線部８２ｂと、電極部８２ｃとを有する。

端子部８２ａは、Ｙ軸方向における基板８１の一方の端部に位置する。配線部８２ｂは、Ｙ軸方向に延び、端子部８２ａと電極部８２ｃとに接続される。電極部８２ｃは、第１の端部８１ｃに沿って延びる。

複数の第２の配線８３は、第１の配線８２からＺ軸方向に離間する。さらに、複数の第２の配線８３は、互いに離間する。複数の第２の配線８３はそれぞれ、端子部８３ａと、配線部８３ｂと、電極部８３ｃとを有する。

端子部８３ａは、Ｙ軸方向における基板８１の一方の端部に位置する。配線部８３ｂは、Ｙ軸方向に延び、端子部８３ａと電極部８３ｃとに接続される。電極部８３ｃは、第２の端部８１ｄに沿って延び、対応する第２の導体８６に接続される。

第１の配線８２の端子部８２ａと、複数の第２の配線８３の端子部８３ａとは、Ｚ軸方向に互いに離間して並べられる。複数の第２の配線８３の電極部８３ｃは、Ｙ軸方向に互いに離間して並べられる。

図５に示すように、絶縁層８４は、第１の配線８２の配線部８２ｂと、第２の配線８３の配線部８３ｂとを覆う。なお、第１の配線８２の端子部８２ａ及び電極部８２ｃと、第２の配線８３の端子部８３ａ及び電極部８３ｃとは、絶縁層８４に覆われず露出される。

図６に示すように、第１の導体８５は、Ｙ軸方向に延びる。Ｙ軸方向は、第１の方向の一例であり、Ｙ軸の正方向（Ｙ軸の矢印が示す方向）とＹ軸の負方向（Ｙ軸の矢印の反対方向）とを含む。図５に示すように、第１の導体８５の一部は、第１の配線８２の電極部８２ｃに接続される。第１の導体８５の他の一部は、絶縁層８４の一部を覆う。

複数の第２の導体８６は、Ｚ軸方向に第１の導体８５から離間する。Ｚ軸方向は、基板８１の第１の面８１ａに沿う方向であり、第２の方向の一例であり、Ｚ軸の正方向とＺ軸の負方向とを含む。

図６に示すように、複数の第２の導体８６は、Ｙ軸方向に互いに離間して並べられ、第２の導体８６の列９１を形成する。このため、複数の第２の導体８６は全体として、Ｙ軸方向に延びる。Ｚ軸方向における第２の導体８６の幅は、Ｚ軸方向における第１の導体８５の幅と略等しい。

隣り合う二つの第２の導体８６の間に、隙間９２が設けられる。隙間９２は、例えば、開口、スリット、溝、又は間隔とも称され得る。隙間９２は、Ｚ軸方向に延び、隣り合う二つの第２の導体８６の間を隔てる。隙間９２は、第２の配線８３の隣り合う二つの電極部８３ｃの間の隙間に、Ｘ軸方向に重ねられる。

以下の説明において、複数の第２の導体８６は、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄと個別に称され得る。第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄはそれぞれ、分割導体の一例である。第２の導体８６Ａは、第１の分割導体の一例である。第２の導体８６Ｂは、第２の分割導体の一例である。第２の導体８６Ｃは、第３の分割導体の一例である。

第２の導体８６Ａは、列９１のうち端に位置する一つの第２の導体８６である。第２の導体８６Ｂは、列９１において第２の導体８６Ａに隣接する一つの第２の導体８６である。第２の導体８６Ｃは、列９１において第２の導体８６Ｂに隣接する一つの第２の導体８６である。このため、第２の導体８６Ｂは、第２の導体８６Ａと第２の導体８６Ｃとの間に位置する。

第２の導体８６Ｄは、列９１において第２の導体８６Ｃに隣接する一つの第２の導体８６である。このため、第２の導体８６Ｃは、第２の導体８６Ｂと第２の導体８６Ｄとの間に位置する。

図５に示すように、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄのそれぞれの一部は、対応する第２の配線８３の電極部８３ｃに接続される。第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄのそれぞれの他の一部は、絶縁層８４の一部を覆う。

図６に示すように、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄそれぞれに、開口９３が設けられる。なお、複数の第２の導体８６は、開口９３が無く連続した少なくとも一つの第２の導体８６を含んでも良い。開口９３は、複数の溝９４を含む。溝９４は、例えば、孔、スリット、又は間隔とも称され得る。溝９４は、Ｚ軸方向に延び、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄを分割する。

複数の溝９４が設けられることにより、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄはそれぞれ、複数の部分導体９５を有する。部分導体９５は、溝９４によって分割された第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄの一部分である。複数の部分導体９５は、溝９４を介して互いに離間するとともに、Ｙ軸方向に並べられる。このように、複数の溝９４は、複数の部分導体９５の間に設けられる。

第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃのそれぞれにおいて、複数の溝９４は、Ｙ軸方向に等間隔に配置される。また、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃのそれぞれにおいて、Ｙ軸方向における複数の溝９４の長さは互いに略同一であり、Ｙ軸方向における複数の部分導体９５の長さは互いに略同一である。

複数の溝９４の大きさの合計の、複数の第２の導体８６の大きさに対する比率（溝９４の開口比）は、複数の隙間９２の大きさの合計の、複数の第２の導体８６の大きさに対する比率（隙間９２の開口比）よりも大きい。本実施形態において、複数の溝９４の大きさの合計は、開口９３の大きさである。

本実施形態において、溝９４の大きさは、隣り合う二つの部分導体９５の間の空間の体積であり、隙間９２の大きさは、隣り合う二つの第２の導体８６の間の空間の体積である。例えば、複数の溝９４の体積の合計と、複数の第２の導体８６の体積の合計とが等しい場合、溝９４の開口比は、１となる。

なお、溝９４の大きさが、Ｘ軸方向から見た場合における隣り合う二つの部分導体９５の間の空間の面積であり、隙間９２の大きさが、Ｘ軸方向から見た場合における隣り合う二つの第２の導体８６の間の空間の面積であっても良い。この場合も、溝９４の開口比は、隙間９２の開口比よりも大きい。

本実施形態において、第２の導体８６Ｂに設けられた複数の溝９４の大きさの合計の、当該第２の導体８６Ｂの大きさに対する比率（第２の導体８６Ｂの開口比）は、第２の導体８６Ａに設けられた複数の溝９４の大きさの合計の、当該第２の導体８６Ａの大きさに対する比率（第２の導体８６Ａの開口比）よりも大きい。

さらに、第２の導体８６Ｂの開口比は、第２の導体８６Ｃに設けられた複数の溝９４の大きさの合計の、当該第２の導体８６Ｃの大きさに対する比率（第２の導体８６Ｃの開口比）よりも大きい。そして、第２の導体８６Ｂの開口比は、第２の導体８６Ｄに設けられた複数の溝９４の大きさの合計の、当該第２の導体８６Ｄの大きさに対する比率（第２の導体８６Ｄの開口比）よりも大きい。

第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃのそれぞれの開口比は、１よりも大きい。すなわち、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃに設けられた複数の溝９４の大きさの合計は、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃの部分導体９５の大きさの合計よりも大きい。なお、第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃのそれぞれの開口比は、１以下であっても良い。

発熱体８７は、電流を印加されることにより発熱する、セラミックヒータのような電気抵抗である。複数の発熱体８７はそれぞれ、Ｙ軸方向に延びる略矩形状に形成されるが、他の形状に形成されても良い。

複数の発熱体８７は、Ｙ軸方向に互いに離間して並べられる。このため、複数の発熱体８７は全体として、Ｙ軸方向に延びる。別の表現によれば、全体としての発熱体８７が、Ｙ軸方向に分割されている。隣り合う二つの発熱体８７の間の隙間は、隙間９２、及び第２の配線８３の隣り合う二つの電極部８３ｃの間の隙間に、Ｘ軸方向に重ねられる。

図５に示すように、複数の発熱体８７はそれぞれ、絶縁層８４を覆い、第１の導体８５と、対応する第２の導体８６とに接続される。絶縁層８４は、発熱体８７と、第１の配線８２及び複数の第２の配線８３との間を隔てる。このため、発熱体８７は、絶縁層８４を介して、第１の配線８２及び複数の第２の配線８３から離間する。

以下の説明において、複数の発熱体８７は、発熱体８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄと個別に称され得る。発熱体８７Ａは、第１の発熱体の一例である。発熱体８７Ｂは、第２の発熱体の一例である。

図６に示すように、発熱体８７Ａは、第２の導体８６Ａに接続される。発熱体８７Ｂは、第２の導体８６Ｂに接続される。発熱体８７Ｃは、第２の導体８６Ｃに接続される。発熱体８７Ｄは、第２の導体８６Ｄに接続される。

本実施形態において、Ｙ軸方向における複数の発熱体８７の長さは、想定される用紙Ｐの大きさに応じて設定される。例えば、発熱体８７Ｄの長さは、Ａ５Ｒサイズ（１４８×２１０ｍｍ）の用紙Ｐを主走査方向（Ｙ軸方向）の全域において加熱可能なように設定される。また、発熱体８７Ｃ，８７Ｄの長さの合計は、Ａ４Ｒサイズ（２１０×２９７ｍｍ）の用紙Ｐを主走査方向の全域において加熱可能なように設定される。発熱体８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄの長さの合計は、Ｂ４サイズ（３６４×２５７ｍｍ）の用紙Ｐを主走査方向の全域において加熱可能なように設定される。なお、複数の発熱体８７の長さはこの例に限られない。

図７は、一つの実施形態のヒータ７１を図５のＦ７−Ｆ７線に沿って概略的に示す例示的な断面図である。図５及び図７に示すように、保護層８８は、基板８１の第１の面８１ａと、第１の配線８２と、複数の第２の配線８３と、絶縁層８４と、第１の導体８５と、複数の第２の導体８６と、複数の発熱体８７とを覆う。なお、第１の配線８２の端子部８２ａと、第２の配線８３の端子部８３ａとは、保護層８８に覆われず露出される。保護層８８は、第２の配線８３に設けられる開口９３を埋める。このため、保護層８８の一部は、隣り合う二つの部分導体９５の間の開口９３に設けられる。

図４に示すように、露出された第１の配線８２の端子部８２ａは、例えば、グランドに電気的に接続される。露出された第２の配線８３の端子部８３ａは、例えば、定着制御回路６８に含まれるスイッチング素子６８ａに電気的に接続される。定着制御回路６８は、少なくとも一つの第２の配線８３に選択的に電流を印加できる。なお、第２の配線８３は、スイッチング素子６８ａに限らず、ＦＥＴのような他の要素に電気的に接続されても良い。

第２の配線８３に電流が印加されると、第２の配線８３の電極部８３ｃから、対応する第２の導体８６を通って、対応する発熱体８７に電流が印加される。電流が印加されることで、発熱体８７が発熱する。電流は、発熱体８７から、第１の導体８５を通り、第１の配線８２へ流れる。

複数の第２の配線８３は、並列接続される。このため、複数の第２の配線８３に、均等に電圧が印加される。複数の第２の配線８３には、交流で電圧が印加されても良いし、直流で電圧が印加されても良い。

以上説明した画像形成装置１０は、例えば、以下に説明するように用紙Ｐにトナー像Ｔを定着させる。なお、画像形成装置１０がトナー像Ｔを用紙Ｐに定着する方法は、以下に説明されるものに限られない。

まず、例えば、図１の読取部１２がイメージセンサ２３で原稿を読み取り、画像データを生成する。そして、図２のＣＰＵ６１が、画像形成部３１における画像形成制御プラグラムと、定着装置４６における定着制御プログラムをＲＯＭ６２から読出し、実行する。

ＣＰＵ６１は、生成された画像データを処理する。さらに、ＣＰＵ６１は、画像形成制御プラグラムに基づいて画像形成制御回路６７を制御し、感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形成し、現像機５３で静電潜像を現像する。そして、一次転写ローラ５４により中間転写ベルト３４に一次転写されたトナー像Ｔが、二次転写ローラ４３により用紙Ｐに二次転写される。

一方、ＣＰＵ６１は、例えば、通過した用紙Ｐの大きさを検知するラインセンサや、操作部１３への入力に基づき、用紙Ｐの大きさについての情報を得る。ＣＰＵ６１は、定着制御プログラムに基づいて定着制御回路６８を制御し、用紙Ｐが通過する位置に配置された少なくとも一つの発熱体８７を発熱させる。

具体的には、用紙Ｐが通過する位置に配置された発熱体８７に応じて、図４の少なくとも一つのスイッチング素子６８ａをＯＮにする。これにより、発熱体８７に電流が印加され、通過する用紙Ｐの大きさに対応する発熱体８７が発熱し、ヒータ７１の表面温度が上昇する。例えば、Ａ４Ｒサイズの用紙Ｐが定着装置４６を通過する場合、定着制御回路６８は、発熱体８７Ｃ，８７Ｄを発熱させる。

ヒータ７１の表面温度が所定の温度まで上昇した状態で、トナー像Ｔが転写された用紙Ｐが、定着装置４６に搬入される。定着装置４６において、トナー像Ｔが形成された用紙Ｐが、少なくとも一つの発熱体８７に加熱されるとともに加圧ローラ７４に加圧される。これにより、トナー像Ｔが溶融し、用紙Ｐに定着する。用紙Ｐの大きさに対応する発熱体８７が発熱することで、用紙Ｐの大きさにかかわらず全ての発熱体８７（主走査方向におけるヒータ７１の全域）が発熱する場合に比べ、無駄な過熱が抑制され、ヒータ７１の消費電力が低減される。

図８は、一つの実施形態の複数の第２の導体８６と複数の発熱体８７の温度分布とを概略的に示す例示的な図である。図８に実線で示されるグラフＧ１は、複数の第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄに対応する各位置における、本実施形態の発熱体８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄの温度分布の一例を示す。また、図８に二点鎖線で示されるグラフＧ２は、それぞれの第２の導体８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄが分割されずに連続する場合の、発熱体８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄの温度分布の一例を示す。

図８に示すように、第２の導体８６Ｂに接続される発熱体８７Ｂは、第２の導体８６Ａに接続される発熱体８７Ａよりも、第２の配線８３に印加される電圧あたりの発熱量及び温度上昇が多い。例えば、複数の発熱体８７のうち端に位置する発熱体８７Ａは、発熱体８７Ａ，８７Ｃの間に位置する発熱体８７Ｂよりも放熱しやすく、このため、発熱体８７Ａ，８７Ｂの間の温度差が生じる。

また、第２の導体８６Ｂに接続される発熱体８７Ｂは、第２の導体８６Ｃに接続される発熱体８７Ｃよりも、第２の配線８３に印加される電圧あたりの発熱量及び温度上昇が多い。第２の導体８６Ｃに接続される発熱体８７Ｃは、第２の導体８６Ｄに接続される発熱体８７Ｄよりも、第２の配線８３に印加される電圧あたりの発熱量及び温度上昇が多い。例えば、端子部８３ａまでの距離が短いほど第２の配線８３における抵抗が少ないため、発熱体８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄの間の温度差が生じる。

上記の発熱量及び温度上昇の分布に対応し、第２の導体８６Ｂの開口比は、第２の導体８６Ａの開口比よりも大きく設定される。さらに、第２の導体８６Ｂの開口比は、第２の導体８６Ｃの開口比よりも大きく、且つ第２の導体８６Ｄの開口比よりも大きく設定される。さらに、第２の導体８６Ｃの開口比は、第２の導体８６Ｄの開口比よりも大きく設定される。

上記の開口９３により、グラフＧ１，Ｇ２に示されるように、発熱体８７Ｂに印加される電流が低減され、発熱体８７Ｂの温度が発熱体８７Ｃ，８７Ｄの温度に近づく。さらに、発熱体８７Ｃに印加される電流が低減され、発熱体８７Ｃの温度が発熱体８７Ｄの温度に近づく。これにより、複数の発熱体８７の温度がより均一化される。

グラフＧ１，Ｇ２に示されるように、発熱体８７Ｄにおける発熱量及び温度上昇は、Ｙ軸方向においてばらつきがある。以下、説明のため、発熱体８７Ｄの一部を第１の発熱部分８７Ｄａ、発熱体８７Ｄの他の一部を第２の発熱部分８７Ｄｂと称する。図８において、第１の発熱部分８７Ｄａと第２の発熱部分８７Ｄｂとは、一点鎖線により区切られる。

第１の発熱部分８７Ｄａ及び第２の発熱部分８７Ｄｂは、Ｙ軸方向に並ぶ。言い換えると、発熱体８７Ｄは、Ｙ軸方向に、第１の発熱部分８７Ｄａと第２の発熱部分８７Ｄｂとに区切られる。

第２の発熱部分８７Ｄｂは、第１の発熱部分８７Ｄａよりも発熱体８７Ｃに近い。さらに、第２の発熱部分８７Ｄｂは、第１の発熱部分８７Ｄａよりも、第２の配線８３の端子部８３ａに近い。第２の発熱部分８７Ｄｂは、第１の発熱部分８７Ｄａよりも、端子部８３ａに印加される電圧あたりの発熱量が多い。

第２の導体８６Ｄは、第１の発熱部分８７Ｄａに接続される部分８６Ｄａと、第２の発熱部分８７Ｄｂに接続される部分８６Ｄｂとを有する。第２の導体８６Ｄの部分８６Ｄｂにおける開口９３の大きさの、当該部分８６Ｄｂの大きさに対する比率（部分８６Ｄｂの開口比）は、第２の導体８６Ｄの部分８６Ｄａにおける開口９３の大きさの、当該部分８６Ｄａの大きさに対する比率（部分８６Ｄａの開口比）よりも大きい。例えば、第２の導体８６Ｄの、接続される発熱体８７Ｄの発熱量がより多い部分８６Ｄｂほど、より多くの溝９４が設けられ、開口比が大きく設定される。

本実施形態において、第２の導体８６Ｄの部分８６Ｄｂに、複数の溝９４が設けられる。一方、第２の導体８６Ｄの部分８６Ｄａは、溝９４が設けられず、Ｙ軸方向に連続する。部分８６Ｄａの開口９３の大きさが０であるので、部分８６Ｄｂの開口比は、部分８６Ｄａの開口比よりも大きい。なお、第２の導体８６Ｄの部分８６Ｄａに、少なくとも一つの溝９４が設けられても良い。

第１の配線８２、複数の第２の配線８３、絶縁層８４、第１の導体８５、複数の第２の導体８６、複数の発熱体８７、及び保護層８８は、例えば、原料をインクジェット印刷されることにより、基板８１の上に作られる。なお、ヒータ７１はインクジェット印刷に限らず、種々の方法で作られても良い。

第１の配線８２、複数の第２の配線８３、第１の導体８５、及び複数の第２の導体８６は、例えば、銀及びプラチナによって作られる。絶縁層８４及び保護層８８は、例えば、アルミナのような無機酸化物フィラーを添加されたガラスによって作られる。発熱体８７は、例えば、Ｔａ‐ＳｉＯ_２により作られる。なお、第１の配線８２、第２の配線８３、絶縁層８４、第１の導体８５、数の第２の導体８６、発熱体８７、及び保護層８８はそれぞれ、他の材料によって作られても良い。

以上説明された一つの実施形態に係る画像形成装置１０において、複数の第２の導体８６は、Ｙ軸方向に互いに離間して並べられる。複数の第２の導体８６のうち少なくとも一つに開口９３が設けられる。複数の発熱体８７は、複数の第２の配線８３から離間し、互いに離間して複数の第２の導体８６と第１の導体８５とに接続される。例えば、用紙Ｐの大きさに応じて発熱体８７に電流を印加する第２の導体８６を切り替えることで、定着装置４６の消費電力を低減することができる。さらに、開口９３が設けられることで、第２の導体８６と発熱体８７との接続部分の断面積が小さくなり、第２の導体８６と発熱体８７との間で流れる電流を少なくすることができる。これにより、例えば、発熱量が多い発熱体８７に流れる電流を低減し、複数の発熱体８７の発熱量及び温度をより均一化することができる。

開口９３の大きさの、複数の第２の導体８６の大きさに対する比率は、複数の第２の導体８６のうち隣り合う二つの間に設けられる隙間９２の大きさの、複数の第２の導体８６の大きさに対する比率よりも大きい。これにより、開口９３をより大きく設け、発熱量が多い発熱体８７に流れる電流をより低減することができる。

開口９３が設けられた第２の導体８６は、開口９３を介して互いに離間するとともにＹ軸方向に並べられた複数の部分導体９５を有する。これにより、開口９３をより大きく設け、発熱量が多い発熱体８７に流れる電流をより低減することができる。

開口９３は、複数の部分導体９５の間に設けられるとともにＹ軸方向に等間隔に配置された複数の溝９４を含む。これにより、第２の導体８６と発熱体８７との間で流れる電流を、Ｙ軸方向においてより均等にすることができる。従って、第２の導体８６に接続された発熱体８７の発熱量を、Ｙ軸方向においてより均等にすることができる。

第２の導体８６Ｂに設けられた開口９３の大きさの、当該第２の導体８６Ｂの大きさに対する比率は、第２の導体８６Ａに設けられた開口９３の大きさの、当該第２の導体８６Ａの大きさに対する比率よりも大きい。これにより、第２の導体８６Ｂに接続された発熱体８７Ｂの発熱量を、第２の導体８６Ａに接続された発熱体８７Ａの発熱量に比べてより低減させることができる。従って、例えば、発熱量が多い発熱体８７Ｂに流れる電流をより低減し、複数の発熱体８７の発熱量及び温度をより均一化することができる。

発熱体８７Ａが、第２の導体８６Ａに接続される。発熱体８７Ａよりも端子部８３ａに印加される電圧あたりの発熱量が多い発熱体８７Ｂが、第２の導体８６Ｂに接続される。第２の導体８６Ｂに設けられた開口９３により、端子部８３ａに印加される電圧あたりの発熱量が多い発熱体８７Ｂに流れる電流がより低減され、複数の発熱体８７の発熱量及び温度をより均一化することができる。

発熱体８７Ｄは、第１の発熱部分８７Ｄａと、第１の発熱部分８７Ｄａよりも端子部８３ａに印加される電圧あたりの発熱量が多い第２の発熱部分８７Ｄｂとを有する。第２の導体８６Ｄのうち第２の発熱部分８７Ｄｂに接続される部分８６Ｄｂにおける開口９３の大きさの、当該部分８６Ｄｂの大きさに対する比率は、第２の導体８６Ｄのうち第１の発熱部分８７Ｄａに接続される部分８６Ｄａにおける開口９３の大きさの、当該部分８６Ｄａの大きさに対する比率よりも大きい。これにより、端子部８３ａに印加される電圧あたりの発熱量が多い第２の発熱部分８７Ｄｂに流れる電流がより低減され、Ｙ軸方向における発熱体８７Ｄの発熱量及び温度の分布をより均一化することができる。

Ｙ軸方向に並べられた複数の第２の導体８６の列９１において、第２の導体８６Ａが端に位置し、第２の導体８６Ｂが第２の導体８６Ａに隣接し、第２の導体８６Ｃが第２の導体８６Ｂに隣接する。このため、列９１の端に位置する第２の導体８６Ａに接続される発熱体８７Ａは、第２の導体８６Ａと第２の導体８６Ｃとの間に位置する第２の導体８６Ｂに接続される発熱体８７Ｂよりも放熱しやすい。第２の導体８６Ｂに設けられた開口９３の大きさの、当該第２の導体８６Ｂの大きさに対する比率は、第２の導体８６Ａに設けられた開口９３の大きさの、当該第２の導体８６Ａの大きさに対する比率よりも大きい。第２の導体８６Ｂに設けられた開口９３により、第２の導体８６Ｂに接続される発熱体８７Ｂに流れる電流がより低減されるため、複数の発熱体８７の発熱量及び温度をより均一化することができる。

複数の第２の配線８３に均等に電圧が印加される。このため、開口９３が設けられることで、発熱体８７に流れる電流が低減され、Ｙ軸方向における発熱体８７の発熱量及び温度の分布をより均一化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。

１０…画像形成装置、４６…定着装置、７４…加圧ローラ、８１…基板、８１ａ…第１の面、８２…第１の配線、８３…第２の配線、８５…第１の導体、８６，８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄ…第２の導体、８７，８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄ…発熱体、８７Ｄａ…第１の発熱部分、８７Ｄｂ…第２の発熱部分、９１…列、９２…隙間、９３…開口、９４…溝、９５…部分導体、Ｐ…用紙、Ｔ…トナー像。

Claims (9)

1. 基板と、
   第１の方向に延びる第１の導体と、
   前記基板の一つの面に沿う方向であって前記第１の方向と交差する第２の方向に前記第１の導体から離間し、前記第１の方向に互いに離間して並べられ、少なくとも一つに開口が設けられた複数の第２の導体と、
   前記面に設けられ、前記第１の導体に接続された第１の配線と、
   前記面に設けられ、前記第１の配線から離間し、前記複数の第２の導体に接続された複数の第２の配線と、
   前記複数の第２の配線から離間し、互いに離間して前記複数の第２の導体と前記第１の導体とに接続され、電流を印加されることにより発熱する複数の発熱体と、
   トナー像が形成されるとともに前記複数の発熱体のうち少なくとも一つにより加熱された媒体を加圧する、ローラと、
   を具備する定着装置。
2. 前記開口の大きさの、前記複数の第２の導体の大きさに対する比率は、前記複数の第２の導体のうち隣り合う二つの間に設けられる隙間の大きさの、前記複数の第２の導体の大きさに対する比率よりも大きい、請求項１の定着装置。
3. 前記開口が設けられた前記複数の第２の導体のうち少なくとも一つは、前記開口を介して互いに離間するとともに前記第１の方向に並べられた複数の部分導体を有する、請求項１又は請求項２の定着装置。
4. 前記複数の第２の導体は、前記開口が設けられた第１の分割導体と、前記開口が設けられた第２の分割導体と、を含み、
   前記第２の分割導体に設けられた前記開口の大きさの、当該第２の分割導体の大きさに対する比率は、前記第１の分割導体に設けられた前記開口の大きさの、当該第１の分割導体の大きさに対する比率よりも大きい、
   請求項１又は請求項２の定着装置。
5. 前記複数の発熱体は、前記第１の分割導体に接続された第１の発熱体と、前記第２の分割導体に接続されるとともに、前記第１の発熱体よりも、前記第２の配線に印加される電圧あたりの発熱量が多い、第２の発熱体と、を含む、請求項４の定着装置。
6. 前記複数の第２の導体は、前記開口が設けられた分割導体を含み、
   前記分割導体に接続される前記複数の発熱体の一つは、第１の発熱部分と、前記第１の発熱部分と前記第１の方向に並ぶとともに、前記第１の発熱部分よりも、前記第２の配線に印加される電圧あたりの発熱量が多い、第２の発熱部分と、を有し、
   前記分割導体のうち前記第２の発熱部分に接続される部分における前記開口の大きさの、当該第２の発熱部分に接続される部分の大きさに対する比率は、前記分割導体のうち前記第１の発熱部分に接続される部分における前記開口の大きさの、当該第１の発熱部分に接続される部分の大きさに対する比率よりも大きい、
   請求項１又は請求項２の定着装置。
7. 前記複数の第２の導体は、前記第１の方向に並べられた前記複数の第２の導体の列のうち端に位置するとともに前記開口が設けられた第１の分割導体と、前記列において前記第１の分割導体に隣接するとともに前記開口が設けられた第２の分割導体と、前記列において前記第２の分割導体に隣接する第３の分割導体と、を含み、
   前記第２の分割導体に設けられた前記開口の大きさの、当該第２の分割導体の大きさに対する比率は、前記第１の分割導体に設けられた前記開口の大きさの、当該第１の分割導体の大きさに対する比率よりも大きい、
   請求項１又は請求項２の定着装置。
8. 前記複数の第２の配線に均等に電圧が印加される、請求項１乃至請求項７のいずれか一つの定着装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一つの定着装置を具備する、画像形成装置。

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