JP7130439B2 - ヒータ及び定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真記録方式の画像形成装置に搭載される定着装置及びこの定着装置に搭載されるヒータに関するものである。

特許文献１には、筒状の定着フィルムの内部空間に、独立制御可能な複数の発熱ブロックを有するヒータを配置した定着装置が開示されている。また、このヒータには、各発熱ブロック毎にサーミスタが設けられている。発熱ブロックへ電力供給するための電極はヒータ基板の一方の面に設けられており、サーミスタ用の電極はヒータの基板の他方の面に設けられている。

特開２０１７－０５４０７１号公報

発熱ブロック用の電極とサーミスタ用の電極との間には、基礎絶縁、場合によっては強化絶縁を施す必要がある。上述の２つの電極を基板の表裏の同位置に配置した場合には、ヒータ長手方向及び短手方向双方に絶縁距離を確保する必要がある。しかしながら、絶縁距離を確保するためにヒータの短手方向の幅を増やすと、ヒータの熱容量が増え、ヒータの立ち上げに時間が掛ってしまう。また、ヒータの短手方向に余剰な余白部を設けると、ヒータが熱的ストレスに弱い形態になってしまう。加えて、電気コネクタを介して各電極に連結される配線も他方の電極との絶縁距離を確保する必要がある。よって、絶縁距離を確保しながら配線するためには余剰なスペースを設けなければならない。特に、特許文献１に記載のような分割ヒータでは、発熱体への発熱体用の電極及びサーミスタ用の電極の数が非常に多い。このため、ヒータ長手方向の端部付近の電極への電気コネクタ及び配線の密集が避けられず、装置が大型化し易い。

本発明の目的は、発熱ブロック（発熱体）用の電極とサーミスタ（温度検知素子）用の電極との間の絶縁性を確保できるヒータ及びこのヒータを搭載する定着装置を提供することにある。

上述の課題を解決するための本発明のヒータは、基板と、前記基板の第一の面に形成されており、互いに独立して制御可能な複数の発熱体と、前記第一の面に形成されており、前記複数の発熱体に給電するための複数の給電端子が接触する第一の電極群と、前記基板の前記第一の面とは反対側の第二の面に形成されている複数の温度検知素子と、前記第二の面に形成されており、前記複数の温度検知素子に給電するための複数の給電端子が接触する第二の電極群と、を有し、前記第一の電極群の少なくとも一部と、前記第二の電極群の少なくとも一部と、が前記基板の長手方向において、前記基板の中央よりも一方の端部の側の領域に形成されており、前記一方の端部の側の領域に形成された前記第一の電極群の中の前記少なくとも一部は、前記一方の端部の側の領域に形成された前記第二の電極群の中の前記少なくとも一部よりも前記長手方向において前記一方の端部側に配置されており、前記一方の端部の側の領域に形成された前記第一の電極群の中の前記長手方向において前記第二の電極群に最も近い電極と、前記第二の電極群と、は間隔を空けて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、発熱ブロック（発熱体）用の電極とサーミスタ（温度検知素子）用の電極との間の絶縁性を確保できるヒータ及びこのヒータを搭載する定着装置を提供できる。

画像形成装置の断面図 定着装置の断面図 実施例１の定着装置の端部の断面図 ヒータの断面図 実施例１のヒータの図 実施例１の定着装置の端部の上面図 実施例２のヒータの図 実施例２の定着置の端部の断面図 実施例２の定着装置の端部の上面図 実施例２の他の構成を示した図 実施例３のヒータの断面図 実施例３のヒータの図 実施例３の定着装置の端部の断面図 実施例３の定着装置の端部の上面図

（実施例１）
（画像形成装置）
図１は電子写真技術を用いた画像形成装置（以下、レーザビームプリンタと称する）１の断面図である。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット６が出射し、画像形成プロセスユニット７に内包される感光体８を走査する。感光体８にはレーザ光に基づく静電潜像が形成されるとともに、トナーが供給されると感光体８上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット２に積載された普通紙等の記録材Ｐはピックアップローラ３によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ４、レジストローラ５を経て、感光体８と転写ローラ９の間に向けて搬送される。記録材Ｐが感光体８と転写ローラ９との間を通過する過程で感光体８上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは定着器２０で加熱されて、トナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、搬送ローラ１０、排紙ローラ１１によってレーザプリンタ１上部の排紙トレイ１２に排出される。１３は定着器等を駆動するモータである。１４は制御回路であり、商用電源１５に接続されており、定着器２０やその他の負荷に電力供給している。

（定着器）
図２は定着器２０の断面図である。定着器２０は、筒状のフィルム（定着フィルム）２１と、フィルム２１の内面に接触するヒータ３０と、フィルム２１を介してヒータ３０と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（ニップ部形成部材）２２と、を有する。フィルム２１は、記録材に形成された未定着トナー画像と接触する。加圧ローラ２２は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２３と、耐熱ゴム等の材質の弾性層２４を有する。ヒータ３０は耐熱樹脂製の保持部材であるヒータホルダ２５に保持されている。ヒータホルダ２５はフィルム２１の回転を案内するためのガイド機能も有している。２６はヒータホルダ２５に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーである。

不図示のバネ圧をステー２６が受け、ヒータホルダ２５を介してヒータ３０を加圧ローラ２２に向けて付勢する。その付勢力を受けて加圧ローラ２２の弾性層２４が弾性変形し、定着ニップ部Ｎが形成される。フィルム２１は定着ニップ部Ｎでヒータ３０と加圧ローラ２２で挟持された状態となる。モータ１３より不図示のギア列を介して加圧ローラ２２が矢印Ｒ１方向に回転すると、定着ニップ部Ｎで挟持されたフィルム２１は矢印Ｒ２方向に従動回転する。矢印Ｆは記録材Ｐの搬送方向を示している。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、回転する加圧ローラ２２及び従動回転するフィルム２１の間に形成される定着ニップ部Ｎに突入し、挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される（ヒータの熱で未定着トナー画像を記録材に定着する）。尚、ヒータ３０の構成の説明は後述する。

図３は実施例１における定着器２０の長手方向の端部の構成を説明する図であり、図２におけるＡ－Ａ断面図である。図３（Ａ）は駆動側の端部構成を、図３（Ｂ）は非駆動側の端部構成を示している。２７は加圧ローラ２２の軸受であり、加圧ローラ２２を回転可能に支持する。２８は加圧ローラに取り付けられた入力ギアである。２９はフィルム２１の両端部に対向する位置に配置されており、フィルム２１の回転軌跡をガイドするフランジである。５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは、ヒータに接続される電気接点部材となるコネクタである。コネクタの詳細については後述する。

（ヒータ）
続いて、実施例１におけるヒータ３０の構成について説明する。図４はヒータ３０の長手方向の中央における断面図であり、図２におけるヒータ３０の拡大図に相当する。図５はヒータ３０の長手方向ＬＤにおける構成を説明する平面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は裏面層３３から見た図であり、図５（Ａ）は保護ガラス３５の上から見た図、図５（Ｂ）は保護ガラス３５を除いた図となっている。図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は摺動面層３２から見た図であり、図５（Ｄ）は保護ガラス３７の上から見た図、図５（Ｃ）は保護ガラス３７を除いた図である。尚、矢印Ｆは記録材Ｐの搬送方向を示している。また、図中Ｘ０は記録材の搬送基準位置であり、記録材Ｐの幅方向中央に一致する。サイズの異なる記録材Ｐを通紙した場合にも、記録材Ｐの紙幅方向中央を基準Ｘ０に合わせて搬送する。なお、本例の場合、基準Ｘ０は、基板３１の長手方向ＬＤにおける基板３１の中央３１ｃとなっている。

本例のヒータ３０は、基板３１と、基板３１の第一の面３１ａに形成されており、互いに独立して制御可能な複数の発熱体３４ａ～３４ｃを有する。更に、第一の面３１ａに形成されており、複数の発熱体３４ａ～３４ｃに給電するための複数の給電端子５０ａＴ１、５０ａＴ２、５０ｂＴ１が接触する第一の電極群３９ａ～３９ｃを有する。更に、基板３１の第一の面３１ａとは反対側の第二の面３１ｂに形成されている複数の温度検知素子Ｔ１～Ｔ３を有する。更に、第二の面３１ｂに形成されており、複数の温度検知素子Ｔ１～Ｔ３に給電するための複数の給電端子５１ａＴ１、５１ａＴ２、５１ｂＴ１、５１ｂＴ２、５１ｂＴ３が接触する第二の電極群４０ａ～４０ｅと、を有する。

第一の電極群３９ａ～３９ｃの少なくとも一部３９ａ、３９ｂと、第二の電極群４０ａ～４０ｅの少なくとも一部４０ａ、４０ｂと、が基板３１の長手方向ＬＤにおいて、基板３１の中央３１ｃよりも一方の端部３１ｅ１側に形成されている。一方の端部３１ｅ１側の領域に形成された第一の電極群３９ａ、３９ｂの中の長手方向ＬＤにおいて第二の電極群４０ａ、４０ｂに最も近い電極３９ｂと、第二の電極群４０ａ、４０ｂと、は間隔Ｄを空けて配置されている。第一の電極群３９ａ～３９ｃが第二の電極群４０ａ～４０ｅよりも長手方向ＬＤにおいて基板３１の中央３１ｃに近い位置に配置されている。以下、詳細に説明する。なお、３１ｅ２は基板３１の他方の端部である。

基板３１上の摺動面層３２の面には、ヒータ３０の長手方向に延在した発熱体３４ａ、３４ｂ、３４ｃが設けられている。記録材Ｐの搬送方向上流側に発熱体３４ａ、下流側に発熱体３４ｂ、中央に発熱体３４ｃが配置されている。３本の発熱体の上部を覆うように絶縁性の保護ガラス３５が覆っている。この保護ガラス３５の表面をフィルム２１が摺動することになる。また、基板３１の裏面層３３には、印刷されたサーミスタ（温度検知素子）Ｔ１、及びサーミスタＴ１に通電するための導電体３６ａ、３６ｂが設けられている。このサーミスタは負の抵抗温度特性を持ち、温度に依存して抵抗値が変化する特性を有し、ヒータ３０の温度を検知する機能を有する。サーミスタＴ１及び導電体３６ａ、３６ｂを覆うように、保護ガラス３７が設けられている。

図５（Ｃ）に示すように、摺動面層３２には、ヒータ３０の長手方向ＬＤに沿って発熱体３４ａ、３４ｂ、３４ｃが延在するとともに、３本の発熱体の両端部には、それぞれ導電体３８ａ～３８ｄ及び発熱体用の電極３９ａ～３９ｃが接続されている。導電体３８ｄ及び発熱体用の電極３９ｃは３本の発熱体３４ａ～３４ｃそれぞれの一端に接続された共通の導電体及び電極である。発熱体３４ａの他端は導電体３８ａを経由して発熱体用の電極３９ａに接続され、同じく発熱体３４ｂの他端も導電体３８ｂを介して発熱体用の電極３９ａに接続されている。同様に、発熱体３４ｃの他端は導電体３８ｃを経由して発熱体用の電極３９ｂに接続されている。したがって、発熱体用の電極３９ａ－３９ｃ間に給電することにより、発熱体３４ａ及び３４ｂが同時に発熱し、発熱体用の電極３９ｂ－３９ｃ間に給電することにより、発熱体３４ｃが発熱するヒータ回路構成となっている。その摺動面層３２の上部より保護ガラス３５が発熱体用の電極３９ａ～３９ｃを除いて覆うように設けられている。すなわち、図５（Ｄ）に示すように、発熱体用の電極３９ａ～３９ｃのみが露出した状態となっている。後述する電気接点部材の給電端子５０ａＴ１、５０ａＴ２、５０ｂＴ１が発熱体用の電極３９ａ～３９ｃに接触することにより、商用電源１５から発熱体３４ａ～３４ｃへの給電回路が形成される構成となっている。本実施例におけるヒータ３０では、図中左側端部に２つの発熱体用の電極３９ａと３９ｂが発熱体用の電極群を形成しており、図中右側端部は１つの発熱体用の電極３９ｃで構成されている。

続いて、図５（Ｂ）を用いて裏面層３３の構成について説明する。第二の面３１ｂにはサーミスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３が印刷されている。また、各サーミスタには導電体と電極が接続されている。各サーミスタは、後述する電気接点部材及び導電部材を介して制御回路１４に繋がっている。制御回路１４は、各サーミスタの抵抗値を測定することにより温度を検知する。サーミスタＴ１は搬送基準位置Ｘ０と略一致する位置に配置されている。制御回路１４は、サーミスタＴ１の検知温度が、定着に適した目標温度を維持するように各発熱体へ供給する電力を制御する。

サーミスタＴ２及びＴ３は発熱体３４ａ～３４ｃの長手方向ＬＤの端部付近に形成されている。これらのサーミスタＴ２、Ｔ３は、小サイズの記録材Ｐが連続で通紙された場合のヒータの非通紙部の温度を検知する目的で配置されている。導電体３６ａは各サーミスタの一端に接続され、両端の電極４０ａ、４０ｅに接続されている。電極４０ａ、４０ｅは、後述する電気接点部材及び導電部材を介して制御回路１４のグランド電位に接続されている。導電体３６ｂ～３６ｄの一端は、サーミスタＴ１～Ｔ３それぞれに接続され、もう一端は電極４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに接続されている。保護ガラス３７は電極４０ａ～４０ｅを除いて裏面層３３を覆っている。すなわち、図５（Ａ）に示すように、裏面層３３は電極４０ａ～４０ｅのみが露出した状態となり、後述する電気接点部材が電極４０ａ～４０ｅに接触する。これにより制御回路１４が各サーミスタの温度を検知する構成となっている。本実施例においては、サーミスタ用の電極４０ａ、４０ｂが第二の電極群の一部を形成し、サーミスタ用の電極４０ｃ～４０ｅも第二の電極群を形成している。

本例のヒータは、発熱体用の電極群３９ａ、３９ｂのうち最もサーミスタ用の電極に近い電極３９ｂと、サーミスタ用の電極群４０ａ、４０ｂのうち最も発熱体用の電極に近い電極４０ａと、がヒータ３０の長手方向ＬＤにおいて間隔Ｄを設けて配置されている。間隔Ｄは発熱体用の電極とサーミスタ用の電極との間に必要な絶縁距離を確保するために設けてある。この間隔Ｄを設けることにより、ヒータの基板３１の短手方向の幅を大きくして絶縁距離を確保する必要がない。よって、昇温特性が優れ、基板３１に掛る熱応力にも強いにも拘らず、２つの電極の絶縁距離を確保できるヒータを提供できる。なお、中央３１ｃと端部３１ｅ２間に設けられた発熱体用の電極３９ｃとサーミスタ用の電極４０ｅとの間にも、間隔Ｄが設けられている。

（電気接点部材及び導電部材の構成）
続いて、発熱体用の電極及びサーミスタ用の電極に接続され、制御回路１４への通電を確保する電気接点部材及び導電部材の構成を、図３及び図６を用いて説明する。

図６は図３における上面図に相当し、図６（Ａ）は駆動側、図６（Ｂ）は非駆動側の定着器の構成を示している。５０ａ及び５０ｂは発熱体用の電極に接触する発熱体用のコネクタ（電気接点部材）である。発熱体用のコネクタ５０ａには、給電端子５０ａＴ１、５０ａＴ２が設けられている。給電端子５０ａＴ１は電極３９ａと接触する。給電端子５０ａＴ２は電極３９ｂと接触する。発熱体用のコネクタ５０ｂには、給電端子５０ｂＴ１が設けられている。給電端子５０ｂＴ１は電極３９ｃと接触する。

図６（Ｃ）は図６（Ａ）におけるＢ－Ｂ断面図であり、発熱体用のコネクタ５０ａの構成を説明する図である。発熱体用のコネクタ５０ａは、図６（Ｃ）に示すように、略コの字型の挿し込みコネクタの構成であり、発熱体用の電極３９ａ、３９ｂに向けて矢印Ｐ方向に挿し込まれ、コネクタ内の端子とヒータ上の電極が電気的に接続される。発熱体用のコネクタ５０ｂも同様の構成であり、発熱体用の電極３９ｃと接続される。発熱体用のコネクタ５０ａ、５０ｂからは導電部材（発熱体用のケーブル）５２ａ、５２ｂが延出しており、不図示の経路を経て制御回路１４に接続されている。

発熱体用のコネクタ５０ａ、５０ｂが接続されるヒータ３０上の位置よりも長手方向ＬＤの内側には、サーミスタ用の電極４０ａ～４０ｅに接続されるサーミスタ用のコネクタ（電気接点部材）５１ａ、５１ｂが配置されている。サーミスタ用のコネクタ５１ａ、５１ｂも発熱体用のコネクタ同様に略コの字型の挿し込みコネクタであり、裏面層３３に形成されたサーミスタ用の電極４０ａ～４０ｅと接続される。サーミスタ用のコネクタ５１ａには、給電端子５１ａＴ１、５１ａＴ２が設けられている。給電端子５１ａＴ１は電極４０ａと接触する。給電端子５１ａＴ２は電極４０ｂと接触する。サーミスタ用のコネクタ５１ｂには、給電端子５１ｂＴ１、５１ｂＴ２、５１ｂＴ３が設けられている。給電端子５１ｂＴ１は電極４０ｃと接触する。給電端子５１ｂＴ２は電極４０ｄと接触する。給電端子５１ｂＴ３は電極４０ｅと接触する。サーミスタ用のコネクタ５１ａ、５１ｂからは導電部材（サーミスタ用ケーブル）５３ａ、５３ｂが延出しており、不図示の経路を経て制御回路１４に接続されている。

本実施例の特徴的な構成は、サーミスタ用のコネクタ５１ａ、５１ｂ、及びサーミスタ用ケーブル５３ａ、５３ｂをヒータ３０の短手方向に沿って配置したところにある。サーミスタ用のコネクタ及びサーミスタ用ケーブルの近傍には発熱体用の電極があるため、サーミスタ用のコネクタ及びサーミスタ用ケーブルをヒータの長手方向ＬＤに沿って配置すると絶縁距離を確保しにくい。すなわち、サーミスタ用のコネクタ及びサーミスタ用ケーブルが発熱体用の電極の背面に配置されるように近接してしまうため、絶縁距離を確保しにくい。絶縁距離を確保するためには、発熱体用の電極をサーミスタ用の電極から大きく離して配置する必要があり、ヒータ及び定着器の大型化を招くことになる。本実施例の構成であれば、サーミスタ用のコネクタ及びサーミスタ用ケーブルを発熱体用の電極に対して大きく離すことなく絶縁距離を確保でき、電極が密集するヒータの端部の構成をコンパクトにすることができる。尚、本実施例では、サーミスタ用ケーブル５３ａ、５３ｂを図６（Ａ）、（Ｂ）中の上方向に向けて配線したが、下方向に向けて配線してもよい。

（実施例２）
次に、実施例２のヒータの構成を説明する。尚、実施例１と同一構成、同一機能を有する部品は同一符号で示し、その説明を省略する。実施例２におけるヒータ３０の断面構成は、実施例１と同様であり図４に示すとおりとなる。すなわち、基板３１の摺動面層３２には発熱体３４ａ～３４ｃを備え、基板３１を挟んだ裏面層３３にサーミスタＴ１及び導電体３６ａ、３６ｂを有する。

図７は実施例２のヒータの構成を示す平面図である。図７はヒータ３０の長手方向の構成を説明する平面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は裏面層３３から見た図であり、図７（Ａ）は保護ガラス３５の上から見た図、図７（Ｂ）は保護ガラス３５を除いた図となっている。図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）は摺動面層３２から見た図であり、図７（Ｄ）は保護ガラス３７の上から見た図、図７（Ｃ）は保護ガラス３７を除いた図である。

実施例１との相違点は、ヒータ３０長手方向における発熱体用の電極の位置とサーミスタ用の電極の位置の違いである。図７（Ｂ）に示すように、裏面層３３には、全てのサーミスタＴ１～Ｔ３と接続しており、ヒータ３０の長手方向ＬＤの両端まで延在する導電体３６ａが設けられている。更に、一端がサーミスタＴ１～Ｔ３それぞれ接続され、他端がヒータ３０の端部まで延在する導電体３６ｂ～３６ｄが設けられている。図７（Ａ）に示すように、導電体３６ａ～３６ｄの端部を露出させるように、導電体３６ａ～３６ｄのその他の部分を保護ガラス３７が覆っている。図７（Ａ）において、露出している導電体３６ａ～３６ｄの部分がサーミスタ用の電極４０ａ～４０ｅとなる。図中左側のサーミスタ用の電極４０ａと４０ｂが第二の電極群を形成し、図中右側のサーミスタ用の電極群４０ｃ～４０ｅも第二の電極群を形成している。発熱体用の電極３９ａ～３９ｃは、サーミスタ用の電極４０ａ～４０ｅよりもヒータ３０の長手方向ＬＤの内側に配置されている。図中左側の発熱体用の電極３９ａ、３９ｂが第一の電極群を形成し、図中右側には１つの発熱体用の電極３９ｃが形成されている。実施例１と同様に、最も近接する発熱体用の電極３９ａとサーミスタ用の電極４０ａ、４０ｂとの間、及び発熱体用の電極３９ｃとサーミスタ用の電極４０ｃ～４０ｅとの間には、ヒータ３０の長手方向ＬＤにおいて間隔Ｄが設けられている。間隔Ｄは、実施例１同様、２つの電極間の絶縁距離を確保できる距離である。

本実施例のヒータは、発熱体用の電極３９ａ～３９ｃがサーミスタ用の電極４０ａ～４０ｅよりもヒータの長手方向ＬＤの内側に配置されている。この構成により、発熱体用の電極３９ａ～３９ｃと発熱体３４ａ～３４ｃとの距離を近づけることができ、電圧降下等の影響が最小限に抑えられ、実施例１に対して発熱体の発熱効率をより高めた構成にすることができる。

尚、図８及び図９は実施例２における電気接点部材及び導電部材の構成する説明する図である。図８は定着器２０の端部の構成を説明する図であり、図２におけるＡ－Ａ方向からみた断面図である。図８（Ａ）は駆動側の端部の構成を、図８（Ｂ）は非駆動側の端部の構成を示している。また、図９は図８の上面図に相当し、図９（Ａ）は駆動側の端部の構成を、図９（Ｂ）は非駆動側の端部の構成を示している。

実施例１では電気接点部材としてコの字型挿し込みコネクタ、導電部材としてケーブルを説明したが、実施例２では、ヒータに取り付けるオス型コネクタと、先端にメス型コネクタを備えたケーブルと、を組み合わせたコネクタを用いている。５４ａ、５４ｂは、電気接点部材としての、ヒータ３０に実装された発熱体用のオス型コネクタであり、５５ａ、５５ｂはヒータ３０に実装されたサーミスタ用のオス型コネクタである。発熱体用の導電部材は、先端にメス型コネクタ５６ａ、５６ｂを備え、これに圧着もしくは圧接により連結されたケーブル５８ａ、５８ｂを備えている。発熱体用の導電部材は、発熱体用のオス型コネクタ５４ａ、５４ｂに接続されている。同様に、サーミスタ用の導電部材は、先端にメス型コネクタ５７ａ、５７ｂを備え、これに圧着もしくは圧接により連結されたケーブル５９ａ、５９ｂを備えている。サーミスタ用の導電部材は、サーミスタ用のオス型コネクタ５５ａ、５５ｂに接続されている。

実施例２においても、発熱体用の電気接点部材（発熱体用のコネクタ５４ａ、５４ｂ）及び導電部材（発熱体用のケーブル５８ａ、５８ｂ）をヒータ短手方向に沿って配置している。すなわち、実施例１同様に、長手方向ＬＤの内側に配置した電気接点部材及び導電部材が、長手方向ＬＤの外側に配置した電極の背面を通過しないように配置している。これにより、電気接点部材及び導電部材と、他の電極と、の絶縁距離を確保できる。

実施例２でも、電気接点部材は、実施例１同様にコの字型の挿し込みコネクタを用いてもよい。図１０は実施例２のサーミスタ用の電極に電気接点部材としてコの字型挿し込みコネクタ６０を用いた図を示している。長手方向ＬＤの外側に配置した電気接点部材であれば、図１０に示すように長手方向ＬＤに沿って挿抜する構成でも構わない。図５で実施例１のサーミスタ用の電極を長手方向に並べる構成を説明したが、図７で示す実施例２のサーミスタ用の電極のようにヒータ３０の外側に配置される電極であれば、ヒータ３０短手方向に電極を並べることができる。この構成であれば、実施例１に比べてヒータの長手方向の大きさを小さくできるメリットもある。

（実施例３）
実施例３のヒータは、長手方向ＬＤにおいて、発熱領域が分割されたものである。尚、実施例１及び実施例２と同様の構成、機能を有するものについては同一符号で示し、その説明を省略する。

図１１はヒータ７０の中央断面図を示す。図１２はヒータ７０の構成を示す平面図である。図１１は図１２における搬送基準位置Ｘ０の断面図に相当する。

図１１に示すように、ヒータ７０は摺動面層７２、基板７１、裏面層７３の層状構成となっている。実施例１及び実施例２と異なり、サーミスタＴ１及びその導電体７８ａ～７８ｄが摺動面層７２に設けられており、発熱体７４ａ、７４ｂ及びその導電体７５ａ～７５ｃと電極７６ａが裏面層７３に設けられている。裏面層７３には、記録材Ｐの搬送方向Ｆの上流側に発熱体７４ａ、下流側に発熱体７４ｂが設けられている。発熱体７４ａを挟むように導電体７５ｂと導電体７５ａが設けられ、同様に、発熱体７４ｂを挟むように導電体７５ａと導電体７５ｃが配置されている。導電体７５ｂと導電体７５ａの間に電力供給することにより、発熱体７４ａは発熱し、同様に、導電体７５ａと導電体７５ｃ間に電力供給することにより、発熱体７４ｂが発熱する構成となっている。７６ａは発熱体用の電極のひとつである。発熱体７４ａ、７４ｂ及び導電体７５ａ～７５ｃを覆い、かつ、発熱体用の電極７６ａを露出するように保護ガラス８０が覆う断面構造になっている。

図１２を用いて、ヒータ７０各層の平面構成を説明する。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は裏面層７３から見た図であり、図１２（Ａ）は保護ガラス８０の上から見た図、図１２（Ｂ）は保護ガラス８０を除いた図となっている。図１２（Ｃ）及び図１２（Ｄ）は摺動面層７２から見た図であり、図１２（Ｄ）は保護ガラス８１の上から見た図、図１２（Ｃ）は保護ガラス８１を除いた図である。

図１２（Ｂ）に示すように、ヒータ７０の裏面層７３には、導電体７５ｂ、７５ａ、７５ｃと、上流側の発熱体７４ａ、下流側の発熱体７４ｂと、発熱体用の電極７６と、の組からなる発熱ブロックが、長手方向に７つ設けられている。７つの発熱ブロックは図中Ｚ１～Ｚ７で表記している。また、図１２（Ａ）に示すように、保護ガラス８０が発熱体用の電極７６ａ～７６ｉの箇所を除いて形成されており、ヒータ７０の裏面側から不図示の電気接点が接続可能な構成となっている。そのため、各発熱ブロックに対してそれぞれ独立に給電可能になり、制御回路１４を介して独立に給電制御することによって、各発熱ブロックそれぞれを独立して発熱制御が可能になる。このように７つの発熱ブロックに分けることで、図中ＡＲＥＡ１～ＡＲＥＡ４で示したように、少なくとも４つの発熱分布を形成することができる。本実施例ではＡＲＥＡ１をＡ５紙用、ＡＲＥＡ２をＢ５紙用、ＡＲＥＡ３をＡ４紙用、ＡＲＥＡ４をＬＥＴＴＥＲ紙用と分類した。７つの発熱ブロックを独立に制御することにより記録材Ｐのサイズに合わせて給電する発熱ブロックを選択できるため、非通紙部領域に余剰な熱を与えることがない。尚、発熱領域の長さや、発熱ブロックの数は、本実施例の長さや数に限定されるものではない。また、各発熱ブロック内の発熱体７４ａ、７４ｂは、本実施例に記載するような連続的なパターンに限定されるものではなく、間隔を設けた短冊状のパターンでも良い。本実施例では、基板の中央７１ｃから一方の端部７１ｅ１の領域に設けた発熱体用の電極７６ａ、７６ｂ、７６ｄ、７６ｇ、７６ｆで第一の電極群を形成している。また、基板の中央７１ｃから他方の端部７１ｅ２の領域に設けた発熱体用の電極７６ｃ、７６ｅ、７６ｈ、７６ｉで第一の電極群を形成している。

ヒータ７０の摺動面層７２には、ヒータ７０の発熱ブロック毎の温度を検知するためのサーミスタＴ１～Ｔ７及びサーミスタＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ２ａ～Ｔ５ａ、ｔ２～ｔ７が設置されている。サーミスタＴ１～Ｔ７は、主に各発熱ブロックの温度制御（温度を一定に保つ制御）に使用され、各発熱ブロックの略中央部に配置されている。以降、中央サーミスタと称する。

サーミスタＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ２ａ～Ｔ５ａは、各発熱ブロックの端部の温度を検知するためのサーミスタである。以降、端部サーミスタと称する。端部サーミスタは、発熱領域が狭い両端の発熱ブロック（Ｚ６、Ｚ７）を除き、各発熱ブロックの中央よりも端部に近い位置に配置されている。発熱ブロックＺ６とＺ７は発熱領域が狭く、端部サーミスタを配置する必要がないので配置していない。

サーミスタｔ２～ｔ７は、中央サーミスタや端部サーミスタが故障した場合にも温度を検知できるように用意されたサブサーミスタである。サブサーミスタｔ２～ｔ７は、長手方向ＬＤにおいて、中央サーミスタＴ２～Ｔ７と略同じ位置に配置されている。

中央サーミスタＴ１～Ｔ７と端部サーミスタＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ２ａ～Ｔ５ａの一端は、共通の導電体７８ａに接続され、もう一端は導電体７８ｂ、もしくは導電体７８ｅにそれぞれ接続されている。また、サブサーミスタｔ２～ｔ７は一端が共通の導電体７８ｃに、もう一端が共通の導電体７８ｄに接続されている。導電体７８ａ～７８ｄはヒータ７０の長手方向両端まで延在している。

図１２（Ｄ）に示すように、導電体７８ａ～７８ｄの端部を露出するように、その他の各種サーミスタと導電体７８ａ～７８ｄを保護ガラス８１が覆っている。露出した導電体の部分がサーミスタ用の電極７９ａ、７９ｂとなり、第二の電極群を形成している。

以上、説明したようなヒータ回路構成により、各発熱ブロックの温度を詳細に検知しながら、各発熱ブロックの温度を独立して制御することができる。それゆえ、搬送される記録材Ｐのサイズに応じて最適な制御が可能な定着器を提供することができる。尚、本実施例ではサブサーミスタを搭載した構成を説明したが、それに限定するものではない。サブサーミスタを搭載することにより、より高度かつ緻密な制御が可能になる。

本実施例でも、発熱体用の電極のうち最も外側に配置された電極７６ｇと７６ｉと、サーミスタ用の電極７９ａ、７９ｂとの間に、間隔Ｄが設けられている。間隔Ｄは、実施例１及び実施例２同様、２つの電極間の絶縁距離を確保できる距離である。また、実施例２同様に発熱体用の第一の電極群がサーミスタ用の電極７９ａ、７９ｂよりも長手方向ＬＤにおいて内側に配置されている。

図１３、図１４は実施例３における電気接点部材及び導電部材の構成する説明する図である。図１３は定着器２０の長手方向端部構成を説明する図であり、図２におけるＡ－Ａ方向からみた断面図である。図１３（Ａ）は駆動側の端部の構成を、図１３（Ｂ）は非駆動側の端部の構成を示している。また、図１４は図１３の上面図に相当し、図１４（Ａ）は駆動側の端部の構成を、図１４（Ｂ）は非駆動側の端部の構成を示している。

８０ａ、８０ｂは発熱体用の電極７６ｆ、７６ｇ及び７６ｈ、７６ｉに給電するための電気接点部材であり、コの字型の挿し込みコネクタで構成された発熱体用のコネクタである。発熱体用のコネクタ８０ａ、８０ｂからは導電部材であるケーブル８１ａ、８１ｂがヒータ７０短手方向に沿って延出し、不図示の経路を通って制御回路１４に接続されている。非駆動側のサーミスタ用の電極７９ａには、ヒータ７０面に垂直な方向に挿抜可能なオス型コネクタ８２ｂが実装されている。一方、駆動側のサーミスタ用の電極７９ｂには、ヒータ７０の面に平行に着脱可能なオス型コネクタ８２ａが実装されている。これらのオス型コネクタ８２ａ、８２ｂには、一端にメス型コネクタ８３ａ、８３ｂが設けられたコネクタ８２ａ、８２ｂが接続されている。メス型コネクタ８３ａ、８３ｂのケーブル８４ａ、８４ｂは制御回路１４に接続されている。

８５ａは発熱体用の電極７６ａに繋がる導電部材であるケーブルである。同様に、８５ｂ～８５ｅも発熱体用の電極７６ｂ～７６ｅに夫々繋がるケーブルである。ケーブル８５ａ～８５ｅは、フィルム２１の内部空間に長手方向ＬＤに沿って配線されている。ケーブル８５ｂ、８５ｄの端部は、フィルム２１の一端側の開口から外に出ている。ケーブル８５ａ、８５ｃ、８５ｅの端部は、フィルム２１の他端側の開口から外に出ている。そして、これらのケーブル８５ａ～８５ｅは、発熱体用のコネクタ８０ａ及び８０ｂの内側を通ってヒータ７０の短手方向に向けて配線されている。

実施例３においても、ヒータ７０の長手方向ＬＤの内側に配置した発熱体用の電気接点部材（発熱体用のコネクタ８０ａ、８０ｂ）及び導電部材（発熱体用のケーブル８１ａ、８１ｂ）をヒータ短手方向に沿って配置している。すなわち、実施例１及び実施例２と同様に、長手方向ＬＤの内側に配置した電気接点部材及び導電部材が、外側に配置した電極の背面を通過することなく、電気接点部材及び導電部材と、他電極との絶縁距離を確保できる。特に、本実施例で説明したような分割数が多いヒータ構成では、コネクタやケーブルが多く密集する構成になる。このため、絶縁距離を確保しながらコンパクトに配置するためには本実施例の構成はさらに有効となる。

実施例１～３を通じて説明した、ヒータ長手方向ＬＤの内側に配置された電極群より延出される導電部材の配線方向は、ヒータの短手方向であればよく、記録材Ｐの搬送方向の上流方向、もしくは下流方向どちらに向けて配線されてもよい。また、実施例１～３を通じて説明したサーミスタは印刷されたサーミスタを用いた事例を説明したが、チップ型のサーミスタをヒータに実装する形態でもよい。

２１ 筒状のフィルム
２２ 加圧ローラ
３０、７０ ヒータ
３４ａ～３４ｃ、７４ａ、７４ｂ 発熱体
３９ａ～３９ｃ、７６ａ～７６ｉ 発熱体用の電極
４０ａ～４０ｅ、７９ａ、７９ｂ サーミスタ用の電極
Ｔ１～Ｔ７、Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、ｔ２～ｔ７ サーミスタ

Claims (3)

1. 基板と、
   前記基板の第一の面に形成されており、互いに独立して制御可能な複数の発熱体と、
   前記第一の面に形成されており、前記複数の発熱体に給電するための複数の給電端子が接触する第一の電極群と、
   前記基板の前記第一の面とは反対側の第二の面に形成されている複数の温度検知素子と、
   前記第二の面に形成されており、前記複数の温度検知素子に給電するための複数の給電端子が接触する第二の電極群と、
   を有し、
   前記第一の電極群の少なくとも一部と、前記第二の電極群の少なくとも一部と、が前記基板の長手方向において、前記基板の中央よりも一方の端部の側の領域に形成されており、
   前記一方の端部の側の領域に形成された前記第一の電極群の中の前記少なくとも一部は、前記一方の端部の側の領域に形成された前記第二の電極群の中の前記少なくとも一部よりも前記長手方向において前記一方の端部側に配置されており、
   前記一方の端部の側の領域に形成された前記第一の電極群の中の前記長手方向において前記第二の電極群に最も近い電極と、前記第二の電極群と、は間隔を空けて配置されていることを特徴とするヒータ。
2. 前記一方の端部の側の領域に形成された前記第二の電極群の中の前記少なくとも一部は、前記長手方向において、前記複数の発熱体が設けられた領域と重なっておらず、前記複数の発熱体が設けられた領域よりも前記一方の端部側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
3. 記録材に形成された未定着トナー画像と接触する筒状のフィルムと、
   前記フィルムの内面に接触するヒータと、
   を有し、前記ヒータの熱で前記未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、
   前記ヒータが請求項１又は２に記載のヒータであることを特徴とする定着装置。

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