(57)【要約】【課題】本発明は、加熱体の抵抗値を変化させる事で非通紙部昇温を抑え、各紙種のスループットアップを実現し、通紙領域の定着性と画像不良を満足する事を目的とする。【解決手段】被加熱材の通紙方向に直交する方向を長手とする基板３０と、前記基板上に抵抗発熱体３１・３２を有し、被加熱材を加熱する加熱体において、基準位置から長手端部にかけて、抵抗発熱体の抵抗値が徐々に小さくなる領域を含み、前記領域の途中で抵抗値の変化率が不均一である領域を含む構成。【選択図】図６
2006019159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている抵抗発熱体と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板には前記基板の短手方向に複数本の抵抗発熱体が配置されており、少なくとも１本の抵抗発熱体は長手方向において単位長さ当たりの抵抗値が変化する領域を有し、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、抵抗値が変化する領域の単位長さ当たりの抵抗値変化量が不均一になっている事を特徴とする加熱体。
【請求項２】
前記基板上の複数本の抵抗発熱体の基板短手方向に対する単位長さ当たりの合成抵抗は、安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、長手方向に一定である事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項３】
前記の少なくとも１本の抵抗発熱体の抵抗値変化量が不均一になっている位置は抵抗発熱体の長手方向の略中央を基準にして長手対称に設けられている事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項４】
前記加熱装置に搬送可能な最小幅の被加熱材の長手幅に対応する抵抗発熱体部分の抵抗値を、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において一定とする事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項５】
前記複数本の抵抗発熱体の少なくとも１本は、長手方向の略中央より端部にかけて、または長手方向の一端部から他端部にかけて抵抗値が小さくなる事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項６】
前記複数本の抵抗発熱体の少なくとも１本は、長手方向の略中央より端部にかけて、または長手方向の一端部から他端部にかけて抵抗値が大きくなる事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項７】
前記抵抗発熱体の抵抗値変化量の不均一な位置が、前記加熱装置に搬送可能な最小幅の被加熱材の長手幅に対応する領域の端部より長手端部側に設けられている事を特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項８】
支持体に固定的に支持された加熱体と、前記加熱体の基板に設置した安全素子および温度検知素子と、前記加熱体に接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有し、被加熱材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、
前記加熱体は、被加熱材搬送方向に交差する方向を長手とする基板と、前記基板に基板長手方向に沿って形成され、かつ被加熱材搬送方向に配列されている複数の抵抗発熱体と、を有し、前記複数の抵抗発熱体の内、少なくとも１本の抵抗発熱体は被加熱材の搬送基準から長手端部の間に、単位長さ当たりの抵抗値が変化する領域を有し、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、抵抗値が変化する領域の単位長さ当たりの抵抗値変化量が不均一になっている事を特徴とする加熱装置。
【請求項９】
前記基板上の複数本の抵抗発熱体の被加熱材搬送方向に対する単位長さ当たりの合成抵抗は、安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、長手方向に一定である事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記搬送基準から長手端部にかけて、前記抵抗発熱体の抵抗値変化量が不均一になっている位置は前記搬送基準に対して長手対称に設けられている事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記搬送基準から搬送可能な最小被加熱材の長手幅端部までは、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、抵抗発熱体の抵抗値を一定とする事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記複数本の抵抗発熱体の少なくとも１本は、前記搬送基準より長手端部にかけて抵抗値が小さくなる事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記複数本の抵抗発熱体の少なくとも１本は、前記搬送基準より長手端部にかけて抵抗値が大きくなる事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１４】
前記搬送基準は中央基準である事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１５】
前記搬送基準は端部基準である事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１６】
前記搬送基準から長手端部にかけて、前記抵抗発熱体の抵抗値変化量の不均一な位置が、搬送可能な最小被加熱材の端部より長手端部側に設けられている事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている抵抗発熱体と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体、および該加熱体を用いた、例えば画像形成装置に搭載する定着装置として好適な加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式等の複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、画像形成プロセス手段部で記録材上に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた未定着トナー画像を該記録材面に永久固着画像として定着させる定着装置としては、所定の温度に加熱された定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラによって被加熱材としての記録材を挟持搬送することでトナー画像を加熱加圧定着させる熱ローラ方式の加熱装置が一般に用いられていた。
【０００３】
最近では、省電力化、及び電源投入から画像出力までの時間短縮を実現するために、特許文献１に記されているように、少なくとも、固定支持された加熱体（以下、ヒータと記す）、及び該ヒータに圧接しつつ搬送される可撓性部材としての耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）とからなるヒータユニットと、該ヒータユニットに対し記録材を密着させる加圧部材（以下，加圧ローラと記す）を有し、定着フィルムを介してヒータの熱を記録材へ付与することで、記録材表面に形成されているトナー像を加熱定着させる構成の定着装置（フィルム加熱方式）が提案されている。
【０００４】
従来、このような定着装置には図１０に示すようなヒータを用いる。このヒータは、基板１００と、この基板の長手方向に沿って設けられている抵抗発熱体１０１・１０２と、を基本構成とするもので、抵抗発熱体１０１・１０２の両端部に電気的に導通させてある給電用電極ａ・ｂ、ｃから抵抗発熱体１０１・１０２に給電することで抵抗発熱体１０１・１０２が発熱する。下段のグラフに示すようにヒータの抵抗発熱体１０１・１０２は長手単位長さ当たりの抵抗値が長手方向に均一な抵抗値にしている。
【０００５】
このように抵抗発熱体１０１・１０２が長手方向に均一に発熱するヒータを有するフィルム加熱式の定着装置は、ヒータが低熱容量の定着フィルムを介して記録材に密着して熱を伝えるために、オンデマンド定着が可能となる反面、抵抗発熱体１０１・１０２の長手幅に対し比較的短い幅の記録材を連続して搬送させると、定着フィルムを介してヒータが密着する加圧ローラの通紙部と非通紙部の表面温度差が大きくなり、加圧ローラの長手で、外径及び摩擦係数に変化が生じることがあった。
【０００６】
そこで、多様な長手紙サイズに対応し、非通紙部昇温を抑えるヒータが特許文献２で示されている。このヒータは図１１のように端部の発熱を連続的に抑えた抵抗発熱体１０３・１０４を有する事で、非通紙部昇温を抑える事が出来る。下段グラフに示すように本ヒータの抵抗発熱体（メインヒータとサブヒータ）１０３・１０４は長手単位長さ当たりの抵抗値が下段グラフに示すように連続的に変化している。このような抵抗発熱体１０３・１０４を有するヒータは抵抗発熱体１０３・１０４の中央部の抵抗値と端部の抵抗値の差を図１２のように大きくする事で中央部より端部の発熱を抑え、高いスループットを実現させる事が出来る。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した特許文献２の技術を更に発展させたものである。
【０００８】
本発明の目的は、この種のヒータ、および該ヒータを用いた加熱装置について、新たな回路や部材を追加せず、抵抗発熱体の抵抗値変化量を長手方向で変化させ、非通紙部昇温を抑える事、通紙領域内で温度差を一定温度以下に保ちホットオフセットや未定着画像、そしてコールドオフセットを防止する事、を満足させる事である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する為の本発明に係る加熱体の代表的な構成は、基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている抵抗発熱体と、を有し、被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、前記基板には前記基板の短手方向に複数本の抵抗発熱体が配置されており、少なくとも１本の抵抗発熱体は長手方向において単位長さ当たりの抵抗値が変化する領域を有し、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、抵抗値が変化する領域の単位長さ当たりの抵抗値変化量が不均一になっている事を特徴とする加熱体、である。
【００１０】
また、上記目的を達成する為の本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、支持体に固定的に支持された加熱体と、前記加熱体の基板に設置した安全素子および温度検知素子と、前記加熱体に接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有し、被加熱材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、前記加熱体は、被加熱材搬送方向に交差する方向を長手とする基板と、前記基板に基板長手方向に沿って形成され、かつ被加熱材搬送方向に配列されている複数の抵抗発熱体と、を有し、前記複数の抵抗発熱体の内、少なくとも１本の抵抗発熱体は被加熱材の搬送基準から長手端部の間に、単位長さ当たりの抵抗値が変化する領域を有し、基板に対する安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する以外の領域において、抵抗値が変化する領域の単位長さ当たりの抵抗値変化量が不均一になっている事を特徴とする加熱装置、である。
【００１１】
上記加熱体の抵抗値変化量が不均一になる位置は被加熱材である所望の紙種に合わせた位置であると良い。
【００１２】
また、被加熱材である記録材の長手最小紙サイズが規定されている画像形成装置において、上記加熱体の抵抗値変化量が不均一になる位置は長手最小紙サイズに合わせる位置であると良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば定着装置として、新たな部材を追加せず、端部の発熱量を抑え、各紙種サイズの連続通紙時の非通紙部昇温を抑え、小サイズはもとより所望の紙サイズのスループットアップを実現する事、温調制御し通紙領域内の温度差を一定温度以下に保ちホットオフセットや未定着画像、そしてコールドオフセットを防止する事、を両立する事が可能になる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１６】
（１）画像形成装置例
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す断面図である。１はスキャナユニットであり、画像情報に応じて発信されるレーザー光１ａを照射及び走査する光学手段と走査手段を有している。１０は主たる画像形成手段を内蔵したプロセスカートリッジであって、潜像保持部材である感光ドラム（電子写真感光体）３、半導電性のゴムからなるローラ帯電器４、トナー６を感光ドラム３上に現像する現像装置５、及び廃トナーを感光ドラム３上から除去するクリーナー８から構成される。このプロセスカートリッジ１０内の感光ドラム３は、矢印の時計方向に回転しており、ローラ帯電器４によりその表面を一様に帯電される。その感光ドラム３の一様帯電面に対してスキャナユニット１で発信されたレーザー光１ａがミラー２を介して照射されることにより、感光ドラム３の表面上に静電潜像が形成されるようになっている。そして、この静電潜像は、現像装置５によりトナーが供給され、トナー像として可視像化される。
【００１７】
一方、給紙カセット１１内の記録材としての転写材（秤量６４〜１２８ｇ）は給紙ローラ１３と分離ローラ対１３ａにより一枚ずつ分離されて給送される。給紙された転写材１２はＵターンシートパス１３ｂで反転され、上下ガイド１４に沿って一対のレジストローラ１５に搬送される。レジストローラ１５は転写材１２が来るまで回転を停止しており、そのニップ部に転写材１２の先端を突き当てさせて受け止めることにより、転写材１２の斜行を補正する。
【００１８】
次いでレジストローラ１５は、上記感光ドラム３上に形成された画像の先端と同期するように、転写材１２を感光ドラム３と転写ローラ７との当接ニップ部である転写部へと搬送する。なお、このレジストローラ１５の近くに給紙センサー（図示せず）が設置されており、通紙状態やジャム、転写材の長さを検知する。
【００１９】
上述のようにして転写部に搬送された転写材１２は転写ローラ７からトナーと逆極性の電荷が裏側から与えられ、上記感光ドラム３上に形成されたトナー像が上記転写材１２に転写される。
【００２０】
トナー像を転写された転写材１２は搬送ガイド１６及び搬送ローラ１７により定着装置１８に搬送される。定着装置１８は転写材１２上の未定着トナー像を熱及び圧力で転写材１２上に溶解、固着させることにより記録画像とする。
【００２１】
画像定着後の転写材１２は、画像面下向きモードの排出が指定されているときにはフラッパ１９によりＵターンシートパス１９ａ側にガイドされて第１の排出トレイ２０上に排出される。また、画像面上向きモードの排出が指定されているときにはフラッパ１９により直進シートパス１９ｂ側にガイドされて第２の排出トレイ２１上に排出される。
【００２２】
ここで、本実施例の画像形成装置においては、記録材としての転写材１２の搬送基準は全搬送路において紙中心の中央基準である。
【００２３】
（２）定着装置１８
次に、定着装置１８について図２に基づいて詳しく説明する。本実施例の定着装置１８は加圧ローラ駆動式・テンションレスタイプのフィルム加熱方式の加熱装置である。
【００２４】
ａ）装置１８の全体的概略構成
２２は加熱体支持体としての耐熱性のステイホルダであり、横断面略半円形樋型の耐熱性部材である。このステイホルダ２２の下面にホルダ長手に沿って設けた溝部に加熱体（以下、ヒータと記す）２３を嵌入させて固定支持させてある。このヒータ２３の構造は次のｂ）項で詳述する。
【００２５】
２４は可撓性部材としての、耐熱性に優れたポリイミド等の円筒状の薄肉フィルム（以下，定着フィルムと記す）であり、上記のヒータ２３を固定支持させたステイホルダ２２に対してルーズに外嵌させてある。
【００２６】
上記の少なくともステイホルダ２２・ヒータ２３・定着フィルム２４でヒータユニットが構成されている。
【００２７】
そしてステイホルダ２２の下面のヒータ２３と、加圧部材としての弾性加圧ローラ２５とを定着フィルム２４を挟ませて加圧ローラ２５の弾性に抗してを加圧手段（不図示）にて所定の押圧力をもって圧接させて加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。
【００２８】
加圧ローラ２５は、芯金２６の外側にシリコンゴム等の弾性層２７が形成され、さらにその外側には離型性に優れたＰＦＡやＰＴＦＥ等のチューブが離型層２８として被せてある。加圧ローラ２５の熱伝導率は０．５×１０３Ｗ／℃・ｃｍである。
【００２９】
加圧ローラ２５は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に回転駆動される（加圧ローラ駆動式）。そしてこの加圧ローラ２５の回転駆動による該ローラ２５と定着フィルム２４の外面との定着ニップ部Ｎにおける接触摩擦力で円筒状の定着フィルム２４に回転力が作用し、該定着フィルム２４がステイホルダ２２の外回りを定着ニップ部Ｎにおいてフィルム内面がヒータ２３の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に回転する。
【００３０】
加圧ローラ２５の回転駆動による定着フィルム２４の回転がなされ、また後述するようにヒータ２３に対する通電により該ヒータ２３が昇温して所定の目標温度に温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２４と加圧ローラ２５との間に未定着トナー画像ｔａを担持した被加熱材としての転写材（記録材）１２が導入され、トナー画像担持面が定着フィルム２４の外面に密着して定着フィルム２４と一緒に定着ニップ部Ｎを通過することで、ヒータ２３の熱が定着フィルム２４を介して転写材１２に付与され未定着トナー画像ｔａが転写材１２の面に加熱定着ｔｂされる。定着ニップ部Ｎを通った転写材１２は定着フィルム２４の面から曲率分離されて排出搬送される。
【００３１】
ステイホルダ２２はヒータ２３の支持部材として機能するとともに、定着ニップ部Ｎへの加圧、円筒状定着フィルム２４の回転搬送安定性を図る役目もする。
【００３２】
定着フィルム２４はその内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２３の下面に、また定着ニップ部Ｎの近傍においてステイホルダ２２の外面に摺動しながら回転する。定着フィルム２４を低トルクでかつスムーズに回転させるためにはヒータ２３及びステイホルダ２２と定着フィルム２４の間の摩擦抵抗を小さく抑える。このためヒータ２３及びステイホルダ２２と定着フィルム２４の間に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定着フィルム２４はスムーズに回転することが可能となる。
【００３３】
定着フィルム２４は熱容量の小さい部材であり、クイックスタートを可能にするために１００μｍ以下の厚みで耐熱性・熱可塑性を有するポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ・ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフィルムである。また、長寿命の定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要である。よって定着フィルム２４の厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために、定着フィルムの表層にはＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ・シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。
【００３４】
このようなフィルム加熱方式の定着装置を用いたプリンタ、複写機等の各種画像形成装置は、加熱効率の高さや立ち上がりの速さにより、待機中の予備加熱の不要化や、ウエイトタイムの短縮化など従来の熱ローラ等を用いて加熱定着させる方式に比べて多くの利点を有している。
【００３５】
ｂ）ヒータ２３
図３の（１）はヒータ表面側の平面模型図、（２）は表面保護層を取り除いた状態のヒータ表面側の平面模型図、（３）はヒータ裏面側の平面模型図である。図４は図３の（３）の（４）−（４）線部分の拡大横断面模型図である。
【００３６】
３０はヒータ基板である。このヒータ基板３０はアルミナや窒化アルミ等の耐熱性・良熱伝導性・電気絶縁性のセラミック材であり、記録材搬送方向Ｄに交差（直交）する方向を長手とする横長の薄板部材である。
【００３７】
３１と３２はヒータ基板３０の表面側に厚膜印刷によって、通電により発熱する発熱体として形成具備させた第１と第２の２本の抵抗発熱体（以下、メインヒータとサブヒータと記す）である。
【００３８】
このメインヒータ３１とサブヒータ３２はそれぞれヒータ基板長手方向に沿って形成され、かつ記録材搬送方向（ヒータ基板短手方向）に配列されている。そしてメインヒータ３１とサブヒータ３２はそれぞれその長手方向の発熱分布が互いに異なり、後述する安全素子や温度検知素子設置位置に対応する抵抗発熱体部分以外の抵抗発熱体部分に関して、メインヒータ３１はその長手方向において中央より端部にかけて発熱量が減少する発熱分布の抵抗体パターンを有し、サブヒータ３２はその長手方向において中央より端部にかけて発熱量が増加する発熱分布の抵抗体パターンを有している。そして、安全素子や温度検知素子設置位置に対応する抵抗発熱体部分以外に関して、メインヒータ３１の発熱量とサブヒータ３２の発熱量の合成発熱量は抵抗発熱体長手方向において略一定である。サブヒータ３２に関して、安全素子や温度検知素子設置位置に対応する部分の発熱量は抵抗発熱体長手方向において最大ではない。また本実施例ではサブヒータ３２の安全素子や温度検知素子設置位置に対応する部分３２ａ・３２ｂの発熱量のみ安全素子や温度検知素子設置位置に隣接する部分の発熱量に対し増加させている。
【００３９】
３３はメインヒータ３１の長手方向の一端部に電気的に導通させて形成した給電用電極部（以下、メイン接点と記す）、３４はサブヒータ３２の長手方向の一端部に電気的に導通させて形成した給電用電極部（以下、サブ接点と記す）、３５はメインヒータ３１とサブヒータ３２の長手方向の他端部にそれぞれ電気的に導通させて形成した両者に共通の給電用電極部（以下、共通接点と記す）である。
【００４０】
上記のメイン接点３３、サブ接点３４、共通接点３５は共にヒータ基板両端部側の表面に厚膜印刷によって導体パターンとして形成してある。
【００４１】
３６は表面保護層であり、メインヒータ３１と、サブヒータ３２と、メイン接点３３の一部、サブ接点３４一部、共通接点３５の一部を覆わせてヒータ基板３０の表面に形成してある。この表面保護層３６は厚膜印刷によってガラスコトートパターンとして形成してある。この表面保護層３６の表面に定着フィルム２４の内面が密着して摺動する。
【００４２】
３７はサーミスタ等の温度検知素子である。本例ではサーミスタであり、ヒータ基板３０の裏面側において最小サイズ記録材の通紙領域幅内に対応する位置に接触させて配設してある。
【００４３】
３８・３９はサーミスタ３７と電気的に導通させたリード電路（以下、サーミスタ接点と記す）である。このサーミスタ接点３８・３９はヒータ基板裏面に厚膜印刷によって導体パターンとして形成してある。
【００４４】
４０はサーモスイッチやサーモヒューズ等の安全素子である。本実施例ではサーモスイッチを用いている。このサーモスイッチ４０はヒータ基板３０の裏面側において記録材搬送基準である中央基準線Ｅにほぼ対応する位置（＝ヒータ２３の発熱領域の長手方向中央部）に接触させて配設してある。
【００４５】
図３の（１）において、Ａは最大通紙領域幅である。メインヒータ３１とサブヒータ３２の長手方向の長さはこの最大通紙領域幅Ａとほぼ対応している。Ｂは小サイズ記録材の通紙領域幅である。Ｃ・Ｃは小サイズ記録材通紙時の非通紙領域幅（（Ａ−Ｂ）／２）である。
【００４６】
本実施例において通紙使用可能な最大サイズ記録材は長手幅３１２ｍｍのフルブリード用紙であり、最大通紙領域幅Ａはその長手幅３１２ｍｍに対応する。
【００４７】
図５はヒータ２３に対する給電制御系のブロック回路図である。５０は制御部（エンジンコントローラ、ＣＰＵ）である。５１はＡＣ電源である。５２と５３は第１と第２のトライアックである。そして、
ａ：ＡＣ電源５１→サーモスイッチ４０→第１のトライアック５２→メイン接点３３→メインヒータ３１→共通接点３５→ＡＣ電源５１
ｂ：ＡＣ電源５１→サーモスイッチ４０→第２のトライアック５３→サブ接点３４→サブヒータ３２→共通接点３５→ＡＣ電源５１
の上記ａとｂの２系統の給電経路（ＡＣライン）を構成させている。そして制御部５０は第１と第２のトライアック５２と５３をコントロールしてメインヒータ３１とサブヒータ３２に対する電力供給を制御する。
【００４８】
また、制御部５０にはサーミスタ３７が検知するヒータ３２の温度情報がサーミスタ接点３８・３９を介してデジタル信号としてフィードバックされる（ＤＣライン）。
【００４９】
制御部５０はサーミスタ３７からフィードバックされるヒータ温度検知情報に基づいて第１と第２のトライアック５２と５３をコントロールしてヒータ温度が所定の目標温度に温調維持されるようにメインヒータ３１とサブヒータ３２に対する電力供給を制御する。また、通紙される記録材１２のサイズ情報に応じて第１と第２のトライアック５２と５３をコントロールしてメインヒータ３１とサブヒータ３２に対する電力供給比率を制御する。
【００５０】
安全素子としてのサーモスイッチ４０は、制御部５０等の故障によりヒータ２３への通電が無制御に連続的になされるような事態（熱暴走）を万一生じてもヒータ２３の過昇温を感熱（温度検知）してヒータ２３への通電を緊急遮断する役目をしている。
【００５１】
以上により、小サイズ紙の通紙時、メインヒータ３１の点灯を主にする事で、非通紙部昇温を防止でき、所定時間内の通紙枚数が増やす事が出来、加圧ローラ形状に依る紙シワや光沢ムラを防止する事が出来る。
【００５２】
本実施例においてはヒータ２３の電気的安全素子としてサーモスイッチ４０を用いている。このサーモスイッチ４０は抵抗発熱体中心、通紙中心である位置に設置している。接触型の安全素子を用いると、安全素子の熱容量により、ヒータ加熱ムラやサーモスイッチ応答タイムラグが発生する。この弊害を防止する為、本実施例ではサブヒータ３２のサーモスイッチ設置部分に対応する部分３２ａの発熱量を多くしてサーモスイッチ４０の熱容量分を補償している。
【００５３】
また温度検知素子である接触型サーミスタ３７もサーモスイッチ４０ほどではないけれども熱容量を持つので、本実施例ではサブヒータ３２のサーミスタ設置部分部分に対応する部分３２ｂの発熱量を多くしてサーミスタ３７の熱容量分を補償している。
【００５４】
上記のヒータ２３について図６を用いて更に詳細に説明する。図６は、本実施例におけるヒータ２３の、メインヒータ３１とサブヒータ３２の長手方向の抵抗値分布である。メインヒータ３１とサブヒータ３２はともに抵抗値分布を中央から両端部にかけて変化させている。メインヒータ３１は中央部の発熱量を大きく、サブヒータ３２は両端部の発熱量を大きくするパターン形状にしている。ただし、サブヒータ３２については上記したように安全素子設置部や温度検知素子設置部に対応する部分は発熱量を多くしてサーモスイッチ４０とサーミスタ３７の熱容量分を補償している。
【００５５】
本実施例では通紙搬送基準が中央基準で±１３５ｍｍ（ＬＴＲ横通紙の端部付近：ＬＴＲ端部より内側で温度勾配をもたせるために±１３５ｍｍとした）に抵抗値の変化率を変化させたメインヒータ３１とサブヒータ３２を有するヒータ２３を用いてレターサイズ（ＬＴＲ：約２６１ｍｍ×２７９ｍｍ）通紙領域内の温度差を２０℃以内に制御し、ＬＴＲよりも小サイズの転写材はもとよりＬＴＲのスループットアップ、各紙種サイズの定着性、を両立する事を可能にした例を示す。
【００５６】
ここで、メインヒータ３１とサブヒータ３２の長手方向の寸法位置について、長手中心（＝中央基準線Ｅ）の位置を±０ｍｍ位置とし、この±０ｍｍ位置から長手一端方向はプラスの寸法位置とし、長手他端方向はマイナスの寸法位置としている。
【００５７】
ヒータ２３の抵抗発熱体であるメインヒータ３１とサブヒータ３２は印刷によりパターニングを行い基板上に焼き付ける製造を行っているので、曲線抵抗発熱体を形成する事が可能になり、最適な発熱分布を実現できる。最適な発熱分布を実現する為、抵抗発熱体印刷に使うメッシュを通常の２５０メッシュ（２５４ｍｍ×２５４ｍｍの中に２５０個のメッシュがある）から４００メッシュ以上のスクリーンを用いている。これにより、メインヒータ３１とサブヒータ３２について、長手方向に連続的に抵抗値を変化させ、発熱量を変化させる事の出来る抵抗発熱体パターン３１・３２をヒータ基板３０上に作成できる。
【００５８】
本実施例においては、以上の製造方法により、以下のような抵抗発熱体パターンのヒータを製造し、所望の発熱量を実現した。
【００５９】
本実施例におけるヒータ２３の抵抗発熱体は上記したように基板３０上にメインヒータ３１とサブヒータ３２の２本形成している。前記したように本実施例において通紙使用可能な最大サイズ記録材は長手幅３１２ｍｍのフルブリード用紙であり、このフルブリード用紙の印字領域３０５ｍｍを保証する為、メインヒータ３１とサブヒータ３２の長手幅は３０７ｍｍ（中央基準より±１５３．５ｍｍ）とした。通紙基準である中央の単位長さ当たりの抵抗値（以下、単に抵抗値と記す）が高いメインヒータ３１と、端部の抵抗値が高いサブヒータ３２でヒータ２３を構成している。
【００６０】
更に本実施例では、ＬＴＲの非通紙部の発熱量を抑える為、メインヒータ３１、サブヒータ３２は中央基準Ｅから両端部±１３５ｍｍ（ＬＴＲ端部付近）の位置から急峻に発熱量を変化させている。具体的には図５を用いて説明すると、以下のようにヒータの抵抗値の変化率に変化をつけている。
【００６１】
メインヒータ３１については、長手中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、ＬＴＲ端部付近±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０５８５Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５３．５ｍｍの抵抗値は０．０４８７５Ω／ｍｍである。
【００６２】
サブヒータ３２については、長手中央部のサーモスイッチ４０とサーミスタ３７の設置位置に隣接する部分の抵抗値を０．６５Ω／ｍｍとし、ＬＴＲ端部±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０７１５Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５３．５ｍｍの抵抗値は０．０８１２５Ω／ｍｍとした。
【００６３】
ｃ）従来例ヒータ［１］
従来例で用いているヒータ（従来例ヒータ［１］）は図１０に示す通り、ヒータ基板１００上に長手方向に抵抗値の一定な抵抗発熱体１０１、１０２を有している。
【００６４】
ｄ）従来例ヒータ［２］
また、図１１で示したヒータ（従来例ヒータ［２］）のメインヒータ１０３は中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、ＬＴＲ端部±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０５８５Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５３．５ｍｍの抵抗値は０．０５２Ω／ｍｍである。
【００６５】
サブヒータ１０４は中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、ＬＴＲ端部±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０７１５Ω／ｍｍ、ヒータ端部の抵抗値は０．０７８Ω／ｍｍである。
【００６６】
ｅ）従来例ヒータ［３］
図１１の従来例ヒータ［２］より中央部の抵抗値と端部の抵抗値の差を大きくしているヒータ（従来例ヒータ［３］）を図１２に示す。
【００６７】
メインヒータ１０３の中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、ＬＴＲ端部±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０５２Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５３．５ｍｍの抵抗値は０．０３２５Ω／ｍｍである。
【００６８】
サブヒータ１０４の中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、ＬＴＲ端部±１３５ｍｍの位置の抵抗値は０．０７８Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５３．５ｍｍの抵抗値は０．０９７５Ω／ｍｍである。
【００６９】
以上の様な、図６の実施例ヒ−タ、図１０の従来例ヒータ［１］、、図１１の従来例ヒータ［２］、図１２の従来例ヒータ［３］を有する構成の定着装置を装備する画像形成装置において、各紙種サイズの転写材のスループット、定着性、高温オフセットは以下のような結果となった（スループットはヒータの非通紙部昇温が３００℃となる時の値を表示）。画像定着のためのヒータの温調温度は１９０℃である。連続通紙をした際、スループットにより非通紙部昇温は決定する。スループットが早ければ非通紙部昇温も上昇する。本実施例では連続通紙時、非通紙部昇温が３００℃で飽和するスループットを記述している。表１に長手幅小サイズであるＡ４（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）縦通紙の結果を示す。
【００７０】
【表１】
2006019159.tif 000003
表１から、従来例ヒータ［１］のように抵抗値の変化が小さいと端部の発熱量が高くなり、非通紙部昇温が高くなるので、スループットは低下する。また、逆に従来例ヒータ［３］のように抵抗値の変化が大きいと端部の発熱量が低くなり、スループットアップが実現できる。実用性を考え、５枚/分以上をＯＫとする。
【００７１】
次に、表２にメインヒータ３１が主に点灯するＬＴＲ横通紙の結果を示す。
【００７２】
【表２】
2006019159.tif 000004
【００７３】
表２に示す様に、従来例ヒータ［３］のように抵抗値の変化が大きいと端部の定着性が満足できない。端部の定着性を満足させる様に端部で温調すると、中央部にホットオフセットが発生する。サブヒータ３２の点灯を増加させ、ＬＴＲ通紙領域内の温度差を低下させるとスループットが低下する。
【００７４】
また、各ヒータはＡ４縦と比較して長手大サイズであるＡ４横通紙をした際はサブヒータ３２の点灯をメインヒータ３１と同様の点灯をする事で非通紙部昇温と定着性を両立している。
【００７５】
以上の結果から、本実施例のヒータの様に抵抗値の変化率をある長手位置で変化させる事で、他の部材を追加せずに、小サイズはもとよりＬＴＲのスループットアップ、定着性、ホットオフセットを両立する事が出来る。
【００７６】
他に、図７のような長手方向に階段状パターンの抵抗発熱体３１・３２を有するヒータにおいても、端部の発熱量を抑えるように抵抗値の変化率を大きくする事で、本実施例ヒータと同様の効果が得られる。
【００７７】
また、図８の様な長手方向パターンの抵抗発熱体３１・３２を有するヒータにおいても、同様の効果がある。
【実施例２】
【００７８】
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施例では転写材１２の通紙搬送基準が中央基準で通紙可能紙サイズが決まっている画像形成装置において、抵抗発熱体の長手の抵抗値に関して、通紙基準から最小紙サイズの長手幅（±３５ｍｍ）の位置までの抵抗値は一定で、通紙基準から長手端部にかけて抵抗値が低下し、Ａ４横通紙の端部位置（±１４８．５ｍｍ）に抵抗値の変化率がＡ４横通紙領域内より低下するヒータを有する定着装置において、小サイズはもとよりＡ４のスループットアップ、各紙種サイズの定着性、を両立する事を可能にした例を示す。
【００７９】
本実施例を適用する画像形成装置構成で、前記第１の実施例と同様である本体構成、定着装置構成、ヒータ製造方法に関する説明は省略する。本実施例の画像形成装置は最小長手幅が７０ｍｍ（基準位置より±３５ｍｍ）で、最大長手幅が３１２ｍｍ（基準位置より±１５６ｍｍ）である。
【００８０】
本実施例で示すヒータ２３を図９に示す。本実施例のヒータ２３の抵抗発熱体３１・３２・３１は基板３０上に３本形成している。印字領域３１０ｍｍを保証する為、抵抗発熱体３１・３２・３１の長手幅は３１２ｍｍ（中央基準より±１５６ｍｍ）とした。
【００８１】
通紙基準である中央の抵抗値が高い一対（上下流方向に２本）の抵抗発熱体３１・３１（以下、メインヒータ３１と記す）と、端部の抵抗値が高い抵抗発熱体３２（以下、サブヒータ３２と記す）でヒータ２３は構成している。
【００８２】
更に本実施例では、最小長手幅が±３５ｍｍである為、基準位置より±３５ｍｍまでは非通紙部昇温を考慮しなくて良いので、基準位置から±３５ｍｍまでは均一な抵抗値を示している。また、Ａ４横通紙の非通紙部の発熱量を抑える為、メインヒータ３１、サブヒータ３２は中央基準から両端部±１４８．５ｍｍの位置から急峻に抵抗値を変化させている。具体的には以下のようにヒータの抵抗値の変化率に変化をつけている。
【００８３】
メインヒータ３１について、基準位置より±３５ｍｍまでの中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、基準位置より±３５ｍｍまでは０．０６５Ω／ｍｍ、Ａ４横通紙端部±１４８．５ｍｍの位置の抵抗値は０．０５５２５Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５６ｍｍの抵抗値は０．０３９Ω／ｍｍである。
【００８４】
サブヒータ３４について、中央部の抵抗値は０．０６５Ω／ｍｍで、基準位置より±３５ｍｍまでは０．０６５Ω／ｍｍ、Ａ４横通紙端部±１４８．５ｍｍの位置の抵抗値は０．０７４７５Ω／ｍｍ、ヒータ端部±１５６ｍｍの抵抗値は０．０９１Ω／ｍｍである。
【００８５】
従来例ヒータ［１］〜［３］（図１０〜図１２）に関しては、実施例１と同様である。
【００８６】
以上の様なヒータを有する構成の定着装置を装備する画像形成装置において、各紙種サイズのスループット、定着性、高温オフセットは以下のような結果となった（スループットはヒータの非通紙部昇温が３００℃となる時の値を表示）。
【００８７】
表３に長手幅小サイズであるＡ４縦通紙の結果を示す。
【００８８】
【表３】
2006019159.tif 000005
表３から従来例ヒータ［１］のように、抵抗値の変化が小さいと端部の発熱量が高くなり、非通紙部昇温が高くなるので、スループットは低下する。また、逆に従来例ヒータ［３］のように抵抗値の変化が大きいと端部の発熱量が低くなり、スループットアップが実現できる。
【００８９】
次に、表４にメインヒータ３１が主に点灯するＡ４横通紙の結果を示す。
【００９０】
【表４】
2006019159.tif 000006
表４から、従来例ヒータ［３］のように抵抗値の変化量が大きいと端部の定着性が満足できない。端部の定着性を満足させると、中央部にホットオフセットが発生する。サブヒータの点灯を増加させ、Ａ４縦通紙領域内の温度差を低下させるとスループットが低下する。実用性を考え、５枚/分以上をＯＫとする。
【００９１】
また、各ヒータは長手大サイズである長手幅Ａ４横通紙以上の転写材を通紙した際はサブヒータ３２の点灯をメインヒータ３１と同様の点灯をする事で非通紙部昇温と定着性を両立している。
【００９２】
以上に示すの様に、本実施例では通紙可能紙サイズが規定されている時、紙幅幅に応じ抵抗値の変化率をある長手位置で変化させる事で他の部材を追加せずに小サイズはもとよりＬＴＲのスループットアップ、定着性、ホットオフセットを両立する事が出来る。
【実施例３】
【００９３】
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施例では転写材１２の通紙搬送基準が端部基準の画像形成装置において、抵抗発熱体の長手の抵抗値に関して、通紙基準から長手端部にかけて抵抗値が低下し、レター（ＬＴＲ）横通紙の端部位置（２７０ｍｍ）に抵抗値の変化率がＬＴＲ横通紙領域内より低下するヒータを有する定着装置において、小サイズはもとよりＬＴＲのスループットアップ、各紙種サイズの定着性、を両立する事を可能にした例を示す。
【００９４】
本実施例を適用する画像形成装置構成で、前記実施例１と同様である本体構成、定着装置構成、ヒータ製造方法に関する説明は省略する。
【００９５】
本実施例で示すヒータ２３を図１３に示す。本実施例のヒータは実施例１で用いたヒータの通紙基準を端部基準に応用したものである。また図１３で示す、本実施例で用いる従来例ヒータ[４]、 [５]、 [６]はそれぞれ、実施例１で用いた従来例ヒータ[１] 、[２]、 [３] に対応し、通紙基準を端部基準に応用したものである。中央の抵抗値に対する端部の抵抗値の比率は実施例１と同様のものを用いている。
このようなヒータに関して、実施例1と同様、各ヒータに対し、Ａ４縦通紙時とＬＴＲ横通紙時のスループット（枚/分）、定着性、ホットオフセットを測定した。結果を以下に示す。以下、表５にＡ４縦通紙時の結果を示す。
【００９６】
【表５】
2006019159.tif 000007
表５から従来例ヒータ［４］のように、抵抗値の変化が小さいと端部の発熱量が高くなり、非通紙部昇温が高くなるので、スループットは低下する。また、逆に従来例ヒータ［５］のように抵抗値の変化が大きいと端部の発熱量が低くなり、スループットアップが実現できる。
【００９７】
次に、ＬＴＲ横通紙の結果を示す。
【００９８】
【表６】
2006019159.tif 000008
表６から従来例ヒータ［４］のように、抵抗値の変化が小さいと端部の発熱量が高くなり、非通紙部昇温が高くなるので、スループットは低下する。また、逆に従来例ヒータ［５］のように抵抗値の変化が大きいと端部の発熱量が低くなり、スループットアップが実現できる。しかし、端部の発熱量を減らしている為、端部の定着性が満足できない。
以上の様に、通紙基準が端部基準の画像形成装置においても、中央基準と同様、スループットと定着性を満足させるには本実施例のように、所望の位置で発熱体の変化量を変化させる事で、他の部材を追加せずに、小サイズはもとよりＬＴＲのスループットアップ、定着性、ホットオフセットを両立する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施例１における画像形成装置例の概略図
【図２】定着装置の概略図
【図３】（１）はヒータ（加熱体）表面側の平面模型図、（２）は表面保護層を取り除いた状態のヒータ表面側の平面模型図、（３）はヒータ裏面側の平面模型図
【図４】図３の（３）の（４）−（４）線部分の拡大横断面模型図
【図５】ヒータの給電制御系のブロック図
【図６】抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図７】他の抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図８】更に他の抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図９】実施例２で用いたヒータの抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図１０】従来例ヒータ［１］の抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図１１】従来例ヒータ［２］の抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図１２】従来例ヒータ［３］の抵抗発熱体形状と発熱分布の概略図
【図１３】実施例３の説明図
【符号の説明】
【０１００】
１‥‥レーザスキャナユニット、１０‥‥プロセスカートリッジ、１８‥‥定着装置、２３‥‥ヒータ
【図１】
2006019159.tif 000009
【図２】
2006019159.tif 000010
【図３】
2006019159.tif 000011
【図４】
2006019159.tif 000012
【図５】
2006019159.tif 000013
【図６】
2006019159.tif 000014
【図７】
2006019159.tif 000015
【図８】
2006019159.tif 000016
【図９】
2006019159.tif 000017
【図１０】
2006019159.tif 000018
【図１１】
2006019159.tif 000019
【図１２】
2006019159.tif 000020
【図１３】
2006019159.tif 000021