JP6894269B2 - ヒータおよび定着装置 - Google Patents

Description

本実施形態は、ヒータおよび定着装置に関する。

画像形成装置に搭載される定着装置においては、記録媒体が通過しない部分の温度が極端に上昇するため、記録媒体が通過しない部分を加熱することは省エネルギー化の観点から好ましくない。このため、記録媒体の通過領域あるいは記録媒体中の画像形成領域のみを集中的に加熱する技術が知られている（特許文献１）。

特開２０１５−２８５３１号公開公報

しかし、併設した各々の発熱部をグループ分けしてＡＣで給電するためには、グループ分けした分に応じて電流容量の大きい個別給電路を、同一基板上に設ける必要がある。例えば、そのグループが５つあれば給電路は５つ必要であり、発熱部を設けた基板上にこれらの個別給電路を併設する必要があった。しかもこれらの給電路は相当程度の電流を流す必要があるからそれなりの距離で離間して設ける必要があり、記録媒体と対向する基板面において、本来、記録媒体を加熱するために必要な発熱部の領域のほかに、配線用の領域を確保しなければならなかった。

そこで、本発明の実施形態は、発熱体の分割領域や発熱体の出力に拘らず、記録媒体と対向する基板面を小さくできるヒータおよび定着装置を提供することを解決しようとすることを課題とする。

実施形態に係るヒータは、第１絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の裏面に、表面を接して積層された第２絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の表面において長手方向に複数の分割領域が形成された発熱部と、前記第１絶縁体基板の前記表面の前記発熱部の両端部に、前記複数の分割領域に対応して形成された電極と、前記第１絶縁体基板の前記表面の前記電極の少なくとも１つに接続され、前記第１絶縁体基板の側面に形成された側面導電体と、前記側面導電体に接続され、前記第１絶縁体基板の前記裏面に形成された裏面導電体と、を備える。

第１の実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成例を示す図。 第１の実施形態における画像形成部の一部を拡大して示す構成図。 第１の実施形態におけるＭＦＰの制御系の構成例を示すブロック図。 第１の実施形態に係る定着装置の構成例を示す図。 第１の実施形態における発熱部の配置と給電構造を示す上面図。 図５の給電構造を示す側面図。 図５の給電構造を示す透過斜視図。 図５の給電構造に対応する回路図。 第１の実施形態におけるＭＦＰの制御動作の具体例を示すフローチャート。 第２の実施形態における発熱部への給電構造を示す側面図。 図１０に示す境界面Ａにおける断面図。 第３の実施形態における発熱部への給電構造を示す側面図。 第４の実施形態における発熱部への給電構造を示す側面図。 図１３の給電構造を示す透過斜視図。 第５の実施形態における発熱部への給電構造を示す斜視図。 図１５の給電構造を示す断面図。 第６の実施形態に係る定着装置の構成例を示す図。 図６の構造を側面から見た図。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成例を示す図である。図１において、画像形成装置は、例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではＭＦＰ１０を例に説明する。

ＭＦＰ１０の本体１１の上部には透明ガラスの原稿台１２があり、原稿台１２上には自動原稿搬送部（ＡＤＦ）１３が開閉自在に設けられている。また、本体１１の上部には操作パネル１４が設けられている。操作パネル１４は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を有している。

本体１１内のＡＤＦ１３の下部には、読取装置であるスキャナ部１５が設けられている。スキャナ部１５は、ＡＤＦ１３によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、密着型のイメージセンサ１６を備えている。イメージセンサ１６は、主走査方向（ＡＤＦ１３によって送られる原稿の搬送方向と直交する方向。図１では奥行方向）に配置されている。

イメージセンサ１６は、原稿台１２に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台１２に沿って移動しながら、原稿画像を１ライン分ずつ読み取る。これを原稿サイズ全体にわたって実行し１ページ分の原稿の読み取りを行う。また、ＡＤＦ１３によって送られる原稿の画像を読み取る場合、イメージセンサ１６は、固定位置（図示の位置）にある。

更に、本体１１内の中央部にはプリンタ部１７を有し、本体１１の下部には、各種サイズの用紙Ｐ（記録媒体）を収容する複数の給紙カセット１８を備えている。プリンタ部１７は、感光体ドラムと、露光装置としてＬＥＤを含む走査ヘッド１９を有し、走査ヘッド１９からの光線によって感光体ドラムを走査して画像を生成する。

プリンタ部１７は、スキャナ部１５で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データを処理して用紙に画像を形成する。プリンタ部１７は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを含む。画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト２１の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置されている。また、走査ヘッド１９も画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応した複数の走査ヘッド１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋを有している。

図２は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち、画像形成部２０Ｋを拡大した図である。なお、以下の説明において各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同じ構成であるため、画像形成部２０Ｋを例に説明する。

画像形成部２０Ｋは、像担持体である感光体ドラム２２Ｋを有する。感光体ドラム２２Ｋの周囲には、回転方向ｔに沿って帯電器２３Ｋ、現像器２４Ｋ、一次転写ローラ（転写器）２５Ｋ、クリーナ２６Ｋ、ブレード２７Ｋ等を配置している。感光体ドラム２２Ｋの露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光を照射し、感光体ドラム２２Ｋ上に静電潜像を形成する。

画像形成部２０Ｋの帯電器２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの表面を一様に帯電する。現像器２４Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりブラックのトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム２２Ｋに供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ２６Ｋは、ブレード２７Ｋを用いて感光体ドラム２２Ｋ表面の残留トナーを除去する。

また、図１に示すように、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの上部には、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋにトナーを供給するトナーカートリッジ２８を設けている。トナーカートリッジ２８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジ２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋを含む。

中間転写ベルト２１は、循環的に移動する。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１および従動ローラ３２に張架される。また、中間転写ベルト２１は、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋに対向して接触している。中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２Ｋに対向する位置には、一次転写ローラ２５Ｋにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム２２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト２１に一次転写する。

中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１には、二次転写ローラ３３を対向して配置している。駆動ローラ３１と二次転写ローラ３３の間を用紙Ｐが通過する際に、二次転写ローラ３３により二次転写電圧が用紙Ｐに印加される。そして、中間転写ベルト２１上のトナー像を用紙Ｐに二次転写する。中間転写ベルト２１の従動ローラ３２付近には、ベルトクリーナ３４を設けている。

また、図１で示すように、給紙カセット１８から二次転写ローラ３３に至る間には、給紙カセット１８内から取り出した用紙Ｐを搬送する給紙ローラ３５が設けられている。更に、二次転写ローラ３３の下流には定着装置３６が設けられている。また、定着装置３６の下流には搬送ローラ３７が設けられている。搬送ローラ３７は用紙Ｐを排紙部３８に排出する。更に、定着装置３６の下流には、反転搬送路３９が設けられている。反転搬送路３９は、用紙Ｐを反転させて二次転写ローラ３３の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用される。

図１、図２は本発明の実施形態の一例を示すものであり、定着装置３６以外の画像形成装置部分の構造を限定するものではなく、公知の電子写真方式画像形成装置の構造を用いることができる。

図３は、一実施形態におけるＭＦＰ１０の制御系５０の構成例を示すブロック図である。制御系５０は、例えば、ＭＦＰ１０全体を制御するＣＰＵ１００、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２、入出力制御回路１２３、給紙・搬送制御回路１３０、画像形成制御回路１４０、定着制御回路１５０を備えている。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１２０あるいはＲＡＭ１２１に記憶されるプログラムを実行することにより画像形成のための処理機能を実現する。ＲＯＭ１２０は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラムおよび制御データなどを記憶する。ＲＡＭ１２１は、ワーキングメモリである。ＲＯＭ１２０（あるいはＲＡＭ１２１）は、例えば、画像形成部２０や定着装置３６等の制御プログラムと制御プログラムが使用する各種の制御データを記憶する。本実施形態における制御データの具体例としては、用紙中の印字領域の大きさ（主走査方向での幅）と給電対象となる発熱部との対応関係などが挙げられる。

定着装置３６の定着温度制御プログラムは、トナー像が形成された用紙における画像形成領域の大きさを判定する判定ロジックと、用紙が定着装置３６の内部に搬送される前に画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部のスイッチング素子を選択して給電し、加熱手段における加熱を制御する加熱制御ロジックとを含んでいる。

Ｉ／Ｆ１２２は、ユーザ端末やファクシミリ等の各種装置との通信を行う。入出力制御回路１２３は、オペレーションパネル１２３ａ、表示器１２３ｂを制御する。給紙・搬送制御回路１３０は、給紙ローラ３５あるいは搬送路の搬送ローラ３７等を駆動するモータ群１３０ａ等を制御する。

給紙・搬送制御回路１３０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて給紙カセット１８近傍あるいは搬送路上の各種センサ１３０ｂの検知結果を考慮してモータ群１３０ａ等を制御する。画像形成制御回路１４０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて感光体ドラム２２、帯電器２３、走査ヘッド１９、現像器２４、転写器２５をそれぞれ制御する。定着制御回路１５０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて定着装置３６の駆動モータ３６０、加熱部材３６１、サーミスタ等の温度検知部３６２をそれぞれ制御する。

なお、本実施形態では定着装置３６の制御プログラムおよび制御データをＭＦＰ１０の記憶装置内に記憶してＣＰＵ１００で実行する構成としているが、定着装置３６専用に演算処理装置と記憶装置を別途設ける構成にしてもよい。おんど
図４は、定着装置３６の構成例を示す図である。ここでは、定着装置３６が、板状の加熱部材３６１と、弾性層が形成され、複数のローラに懸架されたエンドレス状の回転体、例えば無端ベルト３６３と、この無端ベルト３６３を駆動するベルト搬送ローラ３６４と、無端ベルト３６３に張力を与えるテンションローラ３６５と、弾性層が表面に形成されたプレスローラ３６６を備えている。

加熱部材３６１は、複数の分割領域としての発熱体３６１ａ、発熱体３６１ｂ、発熱体３６１ｃ、からなる発熱部３６１Ａが無端ベルト３６３の内側に接触して配置し、プレスローラ３６６方向に押圧されることで、プレスローラ３６６との間に所定幅の定着ニップを形成する。この構成では加熱部材３６１がニップ領域を形成しつつ加熱する構成のため、給電時における応答性はハロゲンランプによる加熱方式の場合よりも高い。なお、上述の実施態様では、発熱部３６１Ａを無端ベルト３６３の内側に接触して配置させたが、必ずしも両者を接触させる必要はなく、発熱部３６１Ａと無端ベルト３６３との間に何らかの部材を介在させても良い。

無端ベルト３６３は、例えば厚さ５０μｍのＳＵＳ基材あるいは７０μｍの耐熱樹脂であるポリイミド上の外側に厚さ２００μｍのシリコンゴム層が形成され、最外周はＰＦＡ等のベルト保護層で被覆されている。プレスローラ３６６は、例えばφ１０ｍｍの鉄棒表面に厚さ５ｍｍのシリコンスポンジ層が形成され、最外周はＰＦＡ等のベルト保護層で被覆されている。

また、加熱部材３６１には、例えば、セラミック基板などの絶縁体上に発熱抵抗層あるいはグレーズ層および発熱抵抗層が積層されている。グレーズ層はなくてもよい。発熱抵抗層は、例えばＴａＮやＴａＳｉＯ_２などの既知の素材で形成され、主走査方向において所定の長さと個数に分割されている。分割の詳細については後述する。

図５は、本実施形態における発熱部の配置と給電構造を示す上面図である。ここでは、加熱部材３６１の発熱領域が、ハガキサイズ（１００×１４８ｍｍ）、ＣＤジャケットサイズ（１２１×１２１ｍｍ）、Ｂ５Ｒサイズ（１８２×２５７ｍｍ）、Ａ４Ｒサイズ（２１０×２９７ｍｍ）に対応するために３種類の長さの発熱部に分割されている。各発熱部は、搬送される用紙の搬送精度やスキューや非加熱部分への熱の逃げを考慮して、加熱領域に５％程度の余裕を持つように形成されるものとする。

図５の例では、最小サイズ（第１の媒体サイズ）であるハガキサイズの幅１００ｍｍに対応するため、主走査方向（長手方向）における一番左側に発熱体３６１ａを設け、その幅は１０５ｍｍとする。次に大きいサイズ（第２の媒体サイズ）１２１ｍｍと１４８ｍｍに対応するため、発熱体３６１ａの右側に、幅５０ｍｍの発熱体３６１ｂを設け、１４８ｍｍ＋５％で１５５ｍｍまでの幅をカバーする。更に大きいサイズ（第３の媒体サイズ）１８２ｍｍと２１０ｍｍに対応するため、発熱体３６１ｂの更に右側には、各発熱部の幅６５ｍｍの発熱体３６１ｃを設け、２１０ｍｍ＋５％で２２０ｍｍまでの幅をカバーする。

また、図５に示されるように、発熱体３６１ａ、発熱体３６１ｂ、発熱体３６１ｃの一端部は、いずれも共通電極３６１ｄに接続されているが、他端部は電極３６１ｅ〜３６１ｇにそれぞれ接続されている。３つに分割された発熱体３６１ａ〜３６１ｃと電極３６１ｄ〜３６１ｇは、上述の方法で絶縁体基板３６１ｈの表面（第１の面）に固定されている。また、分割されている電極３６１ｅ〜３６１ｇは、リークを防止するため、それぞれ隣接する電極同士は所定の幅ΔＧ１以上で離間している。

また、発熱体３６１ａ〜３６１ｃ間で共通電極３６１ｄは、導電体３６１ｐに接続されている。同様に、電極３６１ｅ〜３６１ｇは、導電体３６１ｑ〜３６１ｓにそれぞれ接続されている。導電体３６１ｐ〜３６１ｓはいずれも給電装置に接続される。各導電体３６１ｑ〜３６１ｓの詳細については後述する。

なお、図５における発熱領域の分割数とそれぞれの幅は一例として挙げたものであり、これに限定はされない。ＭＦＰ１０が例えば５つの媒体サイズに対応していた場合には、発熱領域を各媒体サイズに合わせて５分割にしてもよい。

すなわち、対応する媒体サイズに応じて分割数、分割幅を自在に選択し、更に細分化された発熱部群を均一に発熱させることができる。同様に、媒体サイズの代わりに印刷サイズ（画像形成領域）の大小に基づいて給電対象の発熱体３６１ａ〜３６１ｃを選択するように構成することもできる。

なお、各発熱部は、連続的に構成することなく、複数の長方形状の発熱素子から構成するようにすることも可能である。すなわち、離間された長方形状の発熱素子を、図５上、上下方向に、共通電極と対向する個々の電極の間に並列的に接続される構成とすることも可能である。

また、図５の例では、共通電極３６１ｄならびに電極３６１ｅ、３６１ｆ、３６１ｇを、絶縁体基板３６１ｈの短手方向（用紙Ｐの搬送方向）の両端部に設けたが、これに限らない。即ち、絶縁体基板３６１ｈの長手方向（用紙Ｐの搬送方向と直交する方向）のどちらかの端部または両端部に、共通電極や個別電極を配設する実施態様であっても良い。

また、図５の例では、用紙を左寄せにする例、すなわち発熱部を、左側を中心に配置する非対称構成の例を示した。しかし、本発明では、用紙の幅に拘らず、用紙の中心が常に中央にあるように発熱部を対象配置する構成とすることもできる。この構成の場合には、用紙が主走査方向（図示左右方向）における中央領域を通過する場合には、発熱部の分割数、大きさ、位置を適宜変更すればよい。

また、本実施形態では、通紙領域にラインセンサ（図示省略する）を配置し、通過する用紙のサイズと位置をリアルタイムで判定できるものとする。印刷動作の開始時に画像データあるいはＭＦＰ１０内で媒体（用紙）を貯蔵されている給紙カセット１８の情報から媒体サイズを判定する構成にしてもよい。

図６は、図５の給電構造を示す側面図であり、図７は透過斜視図である。これらの図に示されるように、加熱部材３６１は、積層状態で配置され、複数の発熱部が最上層に固定された複数の絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊを有している。これらの絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊは、発熱部の数に基づいて設けられている。ここでは、発熱領域が３分割で構成されているので、３層構造となっているが、必ずしも同数には限られない。

基板の積層数は、分割された発熱領域に対する給電パターンの形成領域を確保するために必要な数とする。電流容量が足りるのであれば、基板は１層でもよい。その場合、例えば導電体はこの絶縁層の第１の面の裏面（反対の面）に亘って形成されることとなる。

電流容量の関係で、絶縁層が1層では不足であれば、1つのパターンの導電体を複層で用いても良い。

なお、加熱部材３６１は、セラミック製の絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊに限られない。例えば、ガラスを主成分とするグレーズ層等、耐熱および絶縁機能を有する材料を、印刷方法により複数層塗布してもよい。この場合、図６において、最初に絶縁体基板３６１ｊに相当する部分をグレーズ等により印刷形成し、その上に、電極３６１ｅを形成し、その上に、３６１ｉに相当する部分を、同様にグレーズ等により印刷形成し、その上に、電極３６１ｆを形成し、同様の手順で、３６１ｈ、３６１ｇを形成する。

なお、加熱部材３６１を形成する際は、セラミック製の絶縁層（絶縁体基板）と、グレーズ等を原材料とする印刷方式による絶縁層とを、混成しても良い。

導電体３６１ｑは、第１層の絶縁体基板３６１ｈと第２層の絶縁体基板３６１ｉの側面並びに絶縁体基板３６１ｉと第３層の絶縁体基板３６１ｊとの境界面Ｂに亘って連続して形成されている。同様に、導電体３６１ｒは、絶縁体基板３６１ｈの側面並びに絶縁体基板３６１ｈと絶縁体基板３６１ｉとの境界面Ａに亘って連続して形成されている。図７に示されるように、導電体３６１ｑおよび導電体３６１ｒは、基板の側面や境界面Ｂおよび境界面Ａにおいて板状の良導体層を形成している。良導体層の厚さは、例えば、１０μｍ程度とすると好適である。なお、本実施形態では、絶縁体基板の側面に導電体３６１ｒ，導電体３６１ｒを設けているが、給電経路に側面を使用せずに、各電極部分から各導電体を絶縁体内部に形成したスルーホールにより導通させることも可能である。

また、図６および図７の例では、第１層の絶縁体基板３６１ｈの上面に導電体３６１ｓの配置スペースを確保できているため、導電体３６１ｓについては絶縁体基板間の境界面上には形成されてはいない。しかし、設計上、発熱面と同一面上において導電体の配置スペースの確保が困難な場合には、絶縁体基板の積層数を適宜増やして、他と同様に基板の側面と境界面に亘って連続的に形成することもできる。これは、発熱部間で共通電極３６１ｄ側に配置されている導電体３６１ｐについても同様である。

導電体３６１ｐ〜３６１ｒは、複数の電極３６１ｄ〜３６１ｇと給電装置との間において並列の給電経路を構成し、隣接する給電経路が所定の幅ΔＧ以上で離間するように配置される。

良導体層である導電体３６１ｐ〜３６１ｒの形成は絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊの形成時に同時に行ってもよいし、後から、貼りあわせてもよい。なお、本実施形態では、最下層（第３層）の底面側には良導体層を設けていないため、温度検知部３６２を配置するのに好適である。

発熱抵抗層の形成方法は既知の方法、例えばサーマルヘッドの作成方法と同様であり、発熱抵抗層の上にマスキングによりアルミニウム層（電極層）を形成させる。隣接する発熱領域間が絶縁され、かつ、用紙搬送方向に発熱部（抵抗発熱体）が露出するようなパターンでアルミニウム層を形成する。発熱部への給電は、両端のアルミニウム層（電極）から導電体（配線）で繋ぎ、それぞれをスイッチングドライバのスイッチング素子等に繋ぐ。更に、抵抗発熱体、アルミ層、配線等の全てを覆うように、最上部に表面保護層を形成する（図１８の表面保護層４３）。発熱体３６１ａ〜３６１ｃの切替部である駆動ＩＣの具体例としては、スイッチング素子、ＦＥＴ、トライアックス、スイッチングＩＣなどが挙げられる。各図では、駆動ＩＣはスイッチ１５１ａ，１５１ｂ、１５１ｃとして示している。

表面保護層４３は、例えばＳｉＮ系やＳｉ−Ｏ−Ｎ系などによって形成される。このような発熱部群に対して交流や直流を供給する場合は、トライアックや、ＦＥＴで発熱させる部分をゼロクロスで給電し、フリッカにも配慮するものとする。

図８は、第１の実施形態における発熱部群への給電構造を示す回路図である。ここでは、各発熱体３６１ａ〜３６１ｃが、対応するスイッチ１５１ａ〜１５１ｃによって個別に通電が制御される並列の給電構造が示されている。共通電極３６１ｄに導電体３６１ｐが接続され交流電源４５の一端に接続される。交流電源４５の他端は、スイッチ１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃの一端に共通接続され、これらのスイッチの他端は、各々導電体３６１ｑ，３６１ｒ，３９１ｓに接続される。

導電体３６１ｑ，３６１ｒ，３６１ｓは各々電極３６１ｅ，３６１ｆ，３６１ｇに接続されている。これらの電極３６１ｅ，３６１ｆ，３６１ｇは、各々発熱体３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃの一端に接続される。これらの発熱体３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃの他端は、共通電極３６１ｄに接続される。

図８に示す回路接続関係を、図６に示す構造体の接続に示すと、図６の右端に示すようになる。すなわち、導電体３６１ｑにスイッチ１５１ａが接続され、導電体３６１ｒにスイッチ１５１ｂが接続され、導電体３６１ｓにはスイッチ１５１ｃが接続される。これらのスイッチ１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃは交流電源４５に共通接続されている。

図６の構造体を矢印Ｃの方向の側面から見た構成を図１８に示す。すなわち、絶縁体基板３６１ｊ，３６１ｉ，３６１ｈが積層され、絶縁体基板３６１ｊの上面に導電体３６１ｑが設けられ、絶縁体基板３６１ｉの上面に導電体３６１ｒが設けられている。なお、図１８においては、交流電源４５、スイッチ１５１ａ、１５１ｂ、スイッチ１５１ｃを、絶縁体基板３６１ｈ、３６１ｉ、３６１ｊの短手方向に配置して図示しているが、実際は、長手方向に配置されるものである。

交流電源４５は、その一端を共通電極３６１ｄに接続され、他端はスイッチ１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに接続されている。スイッチ１５１ｃの他端は、導電体３６１ｓに接続されている。スイッチ１５１ａの他端は、絶縁体基板３６１ｉの側面及びこの基板の底面に設けられた導電体３６１ｑに接続されている。スイッチ１５１ｂの他端は、絶縁体基板３６１ｈの側面及びこの基板の底面に設けられた導電体３６１ｒに接続されている。

発熱体３６１ｃ及び図１８には示していない発熱体３６１ａ，３６１ｂの上面には、先に述べた表面保護層４３が設けられている。

上述のように、図６に示される実施形態においては、導電体３６１ｑ、３６１ｒ、３６１ｓからスイッチ１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃに接続する構成を、絶縁体基板３６１ｊ、３６１ｉ、３６１ｈの長手方向に集約させている。このため、配線の取り回しが簡略化されるという効果を奏する。

（第１の実施形態における印刷時の動作説明）
以下、上記のように構成されたＭＦＰ１０の印刷時の動作を図面に基づいて説明する。図９は、第１の実施形態におけるＭＦＰ１０の制御の具体例を示すフローチャートである。

先ず、スキャナ部１５で画像データを読込む（Ａｃｔ１０１）と、画像形成部２０における画像形成制御プログラムと定着装置３６における定着温度制御プログラムが並列して実行される。

画像形成処理が開始されると、読込まれた画像データを処理し（Ａｃｔ１０２）、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を書込み（Ａｃｔ１０３）、現像器２４で静電潜像を現像した後（Ａｃｔ１０４）、Ａｃｔ１１４へ進む。

他方、定着温度制御処理が開始されると、例えばラインセンサ（図示省略された）の検出信号、操作パネル１４による用紙選択情報、あるいは画像データの解析結果等に基づいて用紙サイズと画像データの印字範囲の大きさをそれぞれ判定し（Ａｃｔ１０５）、用紙Ｐの印字範囲が通過する位置に配置された発熱部群を発熱対象として選択する（Ａｃｔ１０６）。

次に、選択された発熱部群への温度制御開始信号をＯＮにすると（Ａｃｔ１０７）、選択された発熱部群への給電が行われ、温度が上昇する。

次に、無端ベルト３６３の内側あるいは外側に配置された温度検知部３６２により、発熱部群の表面温度を検知すると（Ａｃｔ１０８）、発熱部群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する（Ａｃｔ１０９）。ここで、発熱部群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定された場合は（Ａｃｔ１０９：Ｙｅｓ）、Ａｃｔ１１０へ進む。これに対し、発熱部群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定された場合は（Ａｃｔ１０９：Ｎｏ）、Ａｃｔ１１１へ進む。

Ａｃｔ１１１においては、発熱部群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定された場合（Ａｃｔ１１１：Ｙｅｓ）は、Ａｃｔ１０６において選択されていた発熱部群への給電をＯＦＦにし（Ａｃｔ１１２）、Ａｃｔ１０８へ戻る。これに対し、発熱部群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定された場合（Ａｃｔ１１１：Ｎｏ）は、Ａｃｔ１０９の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、発熱部群への給電をＯＮ状態に維持、あるいは、再度ＯＮにし（Ａｃｔ１１３）、Ａｃｔ１０８へ戻る。

次に、発熱部群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Ｐを転写部に搬送すると（Ａｃｔ１１０）、用紙Ｐにトナー像を転写した後（Ａｃｔ１１４）に、用紙Ｐを定着装置３６内に搬送する。

次に、定着装置３６内で用紙Ｐにトナー像を定着させると（Ａｃｔ１１５）、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する（Ａｃｔ１１６）。ここで、印字処理を終了すると判定した場合（Ａｃｔ１１６：Ｙｅｓ）、全ての発熱部群への給電をＯＦＦにし（Ａｃｔ１１７）、処理を終了する。これに対し、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合（Ａｃｔ１１６：Ｎｏ）、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Ａｃｔ１０１へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。

以上、本実施形態によれば、絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊを積層構造とするとともに、分割された導電体３６１ｑを絶縁体基板３６１ｈおよび第２層の絶縁体基板３６１ｉの側面から基板間の境界面Ｂに亘って、導電体３６１ｑを絶縁体基板３６１ｈの側面および基板間の境界面Ｂに亘って連続的に形成し、導電体３６１ｓを第１層の絶縁体基板３６１ｈの上面に形成している。このように、発熱面である第１層の絶縁体基板３６１ｈの上面だけでなく、絶縁体基板の側面と境界面を利用して良導体層を形成することにより、発熱体３６１ａ〜３６１ｃと同一面上に形成する給電経路（給電パターン）の数を少なくすることができる。このため、加熱部材３６１の発熱領域を複数に分割し、各発熱領域を独立して制御する場合でも、媒体の搬送方向におけるヒータ幅を小型化（例えば１０ｍｍ以下）し、ベルト直径２０〜３０ｍｍといった小型の定着装置３６に搭載することも可能となる。なお、本実施形態では画像サイズに相当する部分の発熱に関して述べたが、ヒータを細分化して、画像のあるところのみを加熱させる、あるいは、何らかの事情で部分的に温度差があるところを補正しながら加熱することも可能である。

＜第２の実施形態＞
図１０は、第２の実施形態における発熱部群への給電構造を示す側面図である。また、図１１は、図１０に示す境界面Ａにおける断面図である。なお、第１の実施形態において付された符号と共通の符号は同一の対象を示すものとする。また、発熱部群は、第１の実施形態と同様に３分割されているものとする。

図１０に示されるように、本実施形態では、絶縁体基板が３層構造から２層構造となっており、発熱部群の数よりも少ない層数に抑えられている。また、図１１に示されるように、絶縁体基板の層数を減らすために、境界面Ａ内には、導電体３６１ｑおよび導電体３６１ｒが所定の幅ΔＧ２で離間して形成されている。なお、本実施形態では、絶縁体基板の側面に導電体３６１ｑ,３６１ｒを設けているが、給電経路に側面を使用せずに、各電極部分から各導電体を絶縁体内部に形成したスルーホールにより導通させることも可能である。

以上、本実施形態によれば、３つの導電体３６１ｑ〜３６１ｓのうちの２つが、同一の境界面を共用して給電経路を構成しているため、絶縁体基板の積層数を第１の実施形態に比べて抑え、加熱部材３６１全体の厚さを薄くすることができる。発熱部群の分割数を更に増やした場合も同様であり、分割数の増加に伴って絶縁体基板の層数を増やさなければならない場合、一つの境界面に対して複数の導電体の給電経路を構築することができるため、効果的である。また、絶縁体基板の積層数が少なくなるため、製造コストを削減できる利点もある。

＜第３の実施形態＞
図１２は、第３の実施形態における発熱部群への給電構造を示す側面図である。図１２に示されるように、本実施形態は、導電体３６１ｑが基板間の境界面ではなく、最下層の絶縁体基板３６１ｉの底面にも形成されている点で上記二つの実施形態とは異なっている。絶縁体基板３６１ｉの底面に給電経路が形成されることにより、接触式の温度検知部を底面に配置することはできなくなるため、代わりに非接触の温度検知部を使用して温度制御を行うと好適である。

なお、本実施形態では、絶縁体基板の側面に導電体３６１ｑ,３６１ｒを設けているが、給電経路に側面を使用せずに、各電極部分から各導電体を絶縁体内部に形成したスルーホールにより導通させることも可能である（後述の第５の実施形態を示す図１６のスルーホール３６１ｔｈを参照）。

本実施形態によれば、絶縁体基板の積層数を第１の実施形態に比べて抑え、加熱部材３６１全体の厚さを薄くすることができる。また、絶縁体基板の積層数が少なくなるため、製造コストを削減できる利点もある。

＜第４の実施形態＞
図１３は、第４の実施形態における発熱部群への給電構造を示す側面図である。また、図１４は、図１３の給電構造を示す透過斜視図である。これらの図に示されるように、本実施形態では、複数の絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊの最上層（絶縁体基板３６１ｈ）の上面側に積層され、複数の発熱体３６１ａ〜３６１ｃの表面と電極３６１ｅ〜３６１ｇの上面を被覆する絶縁体基板４０１を更に備えている。絶縁体基板４０１は、絶縁体基板３６１ｈ〜３６１ｊと同一材料で形成されてもよいが、耐熱性・絶縁性を有する別の材料から形成されてもよい。

このように、本実施形態によれば、複数の発熱体３６１ａ〜３６１ｃの表面を覆うように耐熱性を有する絶縁体基板４０１を更に積層しているため、複数の発熱体３６１ａ〜３６１ｃの間の絶縁性が確保され、温度ムラの発生を防ぐことができる。

＜第５の実施形態＞
図１５は、第５の実施形態における発熱部群への給電構造を示す斜視図である。また、図１６は、図１５の給電構造を示す断面図である。これらの図に示されるように、複数の発熱体３６１ａ〜３６１ｃの一端側の共通電極３６１ｄが発熱面側に形成され、他端側の電極３６１ｇが絶縁体基板３６１ｈの厚み方向に形成されたスルーホール３６１ｔｈを介して発熱面側から裏面側に通って形成されている。

このように、本実施形態によれば、電極が発熱部の表面側と裏面側にそれぞれ形成されることで、加熱部材３６１のサイズを大きくすることなく、給電ソケット（図示省略する）の位置に対応して電極を形成することが可能となる。

＜第６の実施形態＞
上述の図4に示した、定着装置の構成例では、加熱部材３６１の発熱部側が無端ベルト３６３の内側に接して設けられ、対向するプレスローラ３６６方向に押圧されることにより、無端ベルト３６３とプレスローラ３６６に挟まれて移動する用紙Pに、トナーが加熱定着されるようになっていた。このときの無端ベルト３６３の駆動は、駆動モータが接続されるベルト搬送ローラ３６４によりなされていた。しかし、プレスローラ側から駆動して、用紙Pを移送するようにすることも可能である。

このような例の定着装置の構成例を図１７に示す。図１７に示す定着装置では、プレスローラ側から駆動される。プレスローラ５１と対向して断面円弧状のフィルムガイド５２が設けられ、その外側に定着フィルム５３が回転可能に取り付けられている。フィルムガイド５２の内側には、セラミックヒータ５４ａ、複数の発熱部５４ｂ、表面保護層５４ｃが積層して設けられる。この積層部は、上記定着フィルムを介してプレスローラに圧接されニップ部を形成する。上述のように発熱部は並列に接続されており、温度制御回路５５に接続される。温度制御回路５５は図示しないスイッチング素子を開閉制御して、温度を制御する。

この定着装置の作動中には、駆動モータに接続されたプレスローラ５１が回転駆動して、接触している定着フィルムを従動回転させる。このとき、左方から定着フィルム５３とプレスローラ５１間に入ってくる用紙Ｐを、発熱部５４ｂにより加熱定着させ、右方に排出する。

このように、本発明の定着装置は、プレスローラ側から駆動力を与える構造とすることも可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。本実施形態およびその変形は、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…ＭＦＰ
３６…定着装置
５１、３６６…プレスローラ（加圧体）
３６１…加熱部材
３６１Ａ…発熱部
３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃ…発熱体（複数の分割領域）
３６１ｄ・・・共通電極
３６１ｅ，３６１ｆ，３６１ｇ…電極
３６１ｈ，３６１ｉ，３６１ｊ…絶縁体基板（絶縁層）
３６１ｐ，３６１ｑ，３６１ｒ，３６１ｓ…導電体
３６１ｔｈ・・・スルーホール
４０１…他の絶縁体基板（他の絶縁層）
４３・・・表面保護層
４５・・・交流電源

Claims (8)

1. 第１絶縁体基板と、
   前記第１絶縁体基板の裏面に、表面を接して積層された第２絶縁体基板と、
   前記第１絶縁体基板の表面において長手方向に複数の分割領域が形成された発熱部と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面の前記発熱部の両端部に、前記複数の分割領域に対応して形成された電極と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面の前記電極の少なくとも１つに接続され、前記第１絶縁体基板の側面に形成された側面導電体と、
   前記側面導電体に接続され、前記第１絶縁体基板の前記裏面に形成された裏面導電体と、
   を備えるヒータ。
2. 前記第１絶縁体基板の前記発熱部及び前記電極の上に積層された被覆絶縁体基板を、更に有する請求項１記載のヒータ。
3. 第１絶縁体基板と、
   前記第１絶縁体基板の裏面に、表面を接して積層された第２絶縁体基板と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面において長手方向に複数の分割領域が形成された発熱部と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面の発熱部の一端部に、前記複数の分割領域に対応して各々形成された分割電極と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面の発熱部の他端部に、前記複数の分割領域に共通に形成された共通電極と、
   前記第１絶縁体基板の前記表面の前記分割電極の少なくとも１つに接続され、かつ前記第１絶縁体基板の側面に形成された側面導電体と、
   前記側面導電体に接続され、前記第１絶縁体基板の前記裏面と前記第２絶縁体基板の前記表面の境界面に形成された境界面導電体と、
   を備えるヒータ。
4. 前記境界面導電体は、前記分割電極１つに対応して形成された請求項３記載のヒータ。
5. 前記境界面導電体は、互いに離間して、複数の前記分割電極に対応して複数形成された請求項３記載のヒータ。
6. 前記第１絶縁体基板の前記発熱部、前記分割電極及び前記共通電極の上に積層された被覆絶縁体基板を、更に有する請求項３ないし請求項５のいずれか一項記載のヒータ。
7. エンドレス状の回転体と、
   第１絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の裏面に、表面を接して積層された第２絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の表面において長手方向に複数の分割領域が形成された発熱部と、前記第１絶縁体基板の前記表面の発熱部の両端部に、前記複数の分割領域に対応して形成された電極と、前記第１絶縁体基板の前記表面の前記電極の少なくとも１つに接続され、前記第１絶縁体基板の側面に形成された側面導電体と、前記側面導電体に接続され、前記第１絶縁体基板の前記裏面に形成された裏面導電体と、を有し、前記エンドレス状の回転体の内側に設けられたヒータと、
   前記エンドレス状の回転体を挟んで前記ヒータと対向し、前記エンドレス状の回転体とともに記録媒体を押圧するためのニップを形成する加圧体と
   を備える定着装置。
8. エンドレス状の回転体と、
   第１絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の裏面に、表面を接して積層された第２絶縁体基板と、前記第１絶縁体基板の表面において長手方向に複数の分割領域が形成された発熱部と、前記第１絶縁体基板の前記表面の前記発熱部の両端部に、前記複数の分割領域に対応して形成された電極と、前記第１絶縁体基板の前記表面の前記電極の少なくとも１つに接続され、前記第１絶縁体基板の側面に形成された側面導電体と、前記側面導電体に接続され、前記第１絶縁体基板の前記裏面に形成された裏面導電体とを有し、前記エンドレス状の回転体の内側に設けられたヒータと、
   前記エンドレス状の回転体を挟んで前記ヒータと対向し、前記エンドレス状の回転体とともに記録媒体を押圧するためのニップを形成する加圧体と
   を備える定着装置。

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