(57)【要約】【課題】発熱分布の異なる複数の発熱抵抗体を有するヒータを搭載していても安全素子の応答性が優れている像加熱装置を提供する。【解決手段】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、基板３０と、基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体３１・３２と、を有するヒータ２３と、ヒータの熱に反応して作動し第１と第２の発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子４０と、を有し、第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、第１の発熱抵抗体への通電と第２の発熱抵抗体への通電は個別に制御可能であり、第１と第２の発熱抵抗体のうち第２の発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に前記安全素子に対応する高抵抗部を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有するヒータと、
前記ヒータの熱に反応して作動し前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子と、
を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１の発熱抵抗体への通電と前記第２の発熱抵抗体への通電は個別に制御可能であり、
前記第１と第２の発熱抵抗体のうち前記第２の発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に前記安全素子に対応する高抵抗部を有する
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記高抵抗部は、前記第２の発熱抵抗体の短手方向の幅を長手方向の両隣の部分よりも絞った部分であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記安全素子は、電気的に、電源と前記第１と第２の発熱抵抗体との間に繋がれていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部は、前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域と長手方向において同じ位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記装置は更に、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度が目標温度を維持するように前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を制御する制御部と、を有し、前記温度検知素子は長手方向において前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域から外れた位置の前記ヒータの温度を検知していることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向略中央であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記記録材の搬送基準は、前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域内にある
ことを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向中央から外れた位置であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記記録材の搬送基準は、前記第１の発熱抵抗体の一方の端部であることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記第１と第２の発熱抵抗体の合成抵抗値は長手方向に亘って略均一であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は５０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記装置は更に、内周面に前記ヒータが接触する可撓性のスリーブと、前記可撓性のスリーブを挟んで前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記記録材は前記ニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１と第２の発熱抵抗体のうち前記第２の発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有する
ことを特徴とするヒータ。
【請求項１４】
前記高抵抗部は、前記第２の発熱抵抗体の短手方向の幅を長手方向の両隣の部分よりも絞った部分であることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項１５】
前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部は、前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域とｔｈｅ長手方向において同じ位置に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項１６】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向略中央であることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項１７】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向中央から外れた位置であることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項１８】
前記第１と第２の発熱抵抗体の合成抵抗値は長手方向に亘って略均一であることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項１９】
前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は５０〜９０％であることを特徴とする請求項１３に記載のヒータ。
【請求項２０】
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、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有するヒータと、
前記ヒータの熱に反応して作動し前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子と、
を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１の発熱抵抗体への通電と前記第２の発熱抵抗体への通電は個別に制御可能であり、
前記第１と第２の発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に前記安全素子に対応する高抵抗部を有し、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部のほうが前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２１】
前記高抵抗部は、前記第１と第２の発熱抵抗体の短手方向の幅を長手方向の両隣の部分よりも絞った部分であることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項２２】
前記安全素子は、電気的に、電源と前記第１と第２の発熱抵抗体との間に繋がれていることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項２３】
前記第１と第２の発熱抵抗体の高抵抗部は、長手方向において前記第２の発熱抵抗体の最も抵抗値が低い領域から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項２４】
前記装置は更に、前記基板の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度が目標温度を維持するように前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を制御する制御部と、を有し、前記温度検知素子は長手方向において前記第２の発熱抵抗体の最も抵抗値が低い領域を境にして高抵抗部が設けられた位置と略対称な位置の前記ヒータの温度を検知していることを特徴とする請求項２３に記載の像加熱装置。
【請求項２５】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向略中央であることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項２６】
前記記録材の搬送基準は、前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域内にあることを特徴とする請求項２５に記載の像加熱装置。
【請求項２７】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向中央から外れた位置であることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項２８】
前記記録材の搬送基準は、前記第１の発熱抵抗体の一方の端部であることを特徴とする請求項２７に記載の像加熱装置。
【請求項２９】
前記第１と第２の発熱抵抗体の合成抵抗値は長手方向に亘って略均一であることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項３０】
前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は０〜２５％であり、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は５０〜１００％であることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項３１】
前記装置は更に、内周面に前記ヒータが接触する可撓性のスリーブと、前記可撓性のスリーブを挟んで前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記記録材は前記ニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることを特徴とする請求項２０に記載の像加熱装置。
【請求項３２】
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１と第２の発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有し、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部のほうが前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい
ことを特徴とするヒータ。
【請求項３３】
前記高抵抗部は、前記第１と第２の発熱抵抗体の短手方向の幅を長手方向の両隣の部分よりも絞った部分であることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【請求項３４】
前記第１と第２の発熱抵抗体の高抵抗部は、長手方向において前記第２の発熱抵抗体の最も抵抗値が低い領域から外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【請求項３５】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向略中央であることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【請求項３６】
前記第１の発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域は前記第１の発熱抵抗体の長手方向中央から外れた位置であることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【請求項３７】
前記第１と第２の発熱抵抗体の合成抵抗値は長手方向に亘って略均一であることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【請求項３８】
前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は０〜２５％であり、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部の抵抗値増加割合は５０〜１００％であることを特徴とする請求項３２に記載のヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに搭載される加熱定着装置として用いれば好適な像加熱装置及びこの装置に用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに搭載される加熱定着装置として、可撓性スリーブと、可撓性スリーブの内面に接触するセラミックヒータと、可撓性スリーブを挟んでセラミックヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、ニップ部でトナー像を担持する記録材を搬送しつつトナー像を記録材に加熱定着する構成のものが実用化されている。この加熱定着装置（フィルム加熱方式と称している）は、非常に低熱容量であるため、定着可能温度までのウォームアップが早くプリント待ち時間が短い、プリント指令を待つ待機状態での消費電力が少ない、等の利点がある。
【０００３】
可撓性スリーブの材質はポリイミドやステンレスである。また、セラミックヒータは、アルミナや窒化アルミ等の、耐熱性、熱伝導性、電気絶縁性、に優れた板状のセラミック製基板に、銀、パラジウムを主成分とした発熱抵抗体を印刷したものである。このセラミックヒータに接触するサーミスタの検知温度に基づき発熱抵抗体への通電が制御され、ヒータの温度を管理している。
【０００４】
このような加熱定着装置では、セラミックヒータの発熱を制御する回路が何らかの原因で正常に作動しなくなった場合を想定した安全対策が施されている。具体的には、電源と発熱抵抗体との間にサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子（感熱素子）を電気的に繋ぎ、この安全素子をセラミックヒータに当接させている。発熱抵抗体が暴走した場合（セラミックヒータが異常発熱した場合）にはセラミックヒータからの熱により安全素子が作動し、電源から発熱抵抗体への電流路が開放されて発熱抵抗体への通電が遮断され、セラミックヒータの異常昇温が防止される。なお、小サイズの記録材に形成されたトナー像を加熱定着する場合、記録材搬送方向に対して直交する方向において、記録材が通過する領域ではセラミックヒータの熱が記録材に奪われるが、記録材が通過しない領域ではセラミックヒータの熱が記録材に奪われないために過昇温する場合がある（一般的に非通紙部昇温と呼ばれている）。安全素子は、この非通紙部昇温により誤作動しないように、通常、小サイズの記録材の通過領域内に配置されている。
【０００５】
ところで、サーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子はある程度熱容量を有する。したがって、セラミックヒータの安全素子当接領域では、安全素子に熱が奪われるので温度が低下しやすい。逆に、安全素子が当接していない領域では安全素子への伝熱がないので、安全素子が当接している領域と当接していない領域とで温度分布が不均一になってしまいやすい。
【０００６】
そこで、安全素子の存在による温度分布の不均一性を是正するための手法が特許文献１に開示されている。具体的には、安全素子が当接する領域の発熱抵抗体の抵抗値を隣接する領域の抵抗値よりも高くして安全素子が当接する領域の発熱量を隣接する領域よりも多くし、安全素子に奪われる熱を補うという手法である。
【０００７】
一方、一台の複写機やプリンタで使用できる記録材（記録紙）のサイズは通常複数ある。特に小サイズの記録材に形成されたトナー像を加熱定着する場合、上述した非通紙部昇温が発生する場合がある。過度の昇温は加熱定着装置の耐久性を下げる原因になり、また、小サイズ紙の定着工程に続いて大サイズ紙の定着を行なう場合、トナー像がホットオフセットしてしまう等の画像不良の原因にもなるので好ましくない。
【０００８】
そこで、記録材のサイズに応じてセラミックヒータの発熱分布を変えられる加熱定着装置が特許文献２に開示されている。この加熱定着装置に搭載されているセラミックヒータは、セラミック基板上に長手方向中央の抵抗値が両端より大きい第１の発熱抵抗体と、両端の抵抗値が中央より大きい第２の発熱抵抗体と、を有しており、且つこの二本の発熱抵抗体への通電が個別に制御可能になっている。この場合、長手方向中央が全てのサイズの記録材が通過する記録材の搬送基準である。第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体への通電比率を種々設定することによりセラミックヒータの発熱分布を種々設定することができる。
【特許文献１】特開平９‐２９７４７８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】
【０００９】
このような発熱分布の異なる複数の発熱抵抗体を有するセラミックヒータの安全対策にも上述した安全素子を用いることが考えられる。また、このヒータの場合も、上述したように非通紙部昇温による安全素子の誤作動を防ぐために、小サイズの記録材が通過する領域内、すなわち第１の発熱抵抗体の発熱量が多い領域に安全素子を配置することが考えられる。
【００１０】
このような加熱定着装置における発熱抵抗体の暴走パターンを想定すると、まず、二本の発熱抵抗体が両方共暴走した場合、当然、安全素子が素早く作動して異常昇温は防止できるであろう。次に、第１の発熱抵抗体だけが暴走した場合、安全素子は第１の発熱抵抗体の発熱量が多い領域に配置されているので、やはり安全素子が素早く作動して異常昇温は防止できるであろう。
【００１１】
しかしながら、第２の発熱抵抗体だけが暴走した場合、第１の発熱抵抗体の発熱量が多い領域であるけれども第２の発熱抵抗体の発熱量が少ない領域に安全素子は配置されているので、安全素子の応答性が悪くなることが考えられる。
【００１２】
本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、ヒータが暴走した時に素早く通電を遮断できる像加熱装置及びこの装置に用いられるヒータを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、発熱分布の異なる複数の発熱抵抗体を有するヒータを搭載していても安全素子の応答性が優れている像加熱装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、記録材の搬送基準付近の発熱量が少ない発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子が素早く作動する像加熱装置及びこの装置に用いられるヒータを提供することにある。
【００１５】
本発明の更なる目的は添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、
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、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有するヒータと、
前記ヒータの熱に反応して作動し前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子と、
を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１の発熱抵抗体への通電と前記第２の発熱抵抗体への通電は個別に制御可能であり、
前記第１と第２の発熱抵抗体のうち前記第２の発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に前記安全素子に対応する高抵抗部を有する
ことを特徴とする。
【００１７】
（２）また、上記目的を達成するための本発明に係るヒータの代表的な構成は、
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１と第２の発熱抵抗体のうち前記第２の発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有する
ことを特徴とする。
【００１８】
（３）また、上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の他の代表的な構成は、
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、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有するヒータと、
前記ヒータの熱に反応して作動し前記第１と第２の発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子と、
を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１の発熱抵抗体への通電と前記第２の発熱抵抗体への通電は個別に制御可能であり、
前記第１と第２の発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に前記安全素子に対応する高抵抗部を有し、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部のほうが前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい
ことを特徴とする。
【００１９】
（４）また、上記目的を達成するための本発明に係るヒータの他の代表的な構成は、
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
基板と、前記基板上に形成された第１と第２の発熱抵抗体と、を有し、
前記第１の発熱抵抗体の大部分の領域は、前記基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、
前記第２の発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっており、
前記第１と第２の発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有し、前記第２の発熱抵抗体の高抵抗部のほうが前記第１の発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記のような像加熱装置構成もしくはヒータ構成によれば、ヒータが暴走した時に素早く通電を遮断できる。安全素子の応答性が優れている像加熱装置を提供することができる。記録材の搬送基準付近の発熱量が少ない発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子が素早く作動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２３】
（１）画像形成装置例
図１は、本発明の像加熱装置を搭載した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、画像情報に応じたレーザー光を出射する半導体レーザーや、半導体レーザーから出射したレーザー光を偏向するポリゴンミラー、ポリゴンミラーで偏向されたレーザー光を感光ドラム３に結像するレンズ、等を有している。１ａはスキャナユニット１から出射したレーザー光を示している。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上に供給する現像装置５、及び残留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から出射したレーザー光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。
【００２４】
一方、給紙カセット１１内の記録材は給紙ローラ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。給紙された記録材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は記録材１２が来るまで回転を停止しており、そのニップ部に記録材１２の先端を突き当てさせて受け止めることにより、記録材１２の斜行を補正する。
【００２５】
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、記録材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、記録材の長さを検知する。
【００２６】
上述のようにして転写部に搬送された記録材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記録材１２に転写される。
【００２７】
トナー像を転写された記録材１２は搬送ガイド１６及び搬送ローラ１７により定着装置（像加熱装置）１８に搬送される。定着装置１８は記録材１２上の未定着トナー像を熱及び圧力で記録材１２上に定着させる。
【００２８】
画像定着後の記録材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。
【００２９】
ここで、本実施例の画像形成装置においては、記録材１２の搬送基準は全搬送路において紙の幅方向（搬送方向に対し直交する方向）中心の中央基準である。
【００３０】
（２）定着装置（像加熱装置）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。また、記録材の搬送基準が中央基準の装置である。
【００３１】
詳細は後述するが、本実施例の定着装置が搭載しているヒータは、基板と、基板上に形成されたメイン及びサブの発熱抵抗体と、を有し、メインの発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブの発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。また、メインの発熱抵抗体への通電とサブの発熱抵抗体への通電は個別に制御可能である。また、メイン及びサブの発熱抵抗体のうちサブの発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有する。この構成により、サブの発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子の応答性を確保するものである。
【００３２】
さらに、サブの発熱抵抗体の高抵抗部は、メインの発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域と基板長手方向において同じ位置に設けられている。この構成により、小サイズ紙の定着を行う時のようにメインの発熱抵抗体だけを発熱させる場合でも、安全素子設置領域の加熱不足を抑えるものである。
【００３３】
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。
【００３４】
２４は可撓性スリーブ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。ヒータ２３は定着フィルム２４の内周面に接触している。２５は弾性層を有する加圧ローラである。
【００３５】
ヒータ２３と加圧ローラ２５の間にはバネで圧力が掛けられており、定着フィルム２４を挟んでステイホルダ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とによっ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を介して記録材１２に付与され未定着トナー画像ｔａが記録材１２の面に加熱定着ｔｂされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材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。
【００３９】
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。
【００４０】
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必要がある。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と、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。
【００４１】
可撓性スリーブとしての定着フィルム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っても良い。
【００４２】
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。
【００４３】
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。図５はヒータ２３に対する給電回路（ＡＣ回路）及び制御回路（ＤＣ回路）のブロック図である。図６はメインヒータとサブヒータ夫々の発熱分布、及び両者の合成の発熱分布を示した図である。
【００４４】
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。
【００４５】
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本の発熱抵抗体（以下、メインヒータとサブヒータと記す）である。
【００４６】
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っている。具体的には、後述する安全素子設置位置に対応する発熱抵抗体の一部の領域（図６の４０ａのエリア）以外の領域、即ち発熱抵抗体の大部分の領域に関して、メインヒータ３１はその長手方向において中央から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から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。換言すると、メインヒータ（第１の発熱抵抗体）の大部分の領域は、基板の長手方向両端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブヒータ（第２の発熱抵抗体）の大部分の領域は、基板の長手方向両端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。そして、安全素子設置位置に対応する発熱抵抗体の一部の領域以外の領域、即ち発熱抵抗体の大部分の領域では、メインヒータ３１の発熱量（抵抗値）とサブヒータ３２の発熱量（抵抗値）の合成発熱量（合成抵抗値）は発熱抵抗体長手方向に沿って略均一である。また、サブヒータ３２に関して、安全素子設置位置に対応する領域の発熱量（抵抗値）は発熱抵抗体長手方向において最大ではなく、両端領域の発熱量（抵抗値）が最大である。また本実施例では、安全素子への伝熱を補う高発熱量領域（高抵抗部）はサブヒータ３２のみに設けてあり（図３の中央基準線の位置にある絞り部分）、メインヒータ３１にはこのような高発熱量領域は設けられていない。また、サブヒータの高抵抗部はメインヒータの最も発熱量（抵抗値）が高い領域と基板長手方向において同じ位置に設けられており、この位置は記録材の搬送基準（図３の中央基準線Ｅ）の位置でもある。
【００４７】
３３はメインヒータ３１の長手方向の一端部に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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
３７はサーミスタ等の温度検知手段（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であり、且つメインヒータ３１の最も抵抗値が高い領域（本実施例では搬送基準Ｅの位置）から外れた位置に接触させて配設してある。
【００５１】
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。
【００５２】
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。またこの安全素子は、電気的に、電源とメイン及びサブヒータとの間に繋がれている。
【００５３】
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は最小サイズ記録材の通紙領域幅である。Ｃ・Ｃは最小サイズ記録材通紙時の非通紙領域幅（（Ａ−Ｂ）／２）である。
【００５４】
図５はヒータ２３に対する給電回路（ＡＣ回路）及び制御回路（ＤＣ回路）のブロック図である。１００は制御部（エンジンコントローラ、ＣＰＵ）である。１０１はＡＣ電源である。１０２と１０３は第１と第２のトライアックである。そして、
ａ：ＡＣ電源１０１→サーモスイッチ４０→第１のトライアック１０２→メイン接点３３→メインヒータ３１→共通接点３５→ＡＣ電源１０１
ｂ：ＡＣ電源１０１→サーモスイッチ４０→第２のトライアック１０３→サブ接点３４→サブヒータ３２→共通接点３５→ＡＣ電源１０１
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１００は第１と第２のトライアック１０２と１０３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。
【００５５】
また、制御部１００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）。
【００５６】
制御部１００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１０２と１０３をコントロールしてヒータ温度が所定の目標温度に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１０２と１０３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。
【００５７】
安全素子としてのサーモスイッチ４０は、制御部１００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の過昇温に反応してヒータ２３への通電を緊急遮断する役目をしている。
【００５８】
図６は、メインヒータ３１の長手方向の発熱分布、サブヒータ３２の長手方向の発熱分布、及びその両者の合成の発熱分布である。メインヒータ３１とサブヒータ３２はともに発熱分布を中央から両端部にかけて連続的に変化させている。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。
【００５９】
大サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータとサブヒータへの通電比率を略均一にする。また、小サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータ３１だけに通電する、或いはメインヒータ３１の点灯を主にする事で、所定時間内の通紙枚数を大サイズ紙の定着の場合と同じ、或いは若干少なくするだけで非通紙部昇温を抑えることが出来、非通紙部昇温が原因の加圧ローラの形状変化を抑えることが出来る。これにより、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。また、加熱定着装置の耐久性低下を抑えることも出来、次に大サイズ紙を定着する場合にトナー像がホットオフセットしてしまうのを抑えることも出来る。
【００６０】
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はメインヒータの最も抵抗値が高い領域と長手方向において同じ位置、本実施例の場合は発熱抵抗体の長手方向中央であり、記録材の搬送基準Ｅでも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、加熱ムラや応答タイムラグが発生する。この弊害を防止する為、接触位置部分に対応するヒータ部分の発熱量を多くする必要がある。
【００６１】
そこで、安全素子接触位置に対応する領域の発熱抵抗体の抵抗値を高くして（高抵抗部を設けて）安全素子に奪われる熱を補っている。本実施例ではこの高抵抗部をメインヒータ（第１の発熱抵抗体）には設けず、サブヒータ（第２の発熱抵抗体）だけに設けている。このようにサブヒータだけに高抵抗部を設ければ、サブヒータだけが暴走した場合も安全素子へ伝わる熱量が多くなり、安全素子を素早く作動させることが出来る。また、メインヒータとサブヒータが両方共暴走した場合は、安全素子へ伝わる熱量は充分なので安全素子は素早く作動する。メインヒータだけが暴走した場合も、安全素子へ伝わる熱量は充分なので安全素子は素早く作動する。
【００６２】
ところで、上述したように、大サイズ紙（図６のＡの幅）の定着を行う場合はメインヒータとサブヒータへの通電比率は略均一であり、小サイズ紙（図６のＢの幅）の定着を行う場合は、メインヒータ３１だけに通電する、或いはメインヒータ３１への通電比率をサブヒータより高くしている。本実施例の場合、最大サイズの紙を定着する際はメインヒータとサブヒータへ１００：１００の通電比率で通電している。最小サイズの紙を定着する際は、メインヒータとサブヒータへ１００：０の通電比率で通電している。
【００６３】
大サイズ紙の定着を行う場合、二本の抵抗体が共に発熱するのでサブヒータに設けた高抵抗部による発熱量増加により安全素子への伝熱を補うことが出来る。
【００６４】
一方、小サイズ紙の定着を行う場合、発熱するのは安全素子への伝熱を補うための高抵抗部がないメインヒータのみ、或いはメインヒータとサブヒータ共に発熱するがメインヒータを主に発熱させる。したがって、安全素子への伝熱を補うことが出来ないことが考えられる。
【００６５】
しかしながら、本実施例ではサーモスイッチ４０がメインヒータの最も抵抗値が高い領域（最も発熱量が多い領域）、本実施例ではヒータ２３の発熱領域の長手方向中央部に位置している。この位置におけるメインヒータ３１の発熱量は安全素子への伝熱を補うための高抵抗部がなくても元々十分多く、発熱量に対する安全素子への伝熱量の割合は小さいため、安全素子への伝熱が生じても定着不良が生じる程は温度低下しない。したがって、メインヒータの発熱ピーク位置に安全素子を配置すれば、メインヒータに安全素子への伝熱を補うための高抵抗部を設けなくてもトナー像の加熱不足の発生をなくすことができる。逆に、発熱ピークが両端部にあるサブヒータ３２はサーモスイッチ３３への伝熱の影響を大きく受ける為、サーモスイッチ設置部分４０ａの発熱量を本来の発熱量３２ｃよりも多い発熱量３２ｂ（＝３２ｃ＋３２ｄ）にしている。しかし、サブヒータ３２についてサーモスイッチ設置部分４０ａの発熱量３２ｂを多くし過ぎると、高温になる事に依る画像不良やホットオフセットが発生する。
【００６６】
そこで、メインヒータ３１とサブヒータ３２とについてサーモスイッチ設置部分４０ａにおける発熱増加量（発熱量増加割合＝抵抗値増加割合）を以下の様に定義する。
【００６７】
メインヒータ３１の発熱量の増加分Ａ      Ａ＝０（本実施例では増加分無し）
サブヒータ３２の発熱量の増加分Ｂ        Ｂ＝３２ｄ／３２ｃ
ここで、サブヒータ３２の発熱量増加分（増加割合）Ｂの値が異なる６種類のヒータを夫々定着器にセットし、安全回路の動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を調べた。その結果を以下の表１に示す。なお、これらの評価のうち、安全回路動作の項目は、定着ニップ部に通紙せずにサブヒータのみを通電比率１００％で発熱させ続け（サーミスタ３７による温度管理は行っていない）、規定時間内にサーモスイッチが作動したか否かを測定したものである。定着性の項目は、サーミスタ３７の検知温度がトナーの定着性を満足する目標温度を維持するようにメインヒータとサブヒータへの通電を制御しつつ、最大サイズ紙（図６のＡの幅）を連続定着した場合と、最小サイズ紙（図６のＢの幅）を連続定着した場合のものである。上述したように最大サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：１００であり、最小サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：０である。そして、トナーが紙に充分に定着されているか否かを測定したものである。ホットオフセットの項目は、定着フィルム２４へトナーがオフセットしているか否かを連続定着後に調べたものである。なお、ホットオフセットの項目で測定していない欄があるが、これはホットオフセットが生じるはずがない状況のため、あえて測定しなかった欄である。
【００６８】
【表１】
2006039514.tif 000003
【００６９】
表１の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂの値が５０％以上であれば、サブヒータ３２のみが暴走した場合でもサーモスイッチの応答性が満足できるレベルにあることが分かる。
【００７０】
また定着性の項目に示すように、Ｂの値が２５％以上９０％以下であれば、紙のサイズに拘わらず良好な定着性を確保できることが分かる。なお、Ｂの値が０パーセントの場合で、且つ最小サイズ紙を定着する場合、メインヒータ３１のみ発熱するので発熱分布は図６の「メインヒータ単独発熱」のようになるが、サーミスタ３７がメインヒータ３１の最も抵抗値が高い領域（図６の４０ａのエリアと略等しい）から外れた位置の温度を検知しているため、サーミスタの検知位置の温度が目標温度を維持するように通電を制御すると４０ａのエリアの発熱量は充分になる。ところが、Ｂの値が０パーセントの場合で、且つ最大サイズ紙を定着する場合、メインヒータ３１とサブヒータ３２が両方共に発熱するので発熱分布は図６の「合成発熱」のようになり、「メインヒータ単独発熱」の場合よりもサーミスタ３７の検知位置の発熱量が高くなる。この場合、サーミスタの検知位置の温度が目標温度を維持するようにメイン及びサブヒータへの通電を制御すると、メイン及びサブヒータへの単位時間あたりの通電時間がメインヒータ単独発熱の場合より短くなるので、４０ａのエリアの単位時間あたりの発熱量は「メインヒータ単独発熱」の場合より少なくなる。このため、Ｂの値が０％の場合、定着性がＮＧになっている。ヒータ基板３０の短手方向の幅の大きさには限りがあるので、サーモスイッチ４０とサーミスタ３７をヒータ基板長手方向の同じ位置に配置することは難しく、定着する紙のサイズによっては上述したような定着性ＮＧが発生してしまうのである。逆にＢの値が１００％になると４０ａのエリアの発熱量が高くなりすぎ、定着性はＯＫだが光沢ムラのある画像不良が発生してしまった。
【００７１】
なお、ホットオフセットの項目であるが、Ｂの値が０〜１００％の範囲内であればホットオフセットが発生するほどの影響は見られなかった。
【００７２】
したがって、これら３つの条件を満足するサブヒータ３２の発熱増加分Ｂは５０％以上９０％以下が適当である。この結果から、本実施例において、メインヒータ３１とサブヒータ３２のサーモスイッチ設置部分４０ａにおける各々の発熱量増加分Ａ、Ｂを以下の様に決定した。
【００７３】
Ａ＝０％、Ｂ＝８０％
以上の様な構成にする事で、長手中央部より端部にかけて発熱量が減少する第１の発熱抵抗体（メインヒータ３１）と、長手中央部より端部にかけて発熱量が増加する第２の発熱抵抗体（サブヒータ３２）を有するヒータにおいて、安全素子部の熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止する事が出来た。更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来た。
【００７４】
以上のように、本実施例の定着装置が搭載しているヒータは、基板と、基板上に形成されたメイン及びサブの発熱抵抗体と、を有し、メインの発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブの発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。また、メインの発熱抵抗体への通電とサブの発熱抵抗体への通電は個別に制御可能である。また、メイン及びサブの発熱抵抗体のうちサブの発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有する。この構成により、サブの発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子の応答性を確保できる。
【００７５】
さらに、サブの発熱抵抗体の高抵抗部は、メインの発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域と基板長手方向において同じ位置に設けられている。この構成により、小サイズ紙の定着を行う時のようにメインの発熱抵抗体だけを発熱させる場合でも、安全素子設置領域の加熱不足を抑えることができる。
【００７６】
なお、本実施例の発熱抵抗体のパターンは滑らかな曲線により抵抗体の記録材搬送方向の幅を変化させて抵抗値を変化させているが、他の発熱体パターン、他の発熱材料を用いても同様の効果が得られる。すなわち、階段状に抵抗体の幅を変化させたり、抵抗体の材料を長手方向に沿って徐々に変化させたりして抵抗値を変化させても構わない。
【実施例２】
【００７７】
以下、本発明の第２の実施例について説明する。図７に示す本実施例のヒータは、セラミック基板の記録材搬送方向中央のラインＦに対して発熱抵抗体の形状を線対称に形成したものである。図７を参照すると３本の発熱抵抗体が記載されているが、外側の２本の抵抗体（第１の発熱抵抗体）３１は常に同時に発熱するものであり、実施例１と同様、実質的に２種類の発熱抵抗体（第１の発熱抵抗体３１と第２の発熱抵抗体３２）を有するヒータと見なすことが出来る。このヒータを搭載する定着装置も記録材の搬送基準は中央Ｅである。なお、本実施例では、安全素子４０はサブヒータ３２の発熱量（抵抗値）が最も低い領域（本実施例では搬送基準Ｅの位置）から若干外れた位置でセラミック基板に当接している。また図７に示すように、サーミスタはヒータ長手方向においてサブヒータの最も抵抗値が低い領域（本実施例の場合、搬送基準Ｅの位置）を境にして高抵抗部が設けられた位置と略対称な位置のヒータ温度を検知している。
【００７８】
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、定着装置構成に関する説明は省略する。
【００７９】
図７は本実施例におけるヒータの発熱抵抗体パターンと、発熱分布を示している。本実施例のヒータは通紙方向に対し上下流対称な発熱抵抗体３１・３２・３１の３本の発熱抵抗体を有する。Ｆはその上下流対称軸である。
【００８０】
外側２本の発熱抵抗体３１をメインヒータ（第１の発熱抵抗体）と記す。中央の発熱抵抗体３２をサブヒータ（第２の発熱抵抗体）と記す。メインヒータ３１とサブヒータ３２は長手中央部から両端部にかけて連続的にパターンを変化させている。外側２本のメインヒータ３１は共に長手中央部の発熱量（単位長さあたりの抵抗値）が大きく、基板中心Ｆに対し線対称の形状である。基板中心Ｆに対し線対称の形状に発熱抵抗体を形成しているので、記録材搬送方向の発熱分布が基板中心Ｆを中央にして対象になるので、セラミック基板が熱応力に対し強くなるというメリットがある。中央のサブヒータ３２は長手方向両端部の発熱量が大きく、メインヒータ３１と同様に熱応力に対応する為、基板中心Ｆに対し線対称の形状にしている。そして、安全素子設置位置４０ａに対応する発熱抵抗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発熱量の合成発熱量（合成抵抗値）は発熱抵抗体長手方向において略均一である。ヒータの発熱量は長手方向において搬送基準Ｅに対して対称である。
【００８１】
実施例１同様、大サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータとサブヒータへの通電比率を略均一にする。また、小サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータ３１だけに通電する、或いはメインヒータ３１の点灯を主にする事で、所定時間内の通紙枚数を大サイズ紙の定着の場合と同じ、或いは若干少なくするだけで非通紙部昇温を抑えることが出来、非通紙部昇温が原因の加圧ローラの形状変化を抑えることが出来る。これにより、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。また、加熱定着装置の耐久性低下を抑えることも出来、次に大サイズ紙を定着する場合にトナー像がホットオフセットしてしまうのを抑えることも出来る。
【００８２】
本実施例においては安全素子としてサーモスイッチ４０を用いている。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、もしくはヒータ基板長手方向の略中央部位置）から長手方向の一端寄りに３５ｍｍずらした位置に設置している。この位置は最小サイズの記録材の通過領域内である。接触型の安全素子を用いると、安全素子の熱容量により、加熱ムラや応答タイムラグが発生する。この弊害を防止する為、メインヒータ３１とサブヒータ３２のサーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応する発熱抵抗体部分の発熱量３１ａ（＝３１ｃ＋３１ｄ）と３２ｂ（＝３２ｃ＋３２ｄ）を中央基準線Ｅに対して対称の位置にある発熱抵抗体部分の発熱量３１ｃ、３２ｃより多くしている（高抵抗部を設けている）。サーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応する発熱抵抗体部分の発熱量３１ａと３２ｂを多くし過ぎると、高温になる事に依る画像不良やホットオフセットが発生する。そこで、サーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応するメインヒータ３１・３１部分とサブヒータ３２部分の発熱増加分を割合として以下の様に示す。
【００８３】
メインヒータ３１の発熱量の増加分Ａ      Ａ＝３１ｄ／３１ｃ
サブヒータ３２の発熱量の増加分Ｂ              Ｂ＝３２ｄ／３２ｃ
メインヒータ３１の発熱量増加分（増加割合）Ａの値と、安全回路動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を以下の表２に示す。表２に示す評価ではサブヒータに高抵抗部は設けていない。各評価項目のうち、安全回路動作の項目は、定着ニップ部に通紙せずにメインヒータのみを通電比率１００％で発熱させ続け（サーミスタ３７による温度管理は行っていない）、規定時間内にサーモスイッチが作動したか否かを測定したものである。定着性の項目は、サーミスタ３７の検知温度がトナーの定着性を満足する目標温度を維持するようにメインヒータとサブヒータへの通電を制御しつつ、最大サイズ紙（図７のＡの幅）を連続定着した場合と、最小サイズ紙（図７のＢの幅）を連続定着した場合のものである。上述したように最大サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：１００であり、最小サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：０である。そして、トナーが紙に充分に定着されているか否かを測定したものである。ホットオフセットの項目は、定着フィルム２４へトナーがオフセットしているか否かを連続定着後に調べたものである。なお、「測定せず」の欄は測定するまでもなくＯＫ或いはＮＧである欄である。
【００８４】
【表２】
2006039514.tif 000004
【００８５】
表２の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ａの値が０％以上、即ち増加していなくても、サーモスイッチの応答性が満足できるレベルにあることが分かる。
【００８６】
しかしながら、定着性の項目に示すように、Ａの値が２５％を超えると定着性は満足しているが、トナー像を加熱し過ぎることによるトナー像の光沢ムラが発生した。
また、ホットオフセットの項目に示すように、Ａの値が２５％を超えると定着フィルム２４へのオフセットが発生した。
【００８７】
したがって、メインヒータ３１の発熱増加分Ａは０％以上２５％以下が適当である。
【００８８】
次に、サブヒータ３２の発熱量増加分（増加割合）Ｂの値と安全回路動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を以下の表３に示す。表３に示す評価ではメインヒータに高抵抗部は設けていない。各評価項目のうち、安全回路動作の項目は、定着ニップ部に通紙せずにサブヒータのみを通電比率１００％で発熱させ続け（サーミスタ３７による温度管理は行っていない）、規定時間内にサーモスイッチが作動したか否かを測定したものである。定着性の項目は、サーミスタ３７の検知温度がトナーの定着性を満足する目標温度を維持するようにメインヒータとサブヒータへの通電を制御しつつ、最大サイズ紙（図７のＡの幅）を連続定着した場合と、最小サイズ紙（図７のＢの幅）を連続定着した場合のものである。上述したように最大サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：１００であり、最小サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：０である。そして、トナーが紙に充分に定着されているか否かを測定したものである。ホットオフセットの項目は、定着フィルム２４へトナーがオフセットしているか否かを連続定着後に調べたものである。なお、「測定せず」の欄は測定するまでもなくＯＫ或いはＮＧである欄である。
【００８９】
【表３】
2006039514.tif 000005
【００９０】
表３の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂの値が０％及び２５％では、サーモスイッチの応答性が悪かった。また、Ｂの値が１２０％の場合、高抵抗部が発熱し過ぎるために定着工程中にサーモスイッチが誤作動し、ＮＧとなっている。
【００９１】
また、定着性の項目に示すように、Ｂの値が１２０％であると定着性は満足しているが、トナー像を加熱し過ぎることによるトナー像の光沢ムラが発生した。
ホットオフセットの項目は全て問題ないレベルであった。
【００９２】
したがって、サブヒータ３２の発熱増加分Ｂは５０％以上１００％以下が適当である。
【００９３】
以上の結果から、本実施例におけるサーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応するメインヒータ３１部分とサブヒータ３２部分の各々の発熱量増加分Ａ、Ｂを以下の様に決定した。
【００９４】
Ａ＝５％、Ｂ＝８０％
本実施例のように、サーモスイッチ４０をサブヒータ３２の発熱量（抵抗値）が最も低い領域（本実施例では搬送基準Ｅの位置）から若干外れた位置（但し、最小サイズの記録材搬送領域Ｂ内）に設ける場合、メインヒータ３１の発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ａは０％以上２５％以下、サブヒータ３２の発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂは５０％以上１００％以下が好ましいが、サーモスイッチの位置がメインヒータの発熱ピーク位置ではないので、メインヒータ（第１の発熱抵抗体）にもサーモスイッチ４０への伝熱を補うための高抵抗部を設けたほうが良い。つまり、０％＜Ａ≦２５％、且つ５０％≦Ｂ≦１００％に設定するのがより好ましい。
【００９５】
以上の様な構成にする事で、長手中央部より端部にかけて発熱量が減少する発熱抵抗体（メインヒータ３１）と、長手中央部より端部にかけて発熱量が増加する発熱抵抗体（サブヒータ３２）を有する加熱体において、安全素子部をサブヒータの発熱量（抵抗値）が最も低い領域（本実施例では長手方向中央の位置）から若干外れた位置に設置した場合にも安全素子の熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止する事が出来た。
【００９６】
本検討では上記のように発熱増加分Ａ＝５％、Ｂ＝８０％としたが、表２、表３の結果よりＡ＜Ｂが満足できる構成なら同様の効果がある。
【００９７】
更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来た。
【００９８】
本検討ではヒータの発熱分布を図８のａ）のようなものを使用したが、発熱分布を図８のｂ），ｃ）のような傾向のヒータにおいても、サーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応するメインヒータ３１部分とサブヒータ３２部分の各々の発熱量増加分Ａ、ＢをＡ＜Ｂの傾向に保つ事で、安全素子部をヒータ長手方向中央以外に設置した場合にも安全素子の熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止でき、更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来る。
【００９９】
ここで、図８の（ａ）の１２０％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては長手端部の発熱量を１００としたとき長手中央部の発熱量を１２０にし、サブヒータについては長手中央部の発熱量を１００としたとき長手端部の発熱量を１２０にしたものである。（ｂ）の１６０％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては長手端部の発熱量を１００としたとき長手中央部の発熱量を１６０にし、サブヒータについては長手中央部の発熱量を１００としたとき長手端部の発熱量を１６０にしたものである。（ｃ）の２００％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては長手端部の発熱量を１００としたとき長手中央部の発熱量を２００にし、サブヒータについては長手中央部の発熱量を１００としたとき長手端部の発熱量を２００にしたものである。
【０１００】
以上のように、本実施例の定着装置が搭載しているヒータは、基板と、基板上に形成されたメイン及びサブの発熱抵抗体と、を有し、メインの発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブの発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。また、メインの発熱抵抗体への通電とサブの発熱抵抗体への通電は個別に制御可能である。また、メイン及びサブの発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有し、サブの発熱抵抗体の高抵抗部のほうがメインの発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい（Ａ＜Ｂ）。この構成により、サブの発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子の応答性を確保できる。特に、安全素子がサブの発熱抵抗体の発熱量（抵抗値）が最も低い領域から外れた位置にある場合に有効である。
【０１０１】
なお、実施例１でも記載したように発熱抵抗体の形状は図７に記載したものに限られるものではない。。
【実施例３】
【０１０２】
本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は実施例１の変形例である。本実施例では、記録材の搬送基準Ｇが発熱抵抗体の長手方向端部にある（端部基準）。
【０１０３】
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、定着装置構成に関する説明は省略する。ただし、本実施例においては、記録材１２は端部基準で搬送される。
【０１０４】
図９は本実施例におけるヒータの発熱抵抗体パターンと、発熱分布を示している。Ｇは記録材搬送基準である端部基準線である。端部基準の本ヒータ２３は、アルミナ等の耐熱性の基板３０上に厚膜印刷によって、メインヒータとしての第１の発熱抵抗体パターン３１と、サブヒータとしての第２の発熱抵抗体パターン３２を形成する。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に配列されている。メインヒータ３１とサブヒータ３２は記録材搬送基準である端部基準Ｇから逆端部にかけて発熱量を連続的に変化させている。メインヒータ３１とサブヒータ３２は搬送基準Ｇより３５ｍｍの位置に発熱分布の極大点と極小点があり（安全素子に対応する高抵抗部を設けていない場合）、メインヒータ３１は発熱分布の極大点から両端部にかけて発熱量を減少させている。サブヒータ３２は発熱分布の極小点から両端部にかけて発熱量を増加させている。安全素子設置位置４０ａに対応する発熱抵抗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発熱抵抗体長手方向において略均一である。またサブヒータ３２に関して、安全素子設置位置４０ａに対応する部分（高抵抗部）の発熱量は発熱抵抗体長手方向において最大ではない。また、本実施例では実施例１同様、安全素子への伝熱を補う高抵抗部はサブヒータ３２のみに設けてあり（図９の３２ｂの部分）、メインヒータ３１にはこのような高抵抗部は設けられていない。また、長手方向におけるメインヒータ３１の発熱ピーク位置と安全素子の位置は一致している。
【０１０５】
本実施例においては安全素子としてサーモスイッチ４０を用いている。サーモスイッチ４０は搬送基準Ｇから３５ｍｍの位置、メインヒータ３１とサブヒータ３２の発熱分布の極大点と極小点と同じ位置に設置している。
【０１０６】
大サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータとサブヒータへの通電比率を略均一にする。また、小サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータ３１だけに通電する、或いはメインヒータ３１の点灯を主にする事で、所定時間内の通紙枚数を大サイズ紙の定着の場合と同じ、或いは若干少なくするだけで非通紙部昇温を抑えることが出来、非通紙部昇温が原因の加圧ローラの形状変化を抑えることが出来る。これにより、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。また、加熱定着装置の耐久性低下を抑えることも出来、次に大サイズ紙を定着する場合にトナー像がホットオフセットしてしまうのを抑えることも出来る。
【０１０７】
本実施例で用いるサーモスイッチ４０は接触型の安全素子を用いているので、安全素子の熱容量により、加熱ムラや応答タイムラグが発生する。この弊害を防止する為、接触位置部分に対応するヒータの発熱量を多くする必要がある。
【０１０８】
本実施例ではサーモスイッチ４０がメインヒータ３１の発熱分布の極大点に位置している為、メインヒータ３１は特に発熱量を多くしなくても加熱ムラや応答タイムラグが発生しない。逆に、サブヒータ３２はサーモスイッチ４０の影響を大きく受ける為、サーモスイッチ設置部分４０ａの発熱量３２ｂを本来の発熱量３２ｃより多くしている。しかし、サーモスイッチ設置部分４０ａの発熱量３２ｂを多くし過ぎると、高温になる事に依る画像不良ホットオフセットが発生する。
【０１０９】
そこで、メインヒータ３１とサブヒータ３２とについてサーモスイッチ設置部分４０ａにおける発熱増加量（抵抗値増加割合）を以下の様に定義する。
【０１１０】
メインヒータ３１の発熱量の増加分Ａ    Ａ＝０（本実施例では増加分無し）
サブヒータ３２の発熱量の増加分Ｂ      Ｂ＝３２ｄ／３２ｃ
ここで、サブヒータ３２の発熱量増加分（抵抗値増加割合）Ｂの値と、安全回路動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を以下の表４に示す。評価方法は実施例１と同じである。
【０１１１】
【表４】
2006039514.tif 000006
【０１１２】
表４の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂの値が５０％以上であれば、サブヒータ３２のみが暴走した場合でもサーモスイッチの応答性が満足できるレベルにあることが分かる。
【０１１３】
また定着性の項目に示すように、Ｂの値が２５％以上９０％以下であれば、紙のサイズに拘わらず良好な定着性を確保できることが分かる。なお、Ｂの値が０パーセントの場合で、且つ最小サイズ紙を定着する場合、メインヒータ３１のみ発熱するので発熱分布は図９の「メインヒータ発熱量」のようになるが、サーミスタ３７がメインヒータ３１の最も抵抗値が高い領域（図９の４０ａのエリアと略等しい）から外れた位置の温度を検知しているため、サーミスタの検知位置の温度が目標温度を維持するように通電を制御すると４０ａのエリアの発熱量は充分になる。ところが、Ｂの値が０パーセントの場合で、且つ最大サイズ紙を定着する場合、メインヒータ３１とサブヒータ３２が両方共に発熱するのでメインヒータ単独発熱の場合よりもサーミスタ３７の検知位置の発熱量が高くなる。この場合、サーミスタの検知位置の温度が目標温度を維持するようにメイン及びサブヒータへの通電を制御すると、メイン及びサブヒータへの単位時間あたりの通電時間がメインヒータ単独発熱の場合より短くなるので、４０ａのエリアの単位時間あたりの発熱量は「メインヒータ単独発熱」の場合より少なくなる。このため、Ｂの値が０％の場合、定着性がＮＧになっている。ヒータ基板３０の短手方向の幅の大きさには限りがあるので、サーモスイッチ４０とサーミスタ３７をヒータ基板長手方向の同じ位置に配置することは難しく、定着する紙のサイズによっては上述したような定着性ＮＧが発生してしまうのである。逆にＢの値が１００％になると４０ａのエリアの発熱量が高くなりすぎ、定着性はＯＫだが光沢ムラのある画像不良が発生してしまった。
【０１１４】
なお、ホットオフセットの項目であるが、Ｂの値が０〜１００％の範囲内であればホットオフセットが発生するほどの影響は見られなかった。
【０１１５】
したがって、以上の条件を満足するサブヒータの発熱増加分Ｂは５０％以上９０％以下が適当である。この結果から、本実施例において、メインヒータ３１とサブヒータ３２のサーモスイッチ設置部分４０ａにおける各々の発熱量増加分Ａ、Ｂを以下の様に決定した。
【０１１６】
Ａ＝０％、Ｂ＝８０％
以上の様な構成にする事で、発熱分布の極大点から両端部にかけて発熱量が減少する発熱抵抗体（メインヒータ３１）と、発熱分布の極小点から両端部にかけて発熱量が増加する発熱抵抗体（サブヒータ３２）を有する加熱体において、安全素子部の熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止する事が出来た。更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来た。
【０１１７】
以上のように、本実施例の定着装置が搭載しているヒータは、基板と、基板上に形成されたメイン及びサブの発熱抵抗体と、を有し、メインの発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブの発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。また、メインの発熱抵抗体への通電とサブの発熱抵抗体への通電は個別に制御可能である。また、メイン及びサブの発熱抵抗体のうちサブの発熱抵抗体だけが、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有する。この構成により、サブの発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子の応答性を確保できる。
【０１１８】
さらに、サブの発熱抵抗体の高抵抗部は、メインの発熱抵抗体の最も抵抗値が高い領域と基板長手方向において同じ位置に設けられている。この構成により、小サイズ紙の定着を行う時のようにメインの発熱抵抗体だけを発熱させる場合でも、安全素子設置領域の加熱不足を抑えることができる。
【０１１９】
なお、本実施例の発熱抵抗体のパターンは滑らかな曲線により抵抗体の記録材搬送方向の幅を変化させて抵抗値を変化させているが、他の発熱体パターン、他の発熱材料を用いても同様の効果が得られる。すなわち、階段状に抵抗体の幅を変化させたり、抵抗体の材料を長手方向に沿って徐々に変化させたりして抵抗値を変化させても構わない。
【実施例４】
【０１２０】
以下、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例は実施例２の変形例である。本実施例では、記録材の搬送基準Ｇが発熱抵抗体の長手方向端部にある（端部基準）。メインヒータ３１の最も抵抗値が高い位置（高抵抗部を設けていない場合の発熱ピークの位置）及びサブヒータ３２の最も抵抗値が低い位置は、基準Ｇと同じ位置である。また、実施例２同様、安全素子に対応する高抵抗部はメインヒータ（第１の発熱抵抗体）とサブヒータ（第２の発熱抵抗体）両方に設けられており、安全素子の位置（発熱抵抗体の高抵抗部の位置）はサブヒータの最も抵抗値が低い位置（本実施例では基準Ｇの位置）から外れた位置に設けられている。また、サーミスタによる温度検知位置は基準Ｇとエリア４０ａの間である。
【０１２１】
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、定着装置構成に関する説明は省略する。また本実施例は前記実施例３と同様に記録材１２は端部基準で搬送される。
【０１２２】
図１０は本実施例におけるヒータの発熱抵抗体パターンと、発熱分布を示している。本実施例のヒータは通紙方向に対し上下流対称な発熱抵抗体３１・３２・３１の３本の発熱抵抗体を有する。Ｆはその上下流対称軸である。
【０１２３】
外側２本の発熱抵抗体３１・３１をメインヒータと記す。中の発熱抵抗体３２をサブヒータと記す。メインヒータ３１・３１とサブヒータ３２は長手中央部から両端部にかけて連続的にパターンを変化させている。外側２本のメインヒータ３１・３１は共に通紙基準Ｇ側の端部の発熱量（単位長さあたりの抵抗値）が大きく、逆の端部（図１０の右側）にかけて発熱量は減少している。また、熱応力に対して強くする為に、メインヒータ３１は通紙方向の基板中心Ｆに対し線対称の形状にしている。サブヒータ３２は通紙基準Ｇ側から右側端部にかけて発熱量が大きくなり、メインヒータ３１・３１と同様に熱応力に対応する為、通紙方向の基板中心Ｆに対し線対称の形状にしている。そして、安全素子設置位置４０ａに対応する発熱抵抗体部分以外に関して、メインヒータ３１・３１の発熱量とサブヒータ３２の発熱量の合成発熱量（合成抵抗値）は発熱抵抗体長手方向において高抵抗部を除き略均一である。
【０１２４】
実施例２同様、大サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータとサブヒータへの通電比率を略均一にする。また、小サイズ紙の定着を行う時は、メインヒータ３１だけに通電する、或いはメインヒータ３１の点灯を主にする事で、所定時間内の通紙枚数を大サイズ紙の定着の場合と同じ、或いは若干少なくするだけで非通紙部昇温を抑えることが出来、非通紙部昇温が原因の加圧ローラの形状変化を抑えることが出来る。これにより、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。また、加熱定着装置の耐久性低下を抑えることも出来、次に大サイズ紙を定着する場合にトナー像がホットオフセットしてしまうのを抑えることも出来る。
【０１２５】
本実施例においては安全素子としてサーモスイッチ４０を用いている。サーモスイッチ４０は搬送基準Ｇから３５ｍｍの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、加熱ムラや応答タイムラグが発生する。この弊害を防止する為、メインヒータ３１・３１とサブヒータ３２の安全素子接触位置部分４０ａに対応する部分の発熱量３１ａ、３２ｂを安全素子接触位置部分４０ａに隣接する部分の発熱量３１ｃ、３２ｃより多くしている。発熱量３１ａ、３２ｂを多くし過ぎると、高温になる事に依る画像不良ホットオフセットが発生する。そこで、メインヒータ３１とサブヒータ３２とについてサーモスイッチ設置部分４０ａにおける発熱増加分を割合として以下の様に示す。
【０１２６】
メインヒータ３１の発熱量の増加分    Ａ＝３１ｄ／３１ｃ
サブヒータ３２の発熱量の増加分      Ｂ＝３２ｄ／３２ｃ
メインヒータ３１の発熱量増加分（抵抗値増加割合）Ａの値と、安全回路動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を以下の表５に示す。表５に示す評価ではサブヒータに高抵抗部は設けていない。各評価項目のうち、安全回路動作の項目は、定着ニップ部に通紙せずにメインヒータのみを通電比率１００％で発熱させ続け（サーミスタ３７による温度管理は行っていない）、規定時間内にサーモスイッチが作動したか否かを測定したものである。定着性の項目は、サーミスタ３７の検知温度がトナーの定着性を満足する目標温度を維持するようにメインヒータとサブヒータへの通電を制御しつつ、最大サイズ紙（図１０のＡの幅）を連続定着した場合と、最小サイズ紙（図１０のＢの幅）を連続定着した場合のものである。上述したように最大サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：１００であり、最小サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：０である。そして、トナーが紙に充分に定着されているか否かを測定したものである。ホットオフセットの項目は、定着フィルム２４へトナーがオフセットしているか否かを連続定着後に調べたものである。なお、「測定せず」の欄は測定するまでもなくＯＫ或いはＮＧである欄である。
【０１２７】
【表５】
2006039514.tif 000007
【０１２８】
表５の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ａの値が０％以上、即ち増加していなくても、サーモスイッチの応答性が満足できるレベルにあることが分かる。
【０１２９】
しかしながら、定着性の項目に示すように、Ａの値が２５％を超えると定着性は満足しているが、トナー像を加熱し過ぎることによるトナー像の光沢ムラが発生した。
【０１３０】
また、ホットオフセットの項目に示すように、Ａの値が２５％を超えると定着フィルム２４へのオフセットが発生した。
【０１３１】
したがって、メインヒータ３１の発熱増加分Ａは０％以上２５％以下が適当である。
【０１３２】
次に、サブヒータ３２の発熱量増加分（抵抗値増加割合）Ｂの値と、安全回路動作状況、定着性、ホットオフセット、との関係を以下の表６に示す。表６に示す評価ではメインヒータに高抵抗部は設けていない。各評価項目のうち、安全回路動作の項目は、定着ニップ部に通紙せずにサブヒータのみを通電比率１００％で発熱させ続け（サーミスタ３７による温度管理は行っていない）、規定時間内にサーモスイッチが作動したか否かを測定したものである。定着性の項目は、サーミスタ３７の検知温度がトナーの定着性を満足する目標温度を維持するようにメインヒータとサブヒータへの通電を制御しつつ、最大サイズ紙（図１０のＡの幅）を連続定着した場合と、最小サイズ紙（図１０のＢの幅）を連続定着した場合のものである。上述したように最大サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：１００であり、最小サイズ紙を定着する時のメインヒータとサブヒータへの通電比率は１００：０である。そして、トナーが紙に充分に定着されているか否かを測定したものである。ホットオフセットの項目は、定着フィルム２４へトナーがオフセットしているか否かを連続定着後に調べたものである。なお、「測定せず」の欄は測定するまでもなくＯＫ或いはＮＧである欄である。
【０１３３】
【表６】
2006039514.tif 000008
【０１３４】
表６の安全回路動作の項目に示すように、発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂの値が０％及び２５％では、サーモスイッチの応答性が悪かった。また、Ｂの値が１２０％の場合、高抵抗部が発熱し過ぎるために定着工程中にサーモスイッチが誤作動し、ＮＧとなっている。
【０１３５】
また、定着性の項目に示すように、Ｂの値が１２０％であると定着性は満足しているが、トナー像を加熱し過ぎることによるトナー像の光沢ムラが発生した。
【０１３６】
ホットオフセットの項目は全て問題ないレベルであった。
【０１３７】
したがって、サブヒータ３２の発熱増加分Ｂは５０％以上１００％以下が適当である。
【０１３８】
以上の結果から、本実施例におけるサーモスイッチ接触位置部分４０ａに対応するメインヒータ３１・３１部分とサブヒータ３２部分の各々の発熱量増加分Ａ、Ｂを以下の様に決定した。
【０１３９】
Ａ＝５％、Ｂ＝８０％
本実施例のように、サーモスイッチ４０をサブヒータ３２の発熱量（抵抗値）が最も低い領域（本実施例では搬送基準Ｇの位置）から若干外れた位置（但し、最小サイズの記録材搬送領域Ｂ内）に設ける場合、メインヒータ３１の発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ａは０％以上２５％以下、サブヒータ３２の発熱量増加割合（抵抗値増加割合）Ｂは５０％以上１００％以下が好ましいが、サーモスイッチの位置がメインヒータの発熱ピーク位置ではないので、メインヒータ（第１の発熱抵抗体）にもサーモスイッチ４０への伝熱を補うための高抵抗部を設けたほうが良い。つまり、０％＜Ａ≦２５％、且つ５０％≦Ｂ≦１００％に設定するのがより好ましい。
【０１４０】
以上の様な構成にする事で、記録材通紙基準に発熱抵抗体の発熱分布の極大点・極小点がある加熱体で、通紙基準より端部にかけて発熱量が減少する発熱抵抗体と、通紙基準より端部にかけて発熱量が増加する発熱抵抗体を有する加熱体において、安全素子部を発熱抵抗体の発熱分布の極大点・極小点以外に設置した場合にも熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止する事が出来た。
【０１４１】
本検討ではＡ＝５％、Ｂ＝８０％としたが、表５、６よりＡ＜Ｂが満足できる構成なら同様の効果がある。
【０１４２】
更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来た。
【０１４３】
本検討ではヒータの発熱分布を図１１のａ）のようなものを使用したが、発熱分布を図１１のｂ），ｃ）のような傾向のヒータにおいても、発熱増加Ａ＜Ｂの傾向を保つ事で、安全素子部を中央以外に設置した場合にも熱容量に依存する加熱ムラや応答タイムラグを防止、更に、ＣＰＵ故障などに依る発熱暴走時のヒータ割れを防止する事が出来る。
【０１４４】
ここで、図１１の（ａ）の１２０％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては端部基準側（記録材搬送基準側）とは反対側の非端部基準側の発熱量を１００としたとき端部基準側の発熱量を１２０にし、サブヒータについては端部基準側の発熱量を１００としたとき非端部基準側の発熱量を１２０にしたものである。（ｂ）の１６０％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては非端部基準側の発熱量を１００としたとき端部基準側の発熱量を１６０にし、サブヒータについては端部基準側の発熱量を１００としたとき非端部基準側の発熱量を１６０にしたものである。（ｃ）の２００％とは、ヒータの発熱分布を、メインヒータについては非端部基準側の発熱量を１００としたとき端部基準側の発熱量を２００にし、サブヒータについては端部基準側の発熱量を１００としたとき非端部基準側の発熱量を２００にしたものである。
【０１４５】
以上のように、本実施例の定着装置が搭載しているヒータは、基板と、基板上に形成されたメイン及びサブの発熱抵抗体と、を有し、メインの発熱抵抗体の大部分の領域は、基板の長手方向端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が小さくなっており、サブの発熱抵抗体の大部分の領域は、端部に向かうに連れて単位長さ当りの抵抗値が大きくなっている。また、メインの発熱抵抗体への通電とサブの発熱抵抗体への通電は個別に制御可能である。また、メイン及びサブの発熱抵抗体は共に、その長手方向の一部に安全素子に対応する高抵抗部を有し、サブの発熱抵抗体の高抵抗部のほうがメインの発熱抵抗体の高抵抗部より抵抗値増加割合が大きい（Ａ＜Ｂ）。この構成により、サブの発熱抵抗体だけが暴走した場合でも安全素子の応答性を確保できる。特に、安全素子がサブの発熱抵抗体の発熱量（抵抗値）が最も低い領域から外れた位置にある場合に有効である。
【０１４６】
以上の事は長手方向で発熱分布が異なる構成において、他の発熱抵抗体パターン、他の発熱材料を用いても同様の効果が得られる。
【０１４７】
図１２の（ａ）〜（ｄ）は端部基準のヒータの発熱抵抗体パターンの各種の例を示したものである。何れも、非通紙部昇温による紙しわや光沢ムラを発生させない為、ヒータ基板３０上の第１の発熱抵抗体（メインヒータ）３１と第２の発熱抵抗体（サブヒータ）３２を、発熱抵抗体幅が通紙基準（端部基準）Ｇから端部にかけて発熱量が変化するように形成し、長手の発熱分布を変化さる。第１の発熱抵抗体３１は通紙基準Ｇ側の発熱量を大きく、第２の発熱抵抗体３２は通紙基準Ｇ側の発熱量を小さくしている。この様なヒータ２３を用いる事で、小サイズ紙を通紙する際は第１の発熱抵抗体３１を主に点灯させる事で非通紙部昇温を抑えている。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】画像形成装置例の概略図
【図２】定着装置の横断面模型図
【図３】ヒータの構成説明図
【図４】ヒータ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】実施例１におけるヒータの発熱抵抗体のパターン形状と発熱分布の説明図
【図７】実施例２におけるヒータの発熱抵抗体のパターン形状と発熱分布の説明図
【図８】中央基準のヒータのメインヒータとサブヒータの発熱分布の各種の例を示す図
【図９】実施例３におけるヒータの発熱抵抗体のパターン形状と発熱分布の説明図
【図１０】実施例４におけるヒータの発熱抵抗体のパターン形状と発熱分布の説明図
【図１１】端部基準のヒータのメインヒータとサブヒータの発熱分布の各種の例を示す図
【図１２】端部基準のヒータのメインヒータとサブヒータの発熱抵抗体パターンの各種の例を示す図
【符号の説明】
【０１４９】
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（加熱体）、３０・・ヒータ基板、３１・・第１の発熱抵抗体（メインヒータ）、３２・・第２の発熱抵抗体（サブヒータ）、４０・・安全素子（サーモスイッチ）、４０ａ・・安全素子設置位置
【図１】
2006039514.tif 000009
【図２】
2006039514.tif 000010
【図３】
2006039514.tif 000011
【図４】
2006039514.tif 000012
【図５】
2006039514.tif 000013
【図６】
2006039514.tif 000014
【図７】
2006039514.tif 000015
【図８】
2006039514.tif 000016
【図９】
2006039514.tif 000017
【図１０】
2006039514.tif 000018
【図１１】
2006039514.tif 000019
【図１２】
2006039514.tif 000020