(57)【要約】【課題】  ヒータ長手方向に独立制御可能な複数の発熱ブロックを有した像加熱装置において、ヒータの大型化を抑えつつ、複数の発熱ブロックの温度検知を可能とする。【解決手段】  ヒータに、第１の発熱ブロックに対応する第１の温度検知素子と、第２の発熱ブロックに対応する第２の温度検知素子と、第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１導電体と、第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２導電体と、第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる共通導電体と、を設ける。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に形成されており電力の供給により発熱する第１の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第１の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており前記第１の発熱ブロックとは独立して制御される第２の発熱ブロックと、を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記ヒータは更に、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第１の温度検知素子と、前記第２の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１の導電パターンと、前記第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２の導電パターンと、前記第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる共通導電パターンと、を有することを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記第１及び第２の発熱ブロックは、夫々、前記長手方向に沿って設けられている第１の導電体と、前記第１の導電体とは前記基板の短手方向で異なる位置で前記長手方向に沿って設けられている第２の導電体と、前記第１の導電体と前記第２の導電体の間に設けられており前記第１の導電体と前記第２の導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、を有することを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記第１の温度検知素子と、前記第２の温度検知素子と、前記第１の導電パターンと、前記第２の導電パターンと、前記共通導電パターンと、は前記基板の前記第１及び第２の発熱ブロックが形成された基板面とは反対側の基板面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項４】
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、前記フィルムを介した前記ヒータの熱で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒータであることを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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する定着器、或いは記録材上の定着済みトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。また、この像加熱装置に用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
像加熱装置として、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。この像加熱装置を搭載する画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、ニップ部長手方向において紙が通過しない領域の温度が徐々に上昇するという現象（非通紙部昇温）が発生する。非通紙部の温度が高くなり過ぎると、装置内の各パーツへダメージを与えたり、非通紙部昇温が生じている状態で大サイズ紙にプリントすると、小サイズ紙の非通紙部に相当する領域でトナーがフィルムに高温オフセットすることもある。
【０００３】
この非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして、ヒータ上の発熱抵抗体をヒータ長手方向において複数のグループ（発熱ブロック）に分割し、記録材のサイズに応じてヒータの発熱分布を切換える装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、装置の故障を考慮すると、発熱ブロック毎に温度をモニタする構成とするのが好ましい。複数の発熱ブロックのうちのいずれかが制御不能となり異常発熱しても、発熱ブロック毎に温度をモニタしていれば、給電を素早くストップできるからである。
【０００６】
しかしながら、発熱ブロックの数が多くなると、温度をモニタするための温度検知素子の数も多くなる。多数の温度検知素子をヒータの基板の領域内に設けるとヒータが大型化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するための本発明は、基板と、前記基板に形成されており電力の供給により発熱する第１の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第１の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており前記第１の発熱ブロックとは独立して制御される第２の発熱ブロックと、を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記ヒータは更に、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第１の温度検知素子と、前記第２の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１導電体と、前記第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２導電体と、前記第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる共通導電体と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒータの大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の断面図。
【図２】像加熱装置の断面図。
【図３】実施例１のヒータ構成図。
【図４】実施例１のヒータ制御回路図。
【図５】実施例１のヒータ制御フローチャート。
【図６】実施例２のヒータ構成図。
【図７】実施例２のヒータ制御回路図。
【図８】実施例２のヒータ制御フローチャート。
【図９】ヒータの変形例を示した図。
【図１０】ヒータの変形例を示した図。
【図１１】ヒータの通電制御パターンを示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
図１は電子写真記録技術を用いたレーザプリンタ（画像形成装置）１００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２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光体１９を走査する。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器１７からトナーが供給され、感光体１９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１１に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録材Ｐは、感光体１９上のトナー画像が感光体１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９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は像加熱装置（定着装置）２００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、ローラ２６、２７によってレーザプリンタ１００上部のトレイに排出される。なお、１８は感光体１９を清掃するクリーナである。３０は像加熱装置２００等を駆動するモータである。商用の交流電源４０１に接続された制御回路４００から像加熱装置２００へ電力供給している。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。１５は交換ユニットとしてのカートリッジを示している。また、２２は光源、２３はポリゴンミラー、２４は反射ミラーである。
【００１１】
本実施例のレーザプリンタ１００は複数の記録材サイズに対応している。給紙カセット１１には、Ｌｅｔｔｅｒ紙（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）、Ｌｅｇａｌ紙（約２１６ｍｍ×３５６ｍｍ）をセットできる。更に、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（約１８４ｍｍ×２６７ｍｍ）、ＪＩＳ  Ｂ５紙（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）をセットできる。
【００１２】
本例のプリンタは、基本的に紙を縦送りする（紙の長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）レーザプリンタである。尚、紙を横送りするプリンタについても、本提案の構成を同様に適用できる。そして、装置が対応している定型の記録材の幅（カタログ上の記録材の幅）のうち最も大きな（幅が大きな）記録材は、Ｌｅｔｔｅｒ紙及びＬｅｇａｌ紙であり、これらの幅は約２１６ｍｍである。装置が対応する最大サイズよりも小さな紙幅の記録材Ｐを、本実施例では小サイズ紙と定義する。
【００１３】
図２は像加熱装置２００の断面図である。像加熱装置２００は、筒状のフィルム２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、フィルム２０２を介してヒータ３００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）２０８と、を有する。フィルム２０２のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。また、フィルム２０２には耐熱ゴム等の弾性層を設けても良い。加圧ローラ２０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層２１０を有する。ヒータ３００は液晶ポリマーのような耐熱樹脂製の保持部材２０１に保持されている。保持部材２０１はフィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ２０８はモータ３０から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、フィルム２０２が従動して回転する。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。このように、装置２００は、筒状のフィルム２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、を有し、フィルム２０２を介したヒータ３００の熱で記録材に形成された画像を加熱する。
【００１４】
ヒータ３００は、セラミック製の基板３０５と、基板３０５上に設けられ電力を供給することによって発熱する発熱抵抗体（発熱体）（図３参照）を有する。基板３０５の定着ニップ部Ｎの側の面（第１の面）には、フィルム２０２の摺動性を確保するため、ガラス製の表面保護層３０８が設けられている。基板３０５の定着ニップ部Ｎ側の面とは反対側の面（第２の面）には、発熱抵抗体を絶縁するため、ガラス製の表面保護層３０７が設けられている。第２の面には電極（ここでは代表としてＥ４を示してある）が露出しており、給電用の電気接点（ここでは代表としてＣ４を示してある）が電極に接触することにより発熱抵抗体が電気的に交流電源４０１と接続される。なお、ヒータ３００の詳細な説明は後述する。
【００１５】
番号２０２は、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の保護素子２１２である。保護素子２１２は、ヒータ３００に当接、若しくはヒータ３００に対して若干のギャップを設けて配置されている。番号２０４は保持部材２０１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り、保持部材２０１及びヒータ３００を補強する役目もある。
【００１６】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は実施例１のヒータ３００の構成図を示している。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示す記録材Ｐの搬送基準位置Ｘ付近のヒータ３００の断面図を示している。図３（Ｂ）は、ヒータ３００の各層の平面図を示している。図３（Ｃ）は、ヒータ３００を保持する保持部材の平面図である。
【００１７】
本例のプリンタは、記録材の幅方向（搬送方向に対して直交する方向）の中央を搬送基準位置Ｘに合わせて搬送する中央基準のプリンタである。
【００１８】
次にヒータ３００の構成を詳述する。フィルム２０２と接触するヒータ面とは反対側のヒータ面であるヒータ３００の裏面層１には、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３と発熱抵抗体（発熱体）３０２との組からなる発熱ブロックがヒータ３００の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ３００は、合計７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を有する。７つの発熱ブロックのうちの一つを第１の発熱ブロック、その他の一つの発熱ブロックを第２の発熱ブロックとすると、ヒータ３００は次のような構成を有する。即ち、ヒータ３００は、基板と、基板に形成されており電力の供給により発熱する第１の発熱ブロックを有する。更に、基板の長手方向において第１の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており第１の発熱ブロックとは独立して制御される第２の発熱ブロックを有する。発熱ブロックの独立制御に関しては後述する。
【００１９】
各発熱ブロックは、夫々、基板の長手方向に沿って設けられている第１の導電体３０１と、第１の導電体３０１とは基板の短手方向で異なる位置で基板の長手方向に沿って設けられている第２の導電体３０３と、を有する。更に第１の導電体３０１と第２の導電体３０３の間に設けられており第１の導電体３０１と第２の導電体３０３を介して供給される電力により発熱する発熱抵抗体３０２を有する。
【００２０】
各発熱ブロックの発熱抵抗体３０２は、ヒータ３００の短手方向に関し、基板中央を基準に互いに対称な位置に形成された発熱抵抗体３０２ａ及び発熱抵抗体３０２ｂに分かれている。また、第１の導電体３０１は、発熱抵抗体３０２ａと接続された導電体３０１ａと、発熱抵抗体３０２ｂと接続された導電体３０１ｂに分かれている。発熱抵抗体３０２ａ及び発熱抵抗体３０２ｂが基板中央を基準に互いに対称な位置に形成されているので、ヒータが発熱し基板に熱応力が生じても基板が割れにくくなっている。
【００２１】
ヒータ３００は７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を有するので、発熱抵抗体３０２ａは３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つに分かれている。同様に、発熱抵抗体３０２ｂは３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つに分かれている。更に、第２の導電体３０３も３０３−１〜３０３−７の７つに分かれている。なお、発熱抵抗体３０２ａ−１〜３０２ａ−７が、基板３０５内において記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置されており、発熱抵抗体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７が基板３０５内において記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。
【００２２】
ヒータ３００の裏面層２には、発熱抵抗体３０２、第１の導電体３０１、及び第２の導電体３０３を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７が設けられている。但し、表面保護層３０７は、給電用の電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２が接触する電極部Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１、及びＥ８−２は覆っていない。電極Ｅ１〜Ｅ７は、夫々、第２の導電体３０３−１〜３０３−７を介して、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１及びＥ８−２は、第１の導電体３０１ａ及び３０１ｂを介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力給電するための電極である。
【００２３】
ところで、導電体の抵抗値はゼロではないため、ヒータ３００の長手方向における発熱分布に影響を与える。そこで、第１の導電体３０１ａ、３０１ｂ及び第２の導電体３０３−１〜３０３−７の電気抵抗の影響を受けても発熱分布が不均一にならないように、電極Ｅ８−１及びＥ８−２はヒータ３００の長手方向の両端部に分けて設けてある。
【００２４】
図２に示したように、ステー２０４と保持部材２０１の間の空間には、安全素子２１２、電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２が設けられている。図３（Ｃ）に示すように、保持部材２０１には、電極Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１、及びＥ８−２に接続される電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２を通す穴ＨＣ１〜ＨＣ７、ＨＣ８−１、及びＨＣ８−２が設けられている。また、保持部材２０１には保護素子２１２の感熱部を通す穴Ｈ２１２も設けられている。電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２は、バネによる付勢や溶接等の手法によって、対応する電極と電気的に接続されている。保護素子２１２もバネによって付勢されて、その感熱部が表面保護層３０７に接触している。各電気接点は、ステー２０４と保持部材２０１の間の空間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電部材を介して、後述するヒータ３００の制御回路４００と接続している。
【００２５】
ヒータ３００の裏面に電極を設けることで、第２の導電体３０３−１〜３０３−７各々に電気的に接続する配線の為の領域を基板３０５上に設ける必要がないため、基板３０５の短手方向の幅を短くすることができる。そのため、ヒータのサイズアップを抑えることができる。なお、図３（Ｂ）に示すように、電極Ｅ２〜Ｅ６は、基板の長手方向において発熱抵抗体が設けられた領域内に設けられている。
【００２６】
後述するが、本例のヒータ３００は、複数の発熱ブロックを独立して制御することにより、種々の発熱分布を形成可能になっている。例えば、記録材のサイズに応じた発熱分布を設定できる。更に、発熱抵抗体３０２はＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する材料で形成されている。ＰＴＣを有する材料を用いることで、記録材の端部と発熱ブロックの境界とが一致していないケースでも非通紙部の昇温を抑えることができる。
【００２７】
ヒータ３００の摺動面（フィルムと接触する側の面）側の摺動面層１には、各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の温度を検知するための複数のサーミスタ（温度検知素子）Ｔ１−１〜Ｔ１−４、及びＴ２−４〜Ｔ２−７が形成されている。サーミスタの材料は、ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が正又は負に大きい材料であれば良い。本例ではＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する材料を基板上に薄く印刷してサーミスタを構成した。発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の全てに、一つ以上のサーミスタを対応させて設けているため、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。
【００２８】
サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４のうちの一つを第１の温度検知素子、サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４のうちのその他の一つの温度検知素子を第２の温度検知素子とすると、ヒータ３００は次のような構成を有する。即ち、ヒータ３００は、第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第１の温度検知素子と、第２の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第２の温度検知素子と、を有する。
【００２９】
サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４は、夫々、基板３０５に設けられた導電パターンＥＴ１−１〜ＥＴ１−４と電気的に繋がっている。導電パターンＥＴ１−１〜ＥＴ１−４のうちの第１の温度検知素子に繋がる導電パターンを第１の導電パターン、第２の温度検知素子に繋がる導電パターンを第２の導電パターンとすると、ヒータ３００は次のような構成を有する。即ち、ヒータ３００は、第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１の導電パターンと、第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２の導電パターンと、を有する。更にヒータ３００は、第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる共通導電パターンＥＧ１を有する。以下、サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４と、導電パターンＥＴ１−１〜ＥＴ１−４と、共通導電パターンＥＧ１の組をサーミスタグループＴＧ１と称する。
【００３０】
ヒータ３００には、サーミスタＴ２−４〜Ｔ２−７と、導電パターンＥＴ２−４〜ＥＴ２−７と、共通導電パターンＥＧ２の組から成るサーミスタグループＴＧ２も設けられている。サーミスタグループＴＧ１とＴＧ２は、基板３０５の第１及び第２の発熱ブロックが形成された基板面とは反対側の基板面に形成されている。
【００３１】
本例では、全ての発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７夫々に対して、少なくとも一つの、対応するサーミスタを配置しているが、少なくとも二つの発熱ブロックに対して、一つの対応するサーミスタを配置するだけでも装置の信頼性は向上する。しかしながら、本例のように、全ての発熱ブロックに対して少なくとも一つの、対応するサーミスタを配置するのが好ましい。
【００３２】
本例のように、共通導電パターンＥＧ１やＥＧ２を用いることによって、第１及び第２の温度検知素子を一つの組にすれば、次に示すような効果がある。即ち、共通導電パターンを用いずにサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４に夫々二本の導電パターンを接続する場合に比べて、導電パターンのコストを低減でき、また、ヒータのサイズアップを抑えることができる。
【００３３】
基板３０５の定着ニップ部Ｎの側の面（摺動面層２）には、フィルム２０２の摺動性を確保するため、絶縁性（本例はガラス製）の表面保護層３０８がコーティングにより形成されている。表面保護層３０８は、サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４、Ｔ２−４〜Ｔ２−７、導電パターンＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、ＥＴ２−４〜ＥＴ２−７、及び共通導電パターンＥＧ１、ＥＧ２を覆っている。しかしながら、電気接点との接続を確保するため、図３（Ｂ）に示すように、ヒータ３００の両端部で、導電パターンＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、ＥＴ２−４〜ＥＴ２−７の一部、及び共通導電パターンＥＧ１、ＥＧ２の一部は露出させている。
【００３４】
図４はヒータ３００の制御回路４００の回路図である。４０１はレーザプリンタ１００に接続される商用の交流電源である。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１１〜４１４の通電／遮断により行われる。トライアック４１１〜４１４は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ４信号に従って動作する。なお、図４において、トライアック４１１〜４１４の駆動回路は省略してある。
【００３５】
図３及び図４から理解できるように、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７は、４つのグループ（グループ１：ＨＢ４、グループ２：ＨＢ３及びＨＢ５、グループ３：ＨＢ２及びＨＢ６、グループ４：ＨＢ１及びＨＢ７）に分けられている。ヒータ３００の制御回路４００は、４つのグループを独立制御可能な回路構成となっている。トライアック４１１はグループ１を、トライアック４１２はグループ２を、トライアック４１３はグループ３を、トライアック４１４はグループ４を制御することができる。
【００３６】
ゼロクロス検知部４２１は交流電源４０１のゼロクロスを検知する回路であり、ＣＰＵ４２０にＺＥＲＯＸ信号を出力している。ＺＥＲＯＸ信号は、トライアック４１１〜４１４を位相制御するための基準信号等に用いられる。
【００３７】
次にヒータ３００の温度検知方法について説明する。まず、サーミスタグループＴＧ１に関して説明する。ＣＰＵ４２０には、電圧Ｖｃｃを、サ−ミスタ（Ｔ１−１〜Ｔ１−４）の抵抗値と抵抗（４５１〜４５４）の抵抗値で分圧した信号（Ｔｈ１−１〜Ｔｈ１−４）が入力する。例えば、信号Ｔｈ１−１は、電圧Ｖｃｃを、サーミスタＴ１−１の抵抗値と抵抗４５１の抵抗値で分圧した信号である。サーミスタＴ１−１は温度に応じた抵抗値となるので、発熱ブロックＨＢ１の温度が変化するとＣＰＵに入力する信号Ｔｈ１−１のレベルも変化する。ＣＰＵ４２０は入力した信号Ｔｈ１−１を、そのレベルに応じた温度に換算する。サーミスタグループＴＧ１の他のサーミスタＴ１−２〜Ｔ１−４に対応する信号Ｔｈ１−２〜Ｔｈ１−４の処理も同様なので説明は割愛する。
【００３８】
次に、サーミスタグループＴＧ２に関して説明する。サーミスタグループＴＧ２も、ＴＧ１同様、ＣＰＵ４２０には、電圧Ｖｃｃを、サ−ミスタ（Ｔ２−４〜Ｔ２−７）の抵抗値と抵抗（４６４〜４６７）の抵抗値で分圧した信号（Ｔｈ２−４〜Ｔｈ２−７）が入力する。ＣＰＵ４２０による温度への換算方法はサーミスタグループＴＧ１と同じなので説明は割愛する。
【００３９】
次に、ヒータ３００への電力制御（ヒータの温度制御）について説明する。定着処理中、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々は、サーミスタグループＴＧ１内のサーミスタ（Ｔ１−１〜Ｔ１−４）の検知温度が設定温度（制御目標温度）を維持するように制御される。具体的には、グループ１（発熱ブロックＨＢ４）へ供給される電力は、サーミスタＴ１−４の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック４１１の駆動を制御することによって制御される。グループ２（発熱ブロックＨＢ３及びＨＢ５）へ供給される電力は、サーミスタＴ１−３の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック４１２の駆動を制御することによって制御される。グループ３（発熱ブロックＨＢ２及びＨＢ６）へ供給される電力は、サーミスタＴ１−２の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック４１３の駆動を制御することによって制御される。グループ４（発熱ブロックＨＢ１及びＨＢ７）へ供給される電力は、サーミスタＴ１−１の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック４１４の駆動を制御することによって制御される。このように、サーミスタグループＴＧ１中の各サーミスタは、各発熱ブロックを一定温度に保つための制御を実行する際に使用される。
【００４０】
ＣＰＵ４２０は、各発熱ブロックの設定温度（制御目標温度）と、サーミスタグループＴＧ１内の各サーミスタ（Ｔ１−１〜Ｔ１−４）の検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給電力を算出する。更に、算出した供給電力を、対応する位相角（位相制御）や波数（波数制御）等の制御タイミングに換算し、この制御タイミングでトライアック４１１〜４１４を制御している。なお、最大サイズの普通紙を定着処理する際の本例の装置の各グループの設定温度は２５０℃である。サイズが小さな普通紙を定着処理する場合は、グループ１の設定温度を２５０℃とし、その他のグループの設定温度は２５０℃よりも低くする。各グループの設定温度は、記録材のサイズ、種類、表面性等の情報に応じて適宜設定すればよい。
【００４１】
リレー４３０とリレー４４０は、装置の故障などの要因でヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力を遮断する手段として搭載されている。次に、リレー４３０及びリレー４４０の回路動作を説明する。
【００４２】
ＣＰＵ４２０から出力されるＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４３３がＯＮ状態になり、直流電源（電圧Ｖｃｃ）からリレー４３０の２次側コイルに通電され、リレー４３０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源（電圧Ｖｃｃ）からリレー４３０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４３０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。同様に、ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４４３がＯＮ状態になり、電源（電圧Ｖｃｃ）からリレー４４０の２次側コイルに通電され、リレー４４０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態になり、電源（電圧Ｖｃｃ）からリレー４４０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４４０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。
【００４３】
次にリレー４３０及びリレー４４０を用いた保護回路（ＣＰＵ４２０を介さないハード回路）の動作について説明する。信号Ｔｈ１−１〜Ｔｈ１−４の何れか一つのレベルが、比較部４３１内部に設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部４３２を動作させ、ラッチ部４３２はＲＬＯＦＦ１信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ１信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４３０はＯＦＦ状態（安全な状態）を保つことができる。尚、ラッチ部４３２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ１信号をオープン状態の出力にしている。
【００４４】
同様に、信号Ｔｈ２−４〜Ｔｈ２−７の何れか一つのレベルが、比較部４４１内部に設定された所定値を超えた場合、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させ、ラッチ部４４２はＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ２信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４４０はＯＦＦ状態（安全な状態）を保つことができる。ラッチ部４４２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ信号をオープン状態の出力にしている。本例の比較部４３１内部に設定された所定値、及び比較部４４１内部に設定された所定値は、いずれも３００℃に相当する値としてある。
【００４５】
次に、二つのサーミスタグループＴＧ１及びＴＧ２を用いた、回路の保護動作について説明する。図３及び図４に示すように、上述した４つのグループ（グループ１〜４）の各々には、サーミスタグループＴＧ１のうちの一つのサーミスタと、サーミスタグループＴＧ２のうちの一つのサーミスタが対応して配置されている。更に、全ての発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々に対して、少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている。具体的には、グループ１（ＨＢ４）には、サーミスタグループＴＧ１の中のサーミスタＴ１−４とサーミスタグループＴＧ２の中のサーミスタＴ２−４が対応して配置されている。グループ２（ＨＢ３及びＨＢ５）には、サーミスタグループＴＧ１の中のサーミスタＴ１−３とサーミスタグループＴＧ２の中のサーミスタＴ２−５が対応して配置されている。グループ３（ＨＢ２及びＨＢ６）には、サーミスタグループＴＧ１の中のサーミスタＴ１−２とサーミスタグループＴＧ２の中のサーミスタＴ２−６が対応して配置されている。グループ４（ＨＢ１及びＨＢ７）には、サーミスタグループＴＧ１の中のサーミスタＴ１−１とサーミスタグループＴＧ２の中のサーミスタＴ２−７が対応して配置されている。また、全ての発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々に対して、８つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている。このようなサーミスタのレイアウトにより、装置故障時の回路の保護動作の信頼性が向上する。そのことを以下に説明する。
【００４６】
例えば、サーミスタグループＴＧ１中のサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４の何れかが故障した場合を想定する。サーミスタの故障により、故障したサーミスタに対応する発熱ブロックがあるグループが制御不能となっても、故障したサーミスタがある発熱ブロックのグループには、サーミスタグループＴＧ２中のサーミスタ（Ｔ２−４〜Ｔ２−７のいずれか）も配置されている。よって、サーミスタグループＴＧ２中のサーミスタを経由して保護回路が働く（電力供給をストップする）。
【００４７】
次に、全ての発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々に対して、８つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている構成のメリットを説明する。
【００４８】
例えば、グループ２に対応するサーミスタＴ２−５を、発熱ブロックＨＢ５に対応する位置ではなく発熱ブロックＨＢ５と同じグループ２である発熱ブロックＨＢ３に対応する位置に配置したとする。この場合、発熱ブロックＨＢ３に対応する位置にサーミスタグループＴＧ１のサーミスタＴ１−３とサーミスタグループＴＧ２のサーミスタＴ２−５が配置され、発熱ブロックＨＢ５に対応する位置にはサーミスタがない構成となる。このような構成でも、グループ２の温度はモニタできる。しかしながら、この構成において電極Ｅ３と電気接点Ｃ３が接触不良になった場合、発熱ブロックＨＢ３は発熱しないが発熱ブロックＨＢ３と同じグループ２である発熱ブロックＨＢ５は発熱している可能性が有る。そして、グループ２の発熱ブロックＨＢ５が異常発熱しても、グループ２に対応する二つのサーミスタＴ１−３とＴ２−５は、これをモニタできず、保護回路が働かない。
【００４９】
これに対して、本例では、発熱ブロックＨＢ３に対応する位置にサーミスタグループＴＧ１のサーミスタＴ１−３が配置され、発熱ブロックＨＢ５に対応する位置にはサーミスタグループＴＧ２のサーミスタＴ２−５が配置されている。よって、電極Ｅ３と電気接点Ｃ３が接触不良になり、グループ２のうち発熱ブロックＨＢ５のみが発熱しても、この温度をサーミスタＴ２−５でモニタして保護回路を動作させることができる。このように、全ての発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々に対して、８つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されているので装置の信頼性が向上する。
【００５０】
図５は、ＣＰＵ４２０による制御回路４００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ１００でプリント要求が発生すると、Ｓ１０１ではリレー４３０及びリレー４４０をＯＮ状態にする。
【００５１】
Ｓ１０２では、サーミスタＴ１−１の検知温度（信号Ｔｈ１−１）が制御目標温度に到達するように、トライアック４１４をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ１及びＨＢ７に供給する電力を制御する。
【００５２】
Ｓ１０３では、サーミスタＴ１−２の検知温度（信号Ｔｈ１−２）が制御目標温度に到達するように、トライアック４１３をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ２及びＨＢ６に供給する電力を制御する。
【００５３】
Ｓ１０４では、サーミスタＴ１−３の検知温度（信号Ｔｈ１−３）が制御目標温度に到達するように、トライアック４１２をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ３及びＨＢ５に供給する電力を制御する。
【００５４】
Ｓ１０５では、サーミスタＴ１−４の検知温度（信号Ｔｈ１−４）が制御目標温度に到達するように、トライアック４１１をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ４に供給する電力を制御する。
【００５５】
上述したように、各発熱ブロックの制御目標温度は、記録材サイズ情報に応じて設定される。本例の装置は、搬送基準Ｘを含む発熱ブロックＨＢ４の制御目標温度を記録材サイズに拘らず同じ温度に設定し、その他の発熱ブロックの制御目標温度は記録材サイズに応じて変えている。記録材のサイズが小さいほど、発熱ブロックＨＢ４以外の発熱ブロックの制御目標温度を低くしている。
【００５６】
Ｓ１０６では、ヒータ３００の非通紙部昇温が所定の閾値温度（許容温度）Ｔｍａｘ以下であるか判断をおこなっている。本例ではＴｍａｘを、発熱ブロックＨＢ４の制御目標温度２５０℃より高く、比較部４３１と比較部４４１に設定された所定値３００℃より低い温度である２８０℃に設定している。また、サーミスタグループＴＧ１中のサーミスタと基準Ｘとの位置関係、サーミスタグループＴＧ２中のサーミスタと基準Ｘとの位置関係、は異なっている。サーミスタグループＴＧ２のサーミスタは、サーミスタグループＴＧ１のサーミスタに比べて、各発熱ブロック内において、搬送基準位置Ｘからヒータ３００の長手方向の外側に配置されている。図３（Ｂ）に示すように、発熱ブロックＨＢ４に対応するサーミスタＴ１−４の基準Ｘからの距離と、発熱ブロックＨＢ４に対応するサーミスタＴ２−４の基準Ｘからの距離と、を比較すればこの関係が理解しやすい。このようなレイアウトにより、一つの発熱ブロック内で非通紙部昇温が生じても、サーミスタグループＴＧ２のサーミスタで検知できる構成となっている。
【００５７】
Ｓ１０６でサーミスタＴ２−４〜Ｔ２〜７の温度が閾値温度Ｔｍａｘ以下である場合、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０８でプリントＪＯＢの終了を検知するまで、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の制御を繰り返す。
【００５８】
Ｓ１０６でサーミスタＴ２−４〜Ｔ２〜７の温度が閾値温度Ｔｍａｘを超えている場合、Ｓ１０７で、画像形成装置１００の画像形成のプロセススピードを低下させ、且つサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４の制御目標温度を低下させた状態で定着処理を行う。画像形成のプロセススピードを低下させると、全速に比べて低い温度でも定着性を確保できるため、非通紙部の昇温も抑制できる。
【００５９】
以上の処理を繰り返し行い、Ｓ１０８でプリントＪＯＢの終了を検知すると、Ｓ１０９でリレー４３０とリレー４４０をＯＦＦし、Ｓ１１０で画像形成の制御シーケンスを終了する。
【００６０】
（実施例２）
次に実施例１で説明したヒータ３００及びヒータの制御回路４００を、ヒータ６００及び制御回路７００に変更した実施例２を説明する。実施例１と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。実施例２のヒータ６００は、ヒータ３００と比べて摺動面層１の構成が異なっている。制御回路７００は、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を全て独立制御可能な構成となっている。
【００６１】
図６は実施例２のヒータ６００の構成図を示している。摺動面層１以外の構成は、ヒータ３００と同じため説明を省略する。
【００６２】
ヒータ６００の摺動面層１には、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７夫々の温度を検知するための、サーミスタＴ３−１ａ〜Ｔ３−４ａ、Ｔ３−１ｂ〜Ｔ３−３ｂ、Ｔ４−４ａ〜Ｔ４−７ａ、Ｔ４−５ｂ〜Ｔ４−７ｂ、及びＴ５が配置されている。発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の全てに、二つ以上のサーミスタを対応させているため、サーミスタが一つ故障した場合でも、全ての発熱ブロックの温度を検知できる構成となっている。
【００６３】
サーミスタグループＴＧ３は、７つのサーミスタＴ３−１ａ〜Ｔ３−４ａ及びＴ３−１ｂ〜Ｔ３−３ｂと、導電パターンＥＴ３−１ａ〜ＥＴ３−４ａ、ＥＴ３−３ｂ、ＥＴ３−１２ｂと、共通導電パターンＥＧ３を有する。
【００６４】
同様に、サーミスタグループＴＧ４は、７つのサーミスタＴ４−４ａ〜Ｔ４−７ａ及びサーミスタＴ４−５ｂ〜Ｔ４−７ｂと、導電パターンＥＴ４−４ａ〜ＥＴ４−７ａ、ＥＴ４−５ｂ、ＥＴ４−６７ｂと、共通導電パターンＥＧ４を有する。
【００６５】
まずは、サーミスタグループＴＧ３の説明を行う。サーミスタＴ３−１ｂとサーミスタＴ３−２ｂは発熱ブロックＨＢ１とＨＢ２の温度を検知するためのサーミスタであり、導電パターンＥＴ３−１２ｂと、共通導電パターンＥＧ３の間に、二つのサーミスタが並列接続された構成となっている。発熱ブロックＨＢ１とＨＢ２のどちらか一方の温度が上昇した場合でも、サーミスタＴ３−１ｂとサーミスタＴ３−２ｂのどちらか一方の抵抗値が大きく低下する。このため、発熱ブロックＨＢ１とＨＢ２の両方の温度検知を、一本の、サーミスタの抵抗値検出用の導電パターンＥＴ３−１２ｂで行うことができる。従って、サーミスタＴ３−１ｂとサーミスタＴ３−２ｂのそれぞれに導電パターンを接続し配線する場合に比べて、導電パターンの配線を形成するコストを低減することができる。また、基板３０５短手方向の幅を短くすることができる。同様に、サーミスタＴ４−６ｂとサーミスタＴ４−７ｂも並列接続されている。
【００６６】
共通導電パターンＥＧ３とＥＧ４は、導電パターンＥＧ３４によって基板３０５上で接続されており、図７で説明する断線検知に用いている。断線検知を行うことで、断線故障時の安全性を高めることができる。
【００６７】
一つの発熱ブロックＨＢ３に対して、二つのサーミスタＴ３−３ａとサーミスタＴ３−３ｂが設置されており、抵抗値検出用の導電パターンＥＴ３−３ａと、ＥＴ３−３ｂと、共通導電パターンＥＧ３によって、それぞれ温度検出可能な構成となっている。
【００６８】
発熱ブロックＨＢ３の範囲において、搬送基準位置Ｘから遠い位置に配置されているサーミスタＴ３−３ｂは端部温度検知用のサーミスタであり、搬送基準位置Ｘに近い位置に配置されているサーミスタＴ３−３ａは温調用サーミスタである。必要に応じて、一つの発熱ブロックに複数のサーミスタを設けても良い。
【００６９】
サーミスタグループＴＧ４の説明は、サーミスタグループＴＧ３と同じため、説明を省略する。
【００７０】
サーミスタＴ５は、抵抗値検出用の導電パターンＥＴ５とＥＧ５の間に形成された単独のサーミスタである。必要に応じて、単独のサーミスタを、サーミスタグループと組み合わせて用いても良い。
【００７１】
図７は実施例２のヒータ６００の制御回路７００の回路図を示す。ヒータ６００の電力制御は、トライアック７１１〜トライアック７１７の通電／遮断により行われる。トライアック７１１〜７１７は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ７信号に従って動作する。ヒータ６００の制御回路７００は、７つのトライアック７１１〜７１７によって、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を独立制御可能な回路構成となっている。
【００７２】
次にヒータ６００の温度検知方法について説明する。ＣＰＵ４２０には、電圧Ｖｃｃを、サーミスタグループＴＧ３のサーミスタＴ３−１ａ〜Ｔ３−４ａ、Ｔ３−１ｂ、Ｔ３−２ｂの抵抗値と抵抗７５１〜７５６の抵抗値で分圧した信号（Ｔｈ３−１ａ〜Ｔｈ３−４ａ、Ｔｈ３−３ｂ、Ｔｈ３−１２ｂ）が入力する。同様に、ＣＰＵ４２０には、電圧Ｖｃｃを、サーミスタグループＴＧ４のサーミスタＴ４−４ａ〜Ｔ４−７ａ、Ｔ４−５ｂ〜Ｔ４−７ｂの抵抗値と、抵抗７７１〜７７６の抵抗値で分圧した信号が入力する。この信号はＴｈ４−４ａ〜Ｔｈ４−７ａ、Ｔｈ４−５ｂ、Ｔｈ４−６７ｂで示してある。同様に、ＣＰＵには、サーミスタＴ５の抵抗値と抵抗７６１の抵抗値で分圧した信号（Ｔｈ５）が入力する。ＣＰＵ４２０は、入力した各信号を、そのレベルに応じた温度に換算する。
【００７３】
ＣＰＵ４２０は、各発熱ブロックの設定温度（制御目標温度）と、各サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給電力を算出する。更に、算出した供給電力を、対応する位相角（位相制御）や波数（波数制御）等の制御タイミングに換算し、この制御タイミングでトライアック７１１〜７１７を制御している。
【００７４】
次にリレー４３０及びリレー４４０を用いた保護回路の動作について説明する。サーミスタグループＴＧ３のＴｈ３−１ａ〜Ｔｈ３−４ａ信号及びサーミスタグループＴＧ４のＴｈ４−５ｂ、Ｔｈ４−６７ｂ信号に基づき、検知温度の何れか一つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部４３２を動作させる。
【００７５】
同様に、サーミスタグループＴＧ４のＴｈ４−４ａ〜Ｔｈ４−７ａ信号及びサーミスタグループＴＧ３のＴｈ３−３ｂ、Ｔｈ３−１２ｂ信号に基づき、検知温度の何れか一つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させる。
【００７６】
次に断線検知回路７８０の説明を行う。断線検知回路７８０は、共通導電パターンＥＧ３及びＥＧ４が断線した場合の安全性を高めるために用いる回路である。
【００７７】
断線検知回路７８０の回路動作を説明する。共通導電パターンＥＧ３とＥＧ４の接続が断線した場合、抵抗７８１及び抵抗７８２により電源電圧Ｖｃｃにプルアップされるため、断線検知信号ＴｈＳａｆｅはＨｉｇｈ状態となる。尚、抵抗７８１及び抵抗７８２は抵抗のショート故障を考慮して、二つの抵抗を配置している。断線検知信号ＴｈＳａｆｅがＨｉｇｈ状態になると、ラッチ部４３２及びラッチ部４４２を動作させる。
【００７８】
次に、断線検知回路７８０及び導電パターンＥＧ３４の効果を説明する。まず、導電パターンＥＧ３４と断線検知回路７８０の両方を有しておらず、実施例１の構成と同じく、共通導電パターンＥＧ３と共通導電パターンＥＧ４が、それぞれＧＮＤに接続されている場合について説明する。この場合、共通導電パターンＥＧ３が断線すると、サーミスタグループＴＧ３のサーミスタが全て動作しなくなるため、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３への給電をストップする保護回路が働かなくなる。同様に、共通導電パターンＥＧ４が断線すると、サーミスタグループＴＧ４のサーミスタが全て動作しなくなるため、発熱ブロックＨＢ５〜ＨＢ７への給電をストップする保護回路が働かなくなる。
【００７９】
次に、共通導電パターンＥＧ３とＥＧ４を接続する導電パターンＥＧ３４は有しているものの、断線検知回路７８０を有しておらず、実施例１の構成と同じく、共通導電パターンＥＧ３とＥＧ４が、それぞれＧＮＤに接続されている場合について説明する。この場合、導電パターンＥＧ３４の効果によって、共通導電パターンＥＧ３とＥＧ４のどちらか一方が断線した場合でも、導電パターンＥＧ３４を介してＧＮＤに接続される。このため、サーミスタグループＴＧ３及びＴＧ４による温度検知は可能な状態となる。しかしながら、サーミスタグループＴＧ３の導電パターン（ＥＴ３−１ａ〜ＥＴ３−４ａと、ＥＴ３−１２ｂ、ＥＴ３−３ｂ、ＥＧ３）と制御回路７００を接続する不図示のコネクタが抜けた場合、サーミスタグループＴＧ３のサーミスタが全て動作しなくなる。このため、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３への給電をストップする保護回路が働かなくなる。同様に、サーミスタグループＴＧ４の導電パターン（ＥＴ４−４ａ〜ＥＴ４−７ａと、ＥＴ４−６７ｂ、ＥＴ４−５ｂ、ＥＧ４）と制御回路７００を接続するコネクタが抜けた場合、サーミスタグループＴＧ４のサーミスタが全て動作しなくなる。このため、発熱ブロックＨＢ５〜ＨＢ７への給電をストップする保護回路が働かなくなる。
【００８０】
これに対して、本例の装置は、導電パターン体ＥＧ３４と断線検知回路７８０を有している。これにより、共通導電パターンＥＧ３、ＥＧ４が断線する故障や、サーミスタグループＴＧ３やＴＧ４と制御回路７００とを接続するコネクタが抜けた場合、の両方の故障状態を検知することができる。
【００８１】
図８は、ＣＰＵ４２０による制御回路７００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。図５と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。
【００８２】
Ｓ２０１では、サーミスタＴ３−１ａの検知温度（信号Ｔｈ３−１ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１１をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ１に供給する電力を制御する。
【００８３】
Ｓ２０２では、サーミスタＴ３−２ａの検知温度（信号Ｔｈ３−２ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１２をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ２に供給する電力を制御する。
【００８４】
Ｓ２０３では、サーミスタＴ３−３ａの検知温度（信号Ｔｈ３−３ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１３をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ３に供給する電力を制御する。
【００８５】
Ｓ２０４では、サーミスタＴ５の検知温度（信号Ｔｈ５）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１４をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ４に供給する電力を制御する。
【００８６】
Ｓ２０５では、サーミスタＴ４−５ａの検知温度（信号Ｔｈ４−５ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１５をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ５に供給する電力を制御する。
【００８７】
Ｓ２０６では、サーミスタＴ４−６ａの検知温度（信号Ｔｈ４−６ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１６をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ６に供給する電力を制御する。
【００８８】
Ｓ２０７では、サーミスタＴ４−７ａの検知温度（信号Ｔｈ４−７ａ）が所定の目標温度に到達するように、トライアック７１７をＰＩ制御し、発熱ブロックＨＢ７に供給する電力を制御する。
【００８９】
Ｓ２０８では、ヒータ３００の非通紙部昇温が所定の閾値温度（許容温度）Ｔｍａｘ以下であるか判断をおこなっている。
【００９０】
Ｓ２０８で、サーミスタＴ３−４ａ、Ｔ４−４ａ、Ｔ３−３ｂ、Ｔ４−５ｂの温度が閾値温度Ｔｍａｘ以下である場合、Ｓ１０８に進み、Ｓ１０８でプリントＪＯＢの終了を検知するまで、Ｓ２０１〜Ｓ２０８の制御を繰り返す。
【００９１】
（実施例３）
図９のヒータ８００は、発熱抵抗体８０２を定着ニップ部Ｎの側に配置し、サーミスタグループＴＧ６を定着ニップ部Ｎの反対側に配置した場合の例である。実施例１と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。
【００９２】
図９（Ａ）はヒータ８００の中央部（搬送基準位置Ｘ付近）の断面図を示している。裏面層１には導電パターンのみを形成しており、その上からチップサーミスタＴ６−２を接着している。８１０及び８１１はチップサーミスタＴ６−２の電極である。チップサーミスタＴ６−２には、電極８１０と電極８１１を介して、導電パターンＥＧ６と導電パターンＥＴ６−２が接続されている。ヒータ８００のように、サーミスタグループＴＧ６を定着ニップ部Ｎの反対側に配置することで、摺動面層に必要な平坦性は不要となり、厚みのあるチップサーミスタＴ６−２を設置できる。
【００９３】
ヒータ８００の裏面層１に設けられたサーミスタグループＴＧ６は、３つのチップサーミスタＴ６−１〜Ｔ６−３と、サーミスタの抵抗値検出用の導電パターンＥＴ６−１〜ＥＴ６−３と、共通導電パターンＥＧ６を有している。
【００９４】
ヒータ８００の摺動面層１には、３つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３が設けられている。発熱抵抗体８０２は、８０２−１〜８０２−３に３分割されており、第１の導電体８０１と、３つに分割された第２の導電体８０３−１〜８０３−３を介して電力供給されている。第２の導電体８０３−１〜８０３−３は電極Ｅ１〜Ｅ３に接続されており、第１の導電体８０１は電極Ｅ８に接続されている。電極Ｅ８を共通電極として、電極Ｅ１〜Ｅ３にそれぞれトライアック等のスイッチ素子を設けることで、３つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３を独立に制御可能な構成となっている。ヒータ８００の摺動面層２には、摺動性と絶縁性を有したガラスが保護層８０８として設けてある。
【００９５】
ところで、ヒータ８００では、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３に給電を行うために、第１の導電体８０１と、第２の導電体８０３を、ヒータ短手方向の両端に配線する必要がある。そのため、特に、発熱ブロック数が増加すると、第１の導電体８０１と、第２の導電体８０３を配線するための面積が増加してしまい、ヒータが大型化してしまう。
【００９６】
実施例１で説明したヒータ３００及び実施例２で説明したヒータ６００のように、発熱領域内に電極Ｅ２〜Ｅ６を設けると、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３の配線に必要な面積が不要となるため、ヒータを大型化せずに、発熱ブロック数を増加できる。発熱領域内に電極Ｅ２〜Ｅ６を設ける構成では、電気接点Ｃ２〜Ｃ６を接続させるために、定着ニップ部Ｎの反対側に電極Ｅ２〜電極Ｅ６を設ける必要がある。そのため、発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）を定着ニップ部Ｎの反対側に形成し、サーミスタグループ（ＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３、ＴＧ４）を定着ニップ部Ｎの側に形成する構成が有効である。
【００９７】
発熱ブロック数が少ない場合には、本実施例で説明したヒータ８００のように、複数のチップサーミスタを用いたサーミスタグループＴＧ６を、定着ニップ部Ｎの反対側に配置する方法を適用できる。
【００９８】
（実施例４）
図１０に示す実施例４は、実施例１や実施例２のヒータに対して、発熱抵抗体の形状が異なっている。図１０（Ａ）に示すヒータ９００の発熱抵抗体９０２ａ、９０２ｂは、長手方向において連続している（分割されていない）。
【００９９】
図１０（Ａ）は、ヒータ９００の裏面層１の平面図である。導電体３０３は、長手方向に７分割されているため、発熱体９０２ａ、９０２ｂは、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の領域で、独立に温度制御が可能な構成となっている。ヒータ９００は、発熱体９０２ａ、９０２ｂを分割していないので、導電体３０３の分割された隙間領域においても長手方向において連続して発熱し、発熱量が０（ゼロ）になる領域がないため、長手方向においてヒータをより均一に発熱させることができる。
【０１００】
図１０（Ｂ）に示すヒータ１０００は、発熱抵抗体１００２ａ、１００２ｂが、更に並列接続した複数の発熱抵抗体に分割されているものである。
【０１０１】
図１０（Ｂ）は、ヒータ１０００の裏面層１の平面図である。発熱抵抗体１００２ａは複数に分割されており、導電体３０３と、導電体３０１ａの間に並列接続されている。同様に、発熱抵抗体１００２ｂは複数に分割されており、導電体３０３と、導電体３０１ａの間に並列接続されている。
【０１０２】
発熱抵抗体１００２ａ、１００２ｂの分割された発熱抵抗体は、ヒータ１０００の長手方向及び短手方向に対して傾けて配置されており、ヒータ１０００の長手方向でオーバーラップしている。これにより、分割された複数の発熱抵抗体の間の間隙部の影響を低減し、ヒータ１０００の長手方向の発熱分布の均一性を改善できる。また、ヒータ１０００では、発熱ブロック間の間隙部についても、隣り合う発熱ブロックの最も端部の分割された発熱抵抗体同士が長手方向でオーバーラップしているので、ヒータ１０００の長手方向の発熱分布をより均一にできる。隣り合う発熱ブロックの最も端部の発熱抵抗体同士とは、例えば発熱ブロックＨＢ１の右端の発熱抵抗体と、発熱ブロックＨＢ２の左端の発熱抵抗体である。
【０１０３】
また、発熱抵抗体１００２ａ、１００２ｂの発熱分布は、分割された発熱抵抗体の幅、長さ、間隔、傾き等を調整することで行うことができる。ヒータ９００やヒータ１０００の構成を採用することで、複数の発熱ブロック間の間隙部における温度ムラを抑制できる。
【０１０４】
（実施例５）
図１１は、実施例１に示した制御回路４００において、各発熱ブロックへ流す電流波形を示したものである。図１１（Ａ）は、ヒータ３００に供給する電力のデューティ比毎に設定された、トライアック４１１の駆動パターン（発熱ブロックＨＢ４に流す電流波形のテーブル）である。同様に、図１１（Ｂ）は、トライアック４１２〜４１４の駆動パターン（発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３、ＨＢ５〜ＨＢ７に流す電流波形のテーブル）である。
【０１０５】
ＣＰＵ４２０は、１制御周期毎にヒータに供給する電力のレベル（デューティ比）を算出すると、デューティ比に応じた波形を、供給する発熱ブロック毎に選択する。本実施例の制御方法では、４半波を１制御周期として、各トライアックの通電制御パターンを設定し、ヒータ３００供給する電力の制御を行なっている。
【０１０６】
以下、デューティ比２５％の場合のトライアック４１１の通電制御パターンの例について説明する。図１１（Ａ）に示すトライアック４１１の通電制御パターンＡでは、１半波〜２半波を９０°の位相角で制御して５０％の電力を供給し、３半波〜４半波をＯＦＦしている。このため、ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ４には平均で２５％の電力が供給されている。通電制御パターンＡは、１半波〜２半波に位相制御を行う通電パターンである。
【０１０７】
また、図１１（Ｂ）に示すトライアック４１２〜４１４の通電制御パターンでは、３半波〜４半波を９０°の位相角で制御して５０％の電力を供給し、１半波〜２半波をＯＦＦしている。このため、ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３、ＨＢ５〜ＨＢ７には平均で２５％の電力が供給されている。通電制御パターンＢは、３半波〜４半波に位相制御を行う通電パターンである。
【０１０８】
ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ４は他の発熱ブロックよりも抵抗値が低いため、その他の発熱ブロックに比べて位相制御時の電流の変動量が大きくなる。そこで、本例では、発熱ブロックＨＢ４に位相制御の電流が流れるタイミング（１半波〜２半波）と、その他の発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ３、ＨＢ５〜ＨＢ７に位相制御の電流が流れるタイミング（３半波〜４半波）をずらしている。これにより、ヒータ３００全体に流れる位相制御電流の変動値を抑えることができる。２５％以外のデューティ比の場合も同様である。
【０１０９】
図１１に示したように、複数のトライアックの制御タイミングを同期させて制御（複数トライアックの同期制御）させることで、本例では、像加熱装置２００の高調波電流を低減できる。図１１は同期制御の一例であり、例えば、フリッカを低減させるように、複数トライアックの同期制御を行っても良い。
【０１１０】
尚、制御回路７００のトライアック７１１〜７１７についても、同様の方法によって複数トライアックの同期制御を行うことができる。
【０１１１】
複数トライアックの同期制御によるメリットは、高調波電流やフリッカが低減できることや、ヒータ３００の総抵抗値を低く設定しても、高調波電流やフリッカの規格を満足することができることである。ヒータ３００の抵抗値を低く設定できれば、交流電源４０１からヒータ３００に供給可能な最大電力をより大きくすることができる。
【０１１２】
上述した複数の実施例は、記録材の幅方向の中央を搬送基準位置Ｘに合わせて搬送する中央基準のプリンタを用いて説明した。しかしながら、本発明は、ヒータの長手方向の一方の端部を搬送基準位置として、記録材の幅方向の一方の端部を搬送基準位置に合わせて搬送する片側基準のプリンタにも適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
２００  像加熱装置
３００  ヒータ
３０１  第１の導電体
３０２  発熱抵抗体
３０３  第２の導電体
３０５  基板
Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１、Ｅ８−２  電極
ＨＢ１〜ＨＢ７  発熱ブロック
【図１】
2020091495.tif 000003
【図２】
2020091495.tif 000004
【図３】
2020091495.tif 000005
【図４】
2020091495.tif 000006
【図５】
2020091495.tif 000007
【図６】
2020091495.tif 000008
【図７】
2020091495.tif 000009
【図８】
2020091495.tif 000010
【図９】
2020091495.tif 000011
【図１０】
2020091495.tif 000012
【図１１】
2020091495.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月12日(2020.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に形成されており電力の供給により発熱する第１の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第１の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており電力の供給により発熱する第２の発熱ブロックと、前記長手方向において前記第１の発熱ブロック及び第２の発熱ブロックのいずれとも異なる位置に形成されており電力の供給により発熱する第３の発熱ブロックと、を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記第１の発熱ブロックは電力を制御するための第１のスイッチ素子で制御される発熱ブロックであり、
前記第２及び第３の発熱ブロックは電力を制御するための第２のスイッチ素子で制御される発熱ブロックであり、
前記ヒータは更に、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第１の温度検知素子と、前記第２の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１の導電パターンと、前記第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２の導電パターンと、前記第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる第１の共通導電パターンと、を有する第１の検知素子グループと、
前記第３の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第３の温度検知素子と、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた温度検知素子であって前記長手方向において前記第１の温度検知素子が設けられた位置とは異なる位置に設けられた第４の温度検知素子と、前記第３の温度検知素子と電気的に繋がる第３の導電パターンと、前記第４の温度検知素子と電気的に繋がる第４の導電パターンと、前記第３及び第４の温度検知素子と電気的に繋がる第２の共通導電パターンと、を有する第２の検知素子グループと、
を有することを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記第１の共通導電パターンと前記第２の共通導電パターンは互いに電気的に繋がっていることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記第１乃至第３の発熱ブロックは、夫々、前記長手方向に沿って設けられている第１の導電体と、前記第１の導電体とは前記基板の短手方向で異なる位置で前記長手方向に沿って設けられている第２の導電体と、前記第１の導電体と前記第２の導電体の間に設けられており前記第１の導電体と前記第２の導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記第１及び第２の検知素子グループは、前記基板の前記第１及び第２の発熱ブロックが形成された基板面とは反対側の基板面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヒータ。
【請求項５】
筒状のフィルムと、ヒータを有し前記フィルムの内面に接触するニップ形成ユニットと、を有し、前記フィルムを介した前記ヒータの熱で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが、請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒータであることを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
前記装置は更に、電源から前記ヒータへの電力供給路に設けた第１及び第２のリレーと、前記第１のリレーをＯＦＦ状態にラッチする第１の保護回路と、前記第２のリレーをＯＦＦ状態にラッチする第２の保護回路と、を有し、
前記第１の検知素子グループの中のいずれかの温度検知素子からの信号が所定値を超えた場合、前記第１の保護回路は前記第１のリレーをＯＦＦ状態にラッチし、
前記第２の検知素子グループの中のいずれかの温度検知素子からの信号が所定値を超えた場合、前記第２の保護回路は前記第２のリレーをＯＦＦ状態にラッチする、
ことを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記第１の共通導電パターンと前記第２の共通導電パターンは互いに電気的に繋がっており、
前記装置は更に、電源から前記ヒータへの電力供給路に設けたリレーと、前記リレーをＯＦＦ状態にラッチする保護回路と、前記第１の共通導電パターンと前記第２の共通導電パターンの断線を検知する断線検知回路と、を有し、
前記第１の共通導電パターンと前記第２の共通導電パターンが断線すると、前記断線検知回路は前記保護回路に前記リレーをＯＦＦ状態にラッチするための信号を出力する、
ことを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記装置は更に、前記フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成するローラを有することを特徴とする請求項５乃至７いずれか一項に記載の像加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述の課題を解決するための本発明は、基板と、前記基板に形成されており電力の供給により発熱する第１の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第１の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており電力の供給により発熱する第２の発熱ブロックと、前記長手方向において前記第１の発熱ブロック及び第２の発熱ブロックのいずれとも異なる位置に形成されており電力の供給により発熱する第３の発熱ブロックと、を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記第１の発熱ブロックは電力を制御するための第１のスイッチ素子で制御される発熱ブロックであり、前記第２及び第３の発熱ブロックは電力を制御するための第２のスイッチ素子で制御される発熱ブロックであり、前記ヒータは更に、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第１の温度検知素子と、前記第２の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子と電気的に繋がる第１の導電パターンと、前記第２の温度検知素子と電気的に繋がる第２の導電パターンと、前記第１及び第２の温度検知素子と電気的に繋がる第１の共通導電パターンと、を有する第１の検知素子グループと、前記第３の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第３の温度検知素子と、前記第１の発熱ブロックに対応する位置に設けられた温度検知素子であって前記長手方向において前記第１の温度検知素子が設けられた位置とは異なる位置に設けられた第４の温度検知素子と、前記第３の温度検知素子と電気的に繋がる第３の導電パターンと、前記第４の温度検知素子と電気的に繋がる第４の導電パターンと、前記第３及び第４の温度検知素子と電気的に繋がる第２の共通導電パターンと、を有する第２の検知素子グループと、を有することを特徴とする。