(57)【要約】【課題】温度検知素子の数を低減して装置の小型化を図ることができる技術を提供する。【解決手段】複数の発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７に接続された複数の半導体素子４４１〜４４７のうち、第１の発熱体３０２ａ−１、３０２ｂ−１の通電を制御するための第１の半導体素子４４１は、第２の発熱体３０２ａ−２、３０２ｂ−２の通電を制御するための第２の半導体素子４４２に直列に接続されており、第２の発熱体３０２ａ−２、３０２ｂ−２の通電は、第２の半導体素子４４２を制御することで制御され、第１の発熱体３０２ａ−１、３０２ｂ−１の通電は、第１の半導体素子４４１と第２の半導体素子４４２を制御することで制御される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の半導体素子のうち、前記複数の発熱体のうちの第１の発熱体の通電を制御するための第１の半導体素子は、前記複数の発熱体のうちの第２の発熱体の通電を制御するための第２の半導体素子に直列に接続されており、
前記第２の発熱体の通電は、前記第２の半導体素子を制御することで制御され、
前記第１の発熱体の通電は、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の温度検知素子のうち、前記複数の加熱領域のうち前記第１の発熱体によって発熱する第１の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数は、前記複数の加熱領域のうち前記第２の発熱体によって発熱する第２の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の加熱領域は、前記長手方向において前記第２の加熱領域よりも外側の加熱領域であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の加熱領域と前記第２の加熱領域は、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にあることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の加熱領域のうち、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にある第３の加熱領域と第４の加熱領域に関して、前記複数の発熱体のうち、前記第３の加熱領域を発熱させるための第３の発熱体の通電と、前記第４の加熱領域を発熱させるための第４の発熱体の通電は、前記複数の半導体素子のなかの単一の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の温度検知素子のうち、前記第３の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数、及び前記第４の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数は、それぞれ、前記複数の加熱領域のうち少なくとも、前記第２の発熱体によって発熱する第２の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の加熱領域のうち、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にある第３の加熱領域と第４の加熱領域に関して、前記複数の発熱体のうち、前記第３の加熱領域を発熱させるための第３の発熱体の通電と、前記第４の加熱領域を発熱させるための第４の発熱体の通電は、前記複数の半導体素子のなかの単一の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の温度検知素子のうち、前記第３の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数、及び前記第４の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数は、それぞれ、他の前記加熱領域のいずれか一つにおいて温度を検知するための温度検知素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記温度検知素子は、前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記半導体素子は、前記像加熱部に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像加熱部はさらに、筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着器、ある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、この像加熱装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に具備される像加熱装置として、エンドレスベルト（エンドレスフィルムとも言う）と、エンドレスベルトの内面に接触する平板状のヒータと、エンドレスベルト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、装置内のパーツへダメージを与えることがある。この非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして、長手方向に沿って配置した２本の導電体間に発熱体を配置し、２本の導電体のうち少なくとも一方は、用紙サイズに対応する幅で分割し、発熱ブロック毎に発熱制御するヒータが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、分割された各発熱ブロックに複数のサーミスタ（温度検知素子）を配置すると、発熱領域が増加するにつれて、サーミスタと接続される配線の本数が増加するため、像加熱装置の小型化の妨げとなる懸念がある。
【０００５】
本発明の目的は、温度検知素子の数を低減して装置の小型化を図ることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の半導体素子のうち、前記複数の発熱体のうちの第１の発熱体の通電を制御するための第１の半導体素子は、前記複数の発熱体のうちの第２の発熱体の通電を制御するための第２の半導体素子に直列に接続されており、
前記第２の発熱体の通電は、前記第２の半導体素子を制御することで制御され、
前記第１の発熱体の通電は、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の加熱領域のうち、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にある第３の加熱領域と第４の加熱領域に関して、前記複数の発熱体のうち、前記第３の加熱領域を発熱させるための第３の発熱体の通電と、前記第４の加熱領域を発熱させるための第４の発熱体の通電は、前記複数の半導体素子のなかの単一の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度検知素子の数を低減して装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の断面図
【図２】実施例１の定着装置の断面図
【図３】実施例１のヒータ構成図
【図４】実施例１における制御回路図
【図５】実施例１における制御フローチャート
【図６】実施例２におけるヒータ構成図
【図７】実施例２における制御回路図
【図８】実施例２における制御フローチャート
【図９】実施例３におけるヒータ構成図
【図１０】実施例３における制御回路図
【図１１】実施例４におけるヒータ構成図
【図１２】実施例４における制御回路図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例の画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成するレーザプリンタである。
【００１１】
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ドラム（電子写真感光体）１９表面を走査する。これにより像担持体としての感光ドラム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ローラ１７から所定の極性に帯電したトナーが供給されることで、感光ドラム１９上の静電潜像は、トナー画像（現像剤像）として現像される。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１
２によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ対１３によってレジストローラ対１４に向けて搬送される。さらに、記録材Ｐは、感光ドラム１９上のトナー画像が感光ドラム１９と転写部材としての転写ローラ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、レジストローラ対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ドラム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は定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）２００で加熱され、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、搬送ローラ対２６、２７によって画像形成装置１００上部の排紙トレイ３１に排出される。
【００１２】
なお、感光体１９は、クリーナ１８によって表面の残トナー等が除去、清掃される。給紙トレイ（手差しトレイ）２８は、記録紙Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録紙規制板を有しており、定型サイズ以外のサイズの記録紙Ｐにも対応するために設けられている。ピックアップローラ２９は、給紙トレイ２８から記録紙Ｐを給紙するためのローラである。モータ３０は、定着装置２００等を駆動する。商用の交流電源４０１に接続された通電制御部としての制御回路４００から、定着装置２００へ電力供給している。
【００１３】
上述した、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像ローラ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。また、本実施例では、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、現像ローラ１７を含む現像ユニット、クリーナ１８を含むクリーニングユニットが、プロセスカートリッジ１５として画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に構成されている。
【００１４】
図２は、本実施例の定着装置２００の断面図である。定着装置２００は、定着フィルム（以下、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２０８と、金属ステー２０４と、を有する。
【００１５】
フィルム２０２は、エンドレスベルトやエンドレスフィルムとも称される筒状に形成された耐熱フィルムであり、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の表面には耐熱ゴム等の弾性層を設けてもよい。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、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。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紙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。
【００１６】
ヒータ３００は、後述するセラミック製の基板３０５上に設けられた発熱体（発熱抵抗体）３０２ａ、３０２ｂによって加熱される。ヒータ３００には、安全保護素子２１２（図４）が当接している。安全保護素子２１２は、サーモスイッチや温度ヒューズ等がその一例であり、ヒータ３００の異常発熱の際に作動してヒータ３００に供給する電力を遮断する。また、ヒータ３００のフィルム２０２との摺動面側にはサーミスタＴ１（Ｔ１−１〜Ｔ１−７、図３（Ｂ）参照）とサーミスタＴ２（Ｔ２−２〜Ｔ２−６、図３（Ｂ）参照）が設置されている。
【００１７】
図３を用いて、本実施例に係るヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の断面図、図３（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図である。図３（Ｂ）には、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘ０を示してある。本実施例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐはその搬送方向に直交する方向にお
ける中心線が搬送基準位置Ｘ０を沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘ０におけるヒータ３００の断面図となっている。
【００１８】
図３（Ａ）に示すように、ヒータ３００は、基板３０５上に導電体３０１と導電体３０３を有する。導電体３０１は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された導電体３０１ａと、下流側に配置された導電体３０１ｂに分離されている。さらに、ヒータ３００は、導電体３０１と導電体３０３を介して供給される電力により発熱する発熱体３０２が、基板上において導電体３０１と導電体３０３の間に設けられている。この発熱体３０２は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された発熱体３０２ａと、下流側に配置された発熱体３０２ｂに分離されている。また、給電用に電極Ｅ３が設けられている。さらに、裏面層２には、絶縁性の保護ガラス３０８が、電極Ｅ３以外を覆っている。ヒータ３００（基板３０５）は、その長手方向が記録材Ｐの搬送方向と直交するように配置される。
【００１９】
図３（Ｂ）に示すように、ヒータ３００裏面層１には、導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２、電極Ｅ３の組からなる発熱ブロック（加熱領域）が、ヒータ３００の長手方向に７つ設けられている（ＨＢ１〜ＨＢ７）。この７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７との対応関係を表すため、各発熱ブロックを構成する部材には、例えば、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７のように、各符号の末尾に対応する発熱ブロックの番号を付している。発熱体３０２ｂ、導電体３０１ａ、３０１ｂ、導電体３０３、電極Ｅ３も同様である。
【００２０】
ヒータ３００の裏面層２の表面保護層３０８は、電極Ｅ３−１〜Ｅ３−７、Ｅ４、Ｅ５を露出させるように形成されており、ヒータ３００の裏面側から、図示しない電気接点が接続可能な構成となっている。そして、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、独立に給電制御を行うことができる。このように７つの発熱ブロックに分けることで、ＡＲＥＡ１〜ＡＲＥＡ４のように、４つの通紙領域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できるので、記録紙Ｐのサイズに合わせて、給電する発熱ブロックを選択する。なお、発熱領域の数や、発熱ブロックの数は、本実施例の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３０２ａ−１〜３０２ａ−７、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７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、間隙部を設けた短冊状のパターンでも良い。
【００２１】
ヒータ３００の摺動面層１（基板３０５において発熱体が設けられた面とは反対側の面上）には、ヒータ３００の発熱ブロック毎の温度を検知するための温度検知素子としてサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７及びサーミスタＴ２−２〜Ｔ２−６が設置されている。サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７は、主に各発熱ブロックの温調制御に使われるため、各発熱ブロックの中央（基板長手方向における中央）に配置される。サーミスタＴ２−２〜Ｔ２−６は、発熱領域より幅が狭い記録紙を通紙した際の、非通紙領域（端部）の温度を検知するための端部サーミスタである。そのため、発熱領域が狭い両端の発熱ブロックを除き、搬送基準位置Ｘ０に対して、各発熱ブロックの外側寄りに配置される。サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７の一端は、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−７にそれぞれ接続されると共に、他端は導電体ＥＧ９に共通接続される。サーミスタＴ２−２〜Ｔ２−６の一端は、導電体ＥＴ２−２〜ＥＴ２−６にそれぞれ接続されると共に、他端は導電体ＥＧ１０に共通接続される。このように、ヒータ３００の幅Ｌは、サーミスタの数と導電体の本数に応じて、大きくなる傾向にある。
【００２２】
ヒータ３００の摺動面層２には、摺動性のあるガラスのコーティングによる表面保護層３０９を有する。表面保護層３０９は、摺動面層１の各導電体に電気接点を設けるため、ヒータ３００の両端部を除いて設けられている。
【００２３】
図４は、実施例１におけるヒータ３００の制御回路４００を示す回路図である。画像形成装置１００には商用の交流電源４０１が接続されている。電源電圧Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２は、交流電源４０１に接続された図示しないＡＣ／ＤＣコンバータによって生成されたＤＣ電源である。交流電源４０１は、リレー４３０、４４０とトライアック４４１〜４４７を介してヒータ３００に接続される。トライアック４４１〜４４７は、ＣＰＵ４２０からの制御信号ＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ７によってオン／オフされる。トライアック４４１〜４４７の駆動回路は省略して図示している。複数の半導体素子としてのトライアック４４１〜４４７を選択的に制御することで、複数の発熱体の通電を選択的に制御することができ、長手方向に分割された複数の加熱領域を個々に選択的に発熱させることができる。
【００２４】
サーミスタの温度検知回路を説明する。導電体ＥＧ９、ＥＧ１０は、グランド電位に接続される。そして、図３で説明した全てのサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７、Ｔ２−２〜Ｔ２−６は、Ｖｃｃ１にプルアップされた抵抗４５１〜４５７、４６２〜４６６とそれぞれ分圧される。分圧された電圧は、温度信号であるＴｈ１−１〜Ｔｈ１−７信号、Ｔｈ２−２〜Ｔｈ２−６信号として、ＣＰＵ４２０で検出され、予めＣＰＵ４２０の内部メモリ内に設定された情報によって電圧から温度に換算することで、温度検出している。
ＣＰＵ４２０の内部処理では、設定温度と、サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７の検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。ＦＵＳＥＲ１〜７信号のオンのタイミングは、ゼロクロス検知部４２１で生成された交流電源４０１のゼロ電位に同期したタイミング信号ＺＥＲＯＸに基づいてＣＰＵ４２０によって生成される。交流電源４０１のゼロクロスタイミングを元に、供給する電力に対応した位相角（位相制御）、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４４１〜４４７を制御している。
【００２５】
リレー４３０、４４０と保護回路について説明する。リレー４３０、４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。
【００２６】
リレー４３０の動作を説明する。ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にすると、トランジスタ４３３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２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信号をＬｏｗ状態にすると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２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。なお、抵抗４３４は、トランジスタ４３３のベース電流を制限する抵抗である。リレー４４０及びトランジスタ４３５についても動作は同様である。
【００２７】
リレー４３０、リレー４４０を用いた安全回路の動作について説明する。サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−７のいずれかの検知温度が、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状態にしてラッチする。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）で保つことができる。同様に、サーミスタＴ２−２〜Ｔ２−６についても、設定された所定値を超えた場合には、比較部４３７はラッチ部４３６を動作させ、ＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態にしてラッチする。このようにリレー４３０、４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段としても用いられる。
【００２８】
ここで、本実施例において特徴であるトライアック４４１〜４４７による駆動構成と、サーミスタの数の関係について説明する。発熱ブロックＨＢ１を駆動するトライアック４
４１は、隣り合った発熱ブロックＨＢ２を駆動するトライアック４４２と直列に接続される。トライアック４４２のみを駆動した場合には、発熱ブロックＨＢ２のみが発熱される。トライアック４４１、４４２の両方を駆動した場合には、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ２が発熱される。この構成においては、制御上、発熱ブロックＨＢ１のみが発熱することはない。また、発熱ブロックＨＢ２より、ヒータ３００の長手方向における外側の発熱ブロックＨＢ１を２段直列接続する構成にしたので、紙サイズ毎に発熱領域を選択する制御ができる。
【００２９】
ところで、ＣＰＵ４２０の誤動作等により、ヒータ３００の制御に異常が生じた場合に、ヒータ３００が異常温度まで発熱しないように、サーミスタの温度検知による安全回路を有している。本実施例では、一つの構成要素が故障して機能しなくなった場合でも、ヒータ３００の異常を検知してリレー４３０、４４０をＯＦＦすることで保護できるように安全回路を有している。そのため、例えば発熱ブロックＨＢ３においては、サーミスタＴ１−３とＴ２−３の２つのサーミスタ及び、それぞれに対応する比較部とラッチ部が在ることで、仮にどちらかのサーミスタが故障したとしても保護をすることができる。発熱ブロックＨＢ２、４、５、６においても、それぞれ独立した駆動構成で制御されるため、同様に２つずつのサーミスタが構成されている。一方で、発熱ブロックＨＢ１については、図中のＰ点が断線するという１つの故障が生じない限り、発熱ブロックＨＢ１のみが異常発熱することはないため、サーミスタＴ１−１の１つで保護することができる。発熱ブロックＨＢ７も同様であり説明は省略する。なお、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ７は発熱領域が狭いため、１つのサーミスタで非通紙領域（端部）の温度を検知するための端部サーミスタと温調用のサーミスタとを兼用している。
【００３０】
このように発熱ブロックＨＢ２を駆動する半導体素子の後段の半導体素子によって駆動される発熱ブロックＨＢ１では、発熱ブロックＨＢ２と比較してサーミスタの数が少ない構成であっても、１つの故障状態においてヒータ３００を保護することができる。
本実施例では、発熱ブロックＨＢ２よりも長手方向に外側（端部側）に位置する発熱ブロックＨＢ１を駆動するためのトライアック４４１を、発熱ブロックＨＢ２を駆動するためのトライアック４４２に直列に接続する構成とした。すなわち、発熱ブロックＨＢ２が第２の加熱領域に、発熱ブロックＨＢ１が第１の加熱領域に、発熱体３０２ａ−２、３０２ｂ−２が第２の発熱体に、発熱体３０２ａ−１、３０２ｂ−１が第１の発熱体に、それぞれ対応する。しかしながら本発明が適用可能な構成はかかる構成に限定されない。例えば、発熱ブロックＨＢ３よりも長手方向に外側（端部側）に位置する発熱ブロックＨＢ２を駆動するためのトライアック４４２を、発熱ブロックＨＢ２を駆動するためのトライアック４４３に直列に接続するように構成してもよい。かかる構成により発熱ブロックＨＢ２の温度を検知するためのサーミスタの数を他の発熱ブロックの温度検知のためのサーミスタの数よりも少なくすることができる。
【００３１】
図５は、実施例１における制御フローチャートである。Ｓ５００でプリント要求を受けると、以下の工程に進む。Ｓ５０１では、ＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ出力して、リレー４３０、４４０をＯＮする。Ｓ５０２では、ＣＰＵ４２０は予め図示しないＣＰＵ４２０に内蔵されるメモリに格納された目標温度Ｔａを読み出す。Ｓ５０３では、非通紙部の昇温の限界温度（端部昇温温度）Ｔｍａｘを、内部メモリから読み出す。Ｓ５０４では、給紙カセット１１における図示しない紙サイズ検知によって、給紙カセット１１に設置された記録紙Ｐのサイズを検出する。Ｓ５０５−１〜Ｓ５０５−４において、紙サイズを判断し、Ｓ５０６−１〜Ｓ５０６−４において、それぞれ紙サイズに対応する発熱領域（加熱領域）を決定して発熱領域に対応するトライアックを制御する。Ｓ５０７では、端部サーミスタであるＴ２−２〜Ｔ２−６が、非通紙部の昇温の限界温度Ｔｍａｘを超える場合に、Ｓ５０８でスループットを下げることで、過昇温による定着装置２００の故障を防止する。Ｓ５０２からＳ５０８までを、Ｓ５０９でプリントジョブが終了するまで繰り返し、終了
していればＳ５１０においてＲＬＯＮをＬｏｗレベルに出力し、リレー４３０、４４０をＯＦＦする。
【００３２】
以上のように、ヒータを駆動する半導体素子が２段直列に接続された発熱ブロックにおいては、サーミスタの数を少なくすることができので、ヒータ３００の幅Ｌ及び、定着装置２００を小型化することができる。
【００３３】
［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。実施例２における制御回路７００とヒータ６００は、実施例１で説明した制御回路４００に対して、２段直列に接続する発熱領域を変更した例である。実施例２の構成のうち、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において、ここで特に説明しない事項は、実施例１と同様である。
【００３４】
図６を用いて、本実施例に係るヒータ６００の構成を説明する。図６（Ａ）はヒータ６００の断面図（図６（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図６（Ｂ）はヒータ６００の各層の平面図である。図６（Ｂ）に示すように、実施例２では、摺動面層１において、実施例１に対して、発熱ブロックＨＢ５のみサーミスタの数が１つになっている。その理由については、図７を用いて説明する。なお、実施例１に対して、発熱ブロックＨＢ４にサーミスタＴ３−４が追加されている。これは、通紙領域ＡＲＥＡ１のＡ５サイズの通紙の際に、搬送基準位置Ｘ０に対して、ヒータ６００の長手方向のどちらかに片寄せされた状態で搬送されたときに、非通紙部昇温を検出するためである。
【００３５】
図７は、実施例２におけるヒータ６００の制御回路７００を示す回路図である。本実施例では、発熱ブロックＨＢ５を駆動するライアック４４５を、発熱ブロックＨＢ３を駆動するトライアック４４３の後段に直列接続している。発熱ブロックＨＢ３と発熱ブロックＨＢ５は、搬送基準位置Ｘ０に対して、基板３０５の長手方向に対称の位置関係にあるため、ＡＲＥＡ２を発熱させる場合においても本駆動構成の影響を受けずに制御が可能である。このように接続することで、実施例１と同様、Ｓ点が断線する故障が起きた場合に、サーミスタＴ２−５によりヒータ６００の異常発熱を検知して止めることができるので、他の発熱ブロックに比べてサーミスタの数を減らすことができる。
【００３６】
図８は、本実施例における制御フローチャートである。Ｓ５００〜Ｓ５０３までは、実施例１と同様である。このフローチャートでは、Ｓ８０１の紙サイズ検知においてＡＲＥＡ２に相当するＢ５サイズを検知した場合を説明する。Ｂ５サイズに対応するトライアック４４３〜４４５を制御する際に、Ｓ８０２において、トライアック４４３とトライアック４４５の通電比率は、１００：１００の同比率で制御する。Ｓ８０３では、発熱ブロックＨＢ３、ＨＢ５の端部サーミスタであるサーミスタＴ２−３、Ｔ２−５で検知した温度をＴＨ２−３、ＴＨ２−５としたとき、それらの差がＳ８００で予め設定した温度差ＴΔを越えているか否か確認する。例えばサーミスタＴ２−５の温度が高く、温度差がＴΔを越えた場合は、Ｓ８０４において、記録紙Ｐが発熱ブロックＨＢ３側に片寄せされたとみなし、トライアック４４３、４４５の通電比率を１００：５０に下げ、非通紙部昇温を抑制する。Ｓ８０５では、実施例１と同様、非通紙部昇温を検知して、サーミスタＴ２−５、Ｔ２−３の検知温度が閾値Ｔｍａｘを超えているか否かを確認する。超えている場合は、Ｓ５０８においてスループットを下げて制御する。以上を一連の制御としてプリントジョブが終了するまで繰り返す。
【００３７】
以上のように、隣り合った発熱ブロックではなく、記録紙の搬送基準に対して対称の位置関係にある発熱ブロックのペアに対して直列接続の駆動構成であっても、実施例１と同様にサーミスタの数を減らすことができる。
【００３８】
［実施例３］
本発明の実施例３について説明する。実施例３は、実施例２における駆動構成における変形例として、直列接続された半導体素子の２段目の半導体素子をショートした構成となっている。本実施例では、図示しない搬送ガイドなどにより、記録紙Ｐが片寄せされない構成になっているため、実施例２における後段のトライアック４４５を無くしてショートする構成であっても構わない。実施例３の構成のうち、実施例１、２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３において、ここで特に説明しない事項は、実施例１、２と同様である。
【００３９】
図９を用いて、本実施例に係るヒータ９００の構成を説明する。図９（Ａ）はヒータ９００の断面図（図９（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図９（Ｂ）はヒータ９００の各層の平面図である。図９（Ｂ）に示すように、摺動面層１において、実施例２に対して、さらに発熱ブロックＨＢ３のサーミスタの数が１つ少ない構成になっている。
【００４０】
図１０は、実施例３のヒータ９００の制御回路９０１を示す回路図である。Ｔ点が断線するという１つの故障が発生しても、サーミスタＴ２−５によって、異常状態を検知して保護することができる。同様にＵ点が断線するという１つの故障が発生しても、サーミスタＴ１−３によって保護することができる。つまり、他の発熱ブロック１、２、４及び６，７に比べてサーミスタが少ない構成においても、ヒータ９００の異常状態に対し、保護を行うことができる。
【００４１】
以上のように、直列接続された半導体素子のうち後段の半導体素子をショートした構成においても、サーミスタを減らすことができるので、ヒータ９００の幅及び、定着装置２００を小型化することができる。
なお、本実施例では、記録材の搬送基準位置に対して基板長手方向に対称の位置関係にある発熱ブロックＨＢ３と発熱ブロックＨＢ５に関して、それぞれを発熱させるための発熱体の通電を、単一のトライアック４４３を制御することで制御する構成とした。すなわち、発熱ブロックＨＢ３が第３の加熱領域に、発熱ブロックＨＢ５が第４の加熱領域に、発熱体３０２ａ−３、３０２ｂ−３が第３の発熱体に、発熱体３０２ａ−５、３０２ｂ−５が第４の発熱体に、それぞれ対応する。しかしながら本発明が適用可能な構成はかかる構成に限定されない。例えば、発熱ブロックＨＢ２を発熱させる発熱体３０２ａ−２、３０２ｂ−２の通電と、発熱ブロックＨＢ６を発熱させる発熱体３０２ａ−６、３０２ｂ−６の通電を、単一のトライアック４４２の制御によって制御するように構成してもよい。
【００４２】
［実施例４］
本発明の実施例４について説明する。実施例４のヒータ９０３の制御回路９０４は、実施例１と実施例３を組み合わせた構成となっている。実施例４の構成のうち、実施例１〜３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４において、ここで特に説明しない事項は、実施例１〜３と同様である。
【００４３】
図１１を用いて、本実施例に係るヒータ９０３の制御回路９０４を示す回路図である。図１１（Ａ）はヒータ９０３の断面図（図９（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図９（Ｂ）はヒータ９０３の各層の平面図である。図１１（Ｂ）に示すように、本実施例のヒータ９０３は、摺動面層１において、実施例１と実施例３に比べて、最もサーミスタの数が少ない構成になっている。
【００４４】
図１２は、ヒータ９０３の制御回路９０４を示す回路図である。発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ３、ＨＢ５、ＨＢ７は、実施例１、３で説明した構成をとることにより、サーミスタを１つにしている。本実施例では、さらに、トライアック４４１とトライアック４４７を
定着装置２００内に配置したことを示している。このようにすることで、制御回路９０４と定着装置２００とを接続するＡＣ線の数を少なくすることができるので、コネクタのピン数や電線を減らすことができる。同様にトライアック４４２〜４４６も定着装置２００内に配置する構成であっても良い。
【００４５】
以上のように、直列接続によって駆動される発熱ブロックが複数あることで、より少ないサーミスタで異常状態に対して保護できるので、ヒータ９０４の幅及び、定着装置２００を小型化することができる。さらには、トライアックを定着装置内に配置することで、配線を減らし、画像形成装置を小型化することができる。
【００４６】
なお、実施例１〜４を通して、１つの故障に対して保護する構成にしているが、１つの故障に限定されるものではなく、２つ以上の故障に対して保護する構成であっても良い。また、直列に接続される半導体素子は、２段に限定されるものではなく、３段以上の接続構成であっても良い。
【００４７】
上記各実施例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００４８】
２００…定着装置、３００、６００、９００、９０３…ヒータ、３０５…基板、３０２ａ、３０２ｂ…発熱体、４４１〜４４７…トライアック、Ｔ１−１〜Ｔ１−７、Ｔ２−１〜Ｔ２−７、Ｔ３−４…サーミスタ、４００、７００、９０１、９０４…制御回路、ＥＴ１−１〜ＥＴ１−７、ＥＴ２−１〜ＥＴ２−７、ＥＴ３−４、ＥＧ９、ＥＧ１０…導電体、ＨＢ１〜ＨＢ７…発熱ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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