(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１の発熱ラインと、基板短手方向において前記第１の発熱ラインとは異なる位置に前記長手方向に沿って設けられており前記第１の発熱ラインとは発熱分布が異なる第２の発熱ラインと、を有し、前記第１の発熱ラインと前記第２の発熱ラインが独立して制御可能となっており、画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記第１の発熱ラインと前記第２の発熱ラインのうち少なくとも第１の発熱ラインは、前記長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記第１導電体とは前記短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、正の抵抗温度特性を有しており前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列接続されている複数の発熱抵抗体と、を有する構造となっており、前記ニップ部で記録材を搬送していない時の前記第１の発熱ラインの前記長手方向における単位長さあたりの発熱量は、記録材搬送基準から前記長手方向の端部に向かって小さくなっており、
前記第１の発熱ラインに供給する電力と前記第２の発熱ラインに供給する電力との比率を第１の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない第１のケース、における前記第１及び前記第２の発熱ラインの合成発熱分布と、
前記比率を前記第１の比率とは異なる第２の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない第２のケース、における前記合成発熱分布と、
前記比率を前記第１の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で小サイズの記録材を搬送している第３のケース、における前記合成発熱分布と、
前記比率を前記第２の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で前記第３のケースと同じサイズの記録材を搬送している第４のケース、における前記合成発熱分布と、
が全て異なることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記第２の発熱ラインは、前記長手方向における単位長さあたりの発熱量が、前記記録材搬送基準から前記長手方向の端部に向かって大きくな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２の発熱ラインは、基板長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記第１導電体とは前記短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、正の抵抗温度特性を有しており前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列接続されている複数の発熱抵抗体と、を有する構造となっていることを特徴とする請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記第２の発熱ラインは、前記長手方向に沿っている一本の発熱抵抗体により構成されており、前記第１の発熱ラインは前記短手方向で異なる位置に二本設けられており、前記第２の発熱ラインは前記短手方向において、二本の前記第１の発熱ラインの間に設けら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５】
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記ヒータが請求項１〜４いずれか１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、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱定着装置に利用すれば好適なヒータ、及びこのヒータを搭載する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに搭載する定着装置として、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内面に接触するセラミックヒータと、エンドレスベルトを介してセラミックヒータと定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する装置がある。この定着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、定着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高温オフセットすることもある。
【０００３】
非通紙部昇温を緩和する方法として、特許文献１に開示されているように、ヒータ長手方向中央部から両端部に向かって長手方向の単位長さあたりの抵抗値が除々に小さくなる抵抗分布となっている第１の発熱ラインと、ヒータ長手方向中央部から両端部に向かって長手方向の単位長さあたりの抵抗値が除々に大きくなる抵抗分布となっている第２の発熱ラインと、を有し、それぞれの発熱ラインの電力供給、遮断の状態を独立に制御する方法が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２０８７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、第１の発熱ラインと第２の発熱ラインへ供給する電力の比率に応じた発熱分布しか形成できない。よって、小サイズ紙を通紙した場合、第１の発熱ラインに電力を多く供給することで、非通紙部領域の温度上昇を抑えることができるが、第１の発熱ラインに電力を多く供給すると通紙領域端部の定着性が低下する場合がある。逆に、第２の発熱ラインに電力を多く供給することで、通紙領域端部の定着性を改善することができるが、第２の発熱ラインに電力を多く供給すると、非通紙部領域の温度が上昇してしまう。したがって、定着性の確保と非通紙部の温度上昇の抑制を同時に満たせなくなった場合、画像形成装置のスループットを下げる処理を行う必要があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、定着性の低下を抑えつつ非通紙部昇温の抑制効果が高いヒータ及びこのヒータを備えた像加熱装置を提供することにある。
【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、前記基板上に基板長手方向に沿って設けられている第１の発熱ラインと、基板短手方向において前記第１の発熱ラインとは異なる位置に前記長手方向に沿って設けられており前記第１の発熱ラインとは発熱分布が異なる第２の発熱ラインと、を有し、前記第１の発熱ラインと前記第２の発熱ラインが独立して制御可能となっており、画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記第１の発熱ラインと前記第２の発熱ラインのうち少なくとも第１の発熱ラインは、前記長手方向に沿って設けられている第１導電体と、前記第１導電体とは前記短手方向で異なる位置に前記長手方向に沿って設けられている第２導電体と、正の抵抗温度特性を有しており前記第１導電体と前記第２導電体間に電気的に並列接続されている複数の発熱抵抗体と、を有する構造となっており、前記ニップ部で記録材を搬送していない時の前記第１の発熱ラインの前記長手方向における単位長さあたりの発熱量は、記録材搬送基準から前記長手方向の端部に向かって小さくなっており、前記第１の発熱ラインに供給する電力と前記第２の発熱ラインに供給する電力との比率を第１の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない第１のケース、における前記第１及び前記第２の発熱ラインの合成発熱分布と、前記比率を前記第１の比率とは異なる第２の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない第２のケース、における前記合成発熱分布と、前記比率を前記第１の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で小サイズの記録材を搬送している第３のケース、における前記合成発熱分布と、前記比率を前記第２の比率に設定して前記第１及び前記第２の発熱ラインを発熱させ、且つ前記ニップ部で前記第３のケースと同じサイズの記録材を搬送している第４のケース、における前記合成発熱分布と、が全て異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着性の低下を抑えつつ非通紙部昇温の抑制効果が高いヒータ及び像加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の像加熱装置の断面図。
【図２】実施例１のヒータ構成図。
【図３】実施例１のヒータの発熱分布説明図。
【図４】実施例１のヒータの用紙サイズとの関係を示した図。
【図５】実施例１のヒータの非通紙部昇温抑制効果説明図。
【図６】実施例１のヒータの制御フローチャート図。
【図７】実施例２のヒータ構成図。
【図８】実施例３のヒータ構成図。
【図９】実施例４のヒータ構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は像加熱装置の一例としての定着装置１００の断面図である。定着装置１００は、筒状のフィルム（エンドレスベルト）１０２と、フィルム１０２の内面に接触するヒータ２００と、フィルム１０２を介してヒータ２００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）１０８と、を有する。フィルム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。
【００１１】
加圧ローラ１０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金１０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層１１０を有する。ヒータ２００は耐熱樹脂製の保持部材１０１に保持されている。保持部材１０１はフィルム１０２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ１０８は不図示のモータから動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ１０８が回転することによってフィルム１０２が従動して回転する。
【００１２】
ヒータ２００は、セラミック製のヒータ基板１０５と、基板上に発熱抵抗体を用いて形成された発熱ラインＡ（第１の発熱ライン）及び発熱ラインＢ（第２の発熱ライン）と、発熱ラインＡ及びＢを覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層１０７を有する。ヒータ基板１０５の裏面側であって、プリンタで設定されている利用可能な最小サイズ紙（本例では封筒ＤＬ：１１０ｍｍ幅）の通紙領域にはサーミスタ等の温度検知素子１１１が当接している。温度検知素子１１１の検知温度に応じて商用交流電源から発熱ラインへ供給する電力が制御される。
【００１３】
未定着トナー画像を担持する記録材（用紙）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。ヒータ基板１０５の裏面側には、ヒータが異常昇温した時に作動して発熱ラインへの給電ラインを遮断するサーモスイッチ等の安全素子１１２も当接している。安全素子１１２も温度検知素子１１１と同様に最小サイズ紙の通紙領域に当接している。番号１０４は保持部材１０１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。
【００１４】
本例で説明する定着装置は、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）を縦送りする（長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）場合の用紙幅２９７ｍｍに対応したプリンタに搭載するものである。Ａ３サイズよりも用紙幅が狭い紙、例えばＡ５サイズ（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を横送りする場合の用紙幅２１０ｍｍにも対応できるように設計してある。以後、定着装置が対応する用紙で最も用紙幅が広い用紙サイズ（本実施例ではＡ３サイズ紙）を最大サイズ紙、最大サイズ紙よりも用紙幅が狭い用紙（本実施例ではＡ５サイズ紙）を小サイズ紙と称する。
【実施例１】
【００１５】
図２は本実施形１のヒータの駆動回路及び制御回路の簡略図を示している。２０１は画像形成装置に接続される商用の交流電源である。ヒータ２００への電力供給は、トライアック２０２−１及びトライアック２０２−２の通電／遮断により行われる。不図示の制御部（ＣＰＵ）によって、トライアック２０２−１及びトライアック２０２−２は制御されている。サ−ミスタ１１１によって検出される温度は、抵抗との分圧として検出される。不図示のＣＰＵの内部処理では、サーミスタ１１１の検出温度とヒータ２００の設定温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。更に供給する電力比に対応した位相角（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２０２−１及びトライアック２０２−２を制御している。
【００１６】
図２（ａ）に示したセラミック基板１０５上に形成された発熱抵抗体と導電体について説明する。なお、発熱ラインＡ中の発熱抵抗体及び発熱ラインＢ中の発熱抵抗体の抵抗温度特性は、いずれもＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）である。発熱ラインＡ（第１の発熱ライン）は、１個の発熱ブロックＡ１を有し、発熱ラインＢ（第２の発熱ライン）も、１個の発熱ブロックＢ１を有している。また、発熱ラインＡと発熱ラインＢに供給する電力は、トライアック２０２−１及びトライアック２０２−２によって独立に制御可能となっている。発熱ラインＡには、給電用コネクタを繋ぐ電極ＡＥ及びＣＥから電力が供給される。発熱ラインＢには、給電用コネクタを繋ぐ電極ＢＥ及びＣＥから電力が供給される。ＡＣＮ１、ＡＣＮ２、ＡＣＨ１はヒータ２００と駆動回路を接続するためのコネクタである。
【００１７】
発熱ラインＡは、基板長手方向に沿って設けられている導電パターンＡａ（発熱ラインＡの第１導電体）と、導電パターンＡａとは基板短手方向で異なる位置に基板長手方向に沿って設けられている導電パターンＡｂ（発熱ラインＡの第２導電体）を有する。
【００１８】
導電パターンＡａと、導電パターンＡｂの間には複数本（本例では９４本）の発熱抵抗体（Ａ１−１〜Ａ１−９４）が電気的に並列に接続されており、発熱ブロックＡ１を形成している。発熱ラインＢの構成は発熱ラインＡと同様のため説明は省略する。
【００１９】
図２（ｂ）はセラミック基板１０５の裏面に当接させた第１のサ−ミスタ１１１及び第２のサーミスタ２１１（端部サーミスタ２１１）を示している。サーミスタ１１１は発熱ラインＡ及び発熱ラインＢの中央部付近（後述する記録材搬送基準位置Ｘ付近）に設けられている。サーミスタ２１１は発熱ラインＡ及び発熱ラインＢの端部付近に設けられており、ヒータ２００の端部温度を検出するために設けられている。
【００２０】
図２（ｃ）は発熱ブロックＡ１の詳細図を示している。導電体Ａａと、導電体Ａｂの間には複数本（本例では９４本）の発熱抵抗体（Ａ１−１〜Ａ１−９４）が電気的に並列に接続されており、発熱ブロック（本例の場合は発熱ラインＡでもある）Ａ１を形成している。発熱ブロックＡ１は線長Ａ−１、線幅Ｂ−１、傾きθ−１の発熱抵抗体Ａ１−１から、線長Ａ−９４、線幅Ｂ−９４、傾きθ−９４の発熱抵抗体Ａ１−９４まで、間隔Ｃ−１〜Ｃ−９４で９４本並べ、導電体を介して並列接続している。発熱ブロック長さを図２（ｃ）のＣで示すように、左端にある発熱抵抗体Ａ１−１の短辺の中心から右端にある発熱抵抗体Ａ１−９４の短辺の中心までの長さとして定義する。ヒータ２００では、発熱抵抗体間隔Ｃ−１〜Ｃ−９４は等間隔であり、Ｃ／９４とする。
【００２１】
発熱ラインＡは、記録材搬送基準Ｘから発熱ラインＡの端部に向かって単位長さあたりの発熱量が小さくなる発熱分布となっている。発熱ブロックＡ１は搬送基準Ｘ付近にある発熱抵抗体（Ａ１−４７、Ａ１−４８）ほど抵抗値が低く、発熱ラインＡの端部側にある発熱抵抗体（Ａ１−１、Ａ１−９４）ほど抵抗値が高い。
【００２２】
図２（ｃ）に示す表には、発熱ブロックＡ１の単位長さ辺りの発熱量を調整する方法の一例を示している。ここでは発熱抵抗体の長さａ−ｎ、間隔ｃ−ｎは一定とし、線幅ｂ−ｎを調整して長手方向における発熱抵抗体の抵抗値を調整している。発熱抵抗体の抵抗値は、長さ／線幅に比例するため、線幅と同様に発熱抵抗体長さを調整してもよい。また図２（ｃ）に示すように発熱抵抗体形状を長方形にすることで、発熱抵抗体に流れる電流分布をより均一にすることができる。例えば発熱抵抗体を平行四辺形にした場合、最短経路により多くの電流が流れるため、発熱抵抗体に流れる電流分布に偏りが生じる場合がある。ただし、本発明の非通紙部昇温を抑制する効果は、平行四辺形の発熱抵抗体を用いた場合でも得ることができ、発熱抵抗体の形状を長方形に限るものではない。また、曲線状の発熱抵抗体を用いても良い。また、隣り合う発熱抵抗体同士が基板長手方向において重なり合うように配置することで、基板長手方向における微小な発熱分布ムラを抑えるようにしている。本実施例では、図２（ｃ）に示すように、発熱抵抗体の短辺の中央が、隣の発熱抵抗体の短辺の中央と重なりあうように配置されている。
【００２３】
発熱ラインＢは、記録材搬送基準Ｘから発熱ラインＢの端部に向かって単位長さあたりの発熱量が大きくなる発熱分布となっている。発熱ブロックＢ１（本例の場合は発熱ラインＢでもある）は搬送基準Ｘ付近にある発熱抵抗体（Ｂ１−４７、Ｂ１−４８）ほど抵抗値が高く、発熱ラインＢの端部側にある発熱抵抗体（Ｂ１−１、Ｂ１−９４）ほど抵抗値が低い。発熱ラインＢの抵抗値調整方法は、発熱ラインＡと同様のため、説明を省略する。
【００２４】
図３（ａ）は発熱ラインＡ及び発熱ラインＢの発熱分布を示している。図３（ｂ）は、発熱ラインＡ及び発熱ラインＢを電力比１（電力比が１対１）と、電力比２（電力比が２対１）と、電力比３（電力比が１対０）で制御した場合（但し、記録材搬送基準Ｘの位置である座標１４８．５ｍｍの位置が発熱量１．００（Ｗ／ｍｍ）となるように制御した場合）の発熱分布を示している。
【００２５】
電力比１は、発熱ラインＡと発熱ラインＢに供給される電力ｄｕｔｙが等しく、ヒータ２００の長手方向に均一な発熱分布が得られる。電力比２は、発熱ラインＢに供給される電力ｄｕｔｙは、発熱ラインＡに供給される電力ｄｕｔｙの半分であり、ヒータ長手方向中央部から両端部に向かって長手方向の単位長さあたりの発熱量が除々に小さくなる。この場合、端部昇温を抑制するための発熱分布が得られる。電力比３は、発熱ラインＡのみに電力を供給した場合の発熱分布であり、発熱ラインＡの発熱分布と一致する。
【００２６】
記録材を通紙していない状態におけるヒータ２００の発熱分布である図３（ｂ）に示す発熱分布は、特許文献１で示されたヒータでも形成することができるが、特許文献１で示されたヒータの場合、記録材を通紙している場合であっても、形成できる発熱分布は図３（ｂ）と同じである（発熱抵抗体の抵抗温度係数がゼロの場合）。
【００２７】
図４はヒータ２００の非通紙部昇温を説明するための図である。図４は、発熱ラインの中央部を基準にＡ５サイズ紙（２１０ｍｍ×１４８ｍｍ）を縦方向搬送する場合を例として示している。
【００２８】
画像形成装置に設けられた不図示の給紙カセットは、用紙の位置を規制する位置規制板を有しており、積載された記録紙のサイズごとに所定の位置から記録紙を給紙し、像加熱装置の所定の位置を記録紙が通過するように搬送している。本例では中央部を基準にする場合について説明を行っているが、左右どちらかの端部を基準に用紙搬送を行う場合でも同様に、基準とは逆側の端部で非通紙部昇温が生じる。例えば左端を基準に用紙搬送を行う場合には、記録材（用紙）搬送基準Ｘは左端となる。
【００２９】
図４のヒータ２００は、Ａ３サイズ紙（約２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）を縦方向搬送する場合に対応するため、紙幅２９７ｍｍに対して、２９７ｍｍの発熱ライン長を有している。２９７ｍｍの発熱ライン長を有するヒータ２００に、紙幅２１０ｍｍのＡ５サイズ紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を縦方向搬送する場合、発熱ラインの両端部にそれぞれ４３．５ｍｍの非通紙領域が生じる。ヒータ２００の温度制御は通紙部の中央付近に設けられたサーミスタ１１１の出力に基づいて行われており、非通紙部では紙に熱を奪われないため、非通紙部の温度が通紙部に比べて上昇する。Ａ５サイズ紙の端部は発熱ラインＡ１の発熱抵抗体Ａ１−１４及びＡ１−８１上を通過しており、同様に、Ａ５サイズ紙の端部は発熱ラインＢ１の発熱抵抗体Ｂ１−１４及びＢ１−８１上を通過する。
【００３０】
図５はヒータ２００の非通紙部昇温を抑制する効果を説明するためのシミュレーション結果を示している。図５では、ヒータ２００の非通紙部昇温を抑制する効果を説明するために、温度分布などの条件を簡単化している。
【００３１】
図５（ａ）は、図４で示した通紙状態において、発熱ラインの両端の非通紙領域（４３．５ｍｍの領域）の温度が通紙領域に対して１００℃上昇した場合の温度分布を示している。通紙領域の温度は２００℃に制御されており、非通紙領域は３００℃まで昇温している状態を想定している。非通紙部の発熱抵抗体温度が３００℃以上に達すると、加圧ローラ１０８の耐熱ゴム弾性体のローラ部１１０、フィルム１０２、フィルムガイド１０１などの耐熱温度の限界になり定着器がダメージを受ける可能性があるため、非通紙部昇温の温度を３００℃に設定している。実際には非通紙領域や通紙領域端部において連続的な温度分布が存在するが、簡単化のため、図５（ａ）に示した温度分布はＡ５サイズ紙の端部と重なる発熱ラインＡ１の発熱抵抗体Ａ１−１４及びＡ１−８１、発熱ラインＢ１の発熱抵抗体Ｂ１−１４及ＢＡ１−８１で３００℃〜２００℃の温度変化が生じた場合を想定している。また、発熱抵抗体は抵抗温度係数１５００ｐｐｍである。
【００３２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の温度分布が生じた場合におけるヒータ２００のヒータ長手方向の発熱分布（電力比を、電力比１、電力比２、電力比３に設定した場合）を示している。
【００３３】
通紙領域の発熱抵抗体の温度上昇２００℃に対して、非通紙領域の発熱抵抗体の温度上昇は３００℃と高いため、非通紙領域の発熱抵抗体の抵抗値は通紙領域の発熱抵抗体に比べて上昇する。具体的には、非通紙領域の発熱抵抗体（Ａ１−１〜Ａ１−１３、Ａ１−８２〜Ａ１−９４、Ｂ１−１〜Ｂ１−１３、Ｂ１−８２〜Ｂ１−９４）の抵抗値が通紙領域の発熱抵抗体に対して大きくなる。この現象が生じるのは発熱抵抗体がＰＴＣであるからである。
【００３４】
ＰＴＣである発熱ラインＡ及び発熱ラインＢの発熱抵抗体は、導電体間に並列に接続されているため、非通紙領域の発熱抵抗体の抵抗値が通紙領域の発熱抵抗体に対して増加すると、非通紙領域の発熱抵抗体に流れる電流が低減し、非通紙領域の発熱量を抑制することができる。そのため、均一な発熱分布である電力比１のケースでも、図５（ｂ）に示すように、通紙領域の発熱量低下を抑えつつ非通紙領域の発熱量を抑制できる。更に、電力比２及び電力比３のケースでは、図５（ｂ）に示すように、非通紙領域の発熱量をより抑制でき、結果的に非通紙領域の昇温を抑制することができる。
【００３５】
上述したように、記録材を通紙していない状態におけるヒータ２００の発熱分布である図３（ｂ）に示す発熱分布は、特許文献１で示されたヒータでも形成することができる。しかしながら、特許文献１で示されたヒータの場合、記録材を通紙している場合であっても、形成できる発熱分布は図３（ｂ）と同じである（発熱抵抗体の抵抗温度係数がゼロの場合）。また、発熱抵抗体の抵抗温度係数がゼロではなくＰＴＣの場合、非通紙部の発熱量が大きくなってしまう。これに対して、本例のヒータ２００では、特許文献１に記載のヒータでは形成できない図５（ｂ）のような発熱分布を形成することができる。これにより、通紙領域内の温度低下を抑えつつ非通紙領域の昇温を抑えることができる。
【００３６】
図６は、不図示の制御部（ＣＰＵ）による、定着器１００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。実施例１ではＡ３サイズ（縦方向給紙）とＡ５サイズ（横方向給紙）の２つの用紙サイズを定型紙とした画像形成装置について説明を行っている。Ｓ６０１で、プリント開始の要求が発生するかを判断し、要求が発生するとＳ６０２に進む。Ｓ６０２では、端部サーミスタ２１１の検知温度Ｔｈ２１１が閾値温度Ｔｈ３より高いか否かを判断する。検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ３より高い場合にはＳ６０３に進み電力比３を記憶する。検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ３以下の場合にはＳ６０４に進む。
【００３７】
Ｓ６０４では、端部サーミスタ２１１の検知温度Ｔｈ２１１が閾値温度Ｔｈ２より高いか否かを判断する。検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ２より高い場合にはＳ６０５に進み電力比２を記憶する。Ｔｈ２以下の場合にはＳ６０５に進み、Ｓ６０６では電力比１を記憶する。
【００３８】
Ｓ６０７では、端部サーミスタ検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ１を超えていないかを検知する。検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ１を超えた場合には、電力比３で制御した場合にも、端部温度上昇を十分に抑制できなかった場合を示している。ここで閾値温度は、Ｔｈ１＞Ｔｈ３＞Ｔｈ２である。
【００３９】
検知温度Ｔｈ２１１がＴｈ１以下の場合にはＳ６０８に進み、画像形成プロセス速度を全速（画像形成装置に設定されている最大速度）とし、搬送基準Ｘ付近に設けられたサーミスタ１１１の検知温度Ｔｈ１１１が目標温度２００℃を維持するようにヒータを制御しつつ画像形成を行う。この時、サーミスタ１１１の検知温度Ｔｈ１１１が目標温度２００℃を維持するように、記憶した電力比でトライアック２０２−１及びトライアック２０２−２を制御する。
【００４０】
ヒータ端部の温度Ｔｈ２１１がＴｈ１より高い場合にはＳ６１０に進み、画像形成装置のスループットを下げ、画像形成プロセス速度を半速とし、定着目標温度を１７０℃に下げて画像形成を行う。画像形成プロセススピードを半速にすると、全速に比べて低い温度でも定着性が得られるため、定着目標温度を低減することができ、非通紙部の温度も抑制できる。
以上の処理を、Ｓ６０９及びＳ６１１でプリント終了を判断するまで繰り返し行い、画像形成装置の電力比、スループット、画像形成プロセス速度、定着目標温度を設定している。
【００４１】
またＡ３やＡ５サイズ以外の用紙サイズが定型紙として設定されている画像形成装置においても同様の効果を得ることができる。不図示の給紙トレイにセットされた用紙サイズを検知可能な構成においては、サイズごとに非通紙部昇温を防止できるように、個別に制御の設定を行ってもよい。
【００４２】
図６に示したフローチャートの制御を行うことにより、最大サイズ紙（Ａ３）に対応しつつ、小サイズ紙（Ａ５）の非通紙部昇温を抑制する効果を得ることができる。このように、第１の発熱ラインと第２の発熱ラインのうち少なくとも第１の発熱ラインは、長手方向に沿って設けられている第１導電体と、第１導電体とは短手方向で異なる位置に長手方向に沿って設けられている第２導電体と、正の抵抗温度特性を有しており第１導電体と第２導電体間に電気的に並列接続されている複数の発熱抵抗体と、を有する構造となっており、長手方向における単位長さあたりの発熱量が、記録材搬送基準から長手方向の端部に向かって小さくなるように、複数の発熱抵抗体の抵抗値と、発熱抵抗体の間隔と、の少なくとも一方が調整されているので、定着性を確保しつつ非通紙部昇温を抑制できる。
【実施例２】
【００４３】
次に像加熱装置に搭載するヒータを変更した実施例２を説明する。実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図７は実施例２のヒータ７００の構成を示す図である。発熱ラインＡ（第１の発熱ライン）は、２個の発熱ブロックＡ１、Ａ２を有し、発熱ブロックＡ１、Ａ２は直列に接続されている。発熱ラインＢ（第２の発熱ライン）も、２個の発熱ブロックＢ１、Ｂ２を有し、発熱ブロックＢ１、Ｂ２も直列に接続されている。また、発熱ラインＡと発熱ラインＢに供給する電力は、トライアック２０２−１及びトライアック２０２−２によって独立に制御されている。発熱ラインＡには、給電用コネクタを繋ぐ電極ＡＥ及びＣＥから電力が供給される。発熱ラインＢには、給電用コネクタを繋ぐ電極ＢＥ及びＣＥから電力が供給される。発熱ラインＡは、基板長手方向に沿って設けられている導電体Ａａ（発熱ラインＡの第１導電体）と、導電体Ａａとは基板の短手方向で異なる位置に基板長手方向に沿って設けられている導電体Ａｂ（発熱ラインＡの第２導電体）を有する。導電体Ａａは基板長手方向で２本（Ａａ−１、Ａａ−２）に分割されている。発熱ラインＢの構成は発熱ラインＡと同様のため説明は省略する。
【００４４】
発熱ラインＡは、搬送基準Ｘから発熱ラインＡ端部に向かって発熱量が低減する発熱分布を有する。発熱ブロックＡ１は、搬送基準Ｘ側にある発熱抵抗体（Ａ１−４７）ほど抵抗値が低く、発熱ラインＡ端部側にある発熱抵抗体（Ａ１−１）ほど抵抗値が高い。発熱ブロックＡ２は、搬送基準Ｘ側にある発熱抵抗体（Ａ２−１）ほど抵抗値が低く、発熱ラインＡ端部側にある発熱抵抗体（Ａ２−４７）ほど抵抗値が高い。
【００４５】
発熱ラインＢでは、搬送基準Ｘから発熱ラインＢ端部に向かって発熱量が増加する発熱分布を有する。
発熱ブロックＢ１は搬送基準Ｘ側にある発熱抵抗体（Ｂ１−４７）ほど抵抗値が高く、発熱ラインＢ端部側にある発熱抵抗体（Ｂ１−１）ほど抵抗値が低い。発熱ブロックＢ２は搬送基準Ｘ側にある発熱抵抗体（Ｂ２−１）ほど抵抗値が高く、発熱ラインＢ端部側にある発熱抵抗体（Ｂ２−４７）ほど抵抗値が低い。
【００４６】
本実施例のヒータ７００のように、発熱ラインを複数の発熱ブロックに分割し、直列接続したヒータでは、発熱抵抗体の材料として、シート抵抗値が低いものを用いることができるメリットがある。本実施例のヒータ７００のように、発熱ラインを複数の発熱ブロックに分割し、複数の発熱ブロックを直列接続したヒータにおいても、定着性を確保しつつ非通紙部昇温を抑制できる。
【実施例３】
【００４７】
次に像加熱装置に搭載するヒータを変更した実施例３を説明する。実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図８は実施例３のヒータ８００の構成を示す面である。ヒータ８００は第１の発熱ラインを二本設けている（ＡＤ１とＡＤ２）。並列接続された第１の発熱ラインＡＤ１及びＡＤ２は、電極ＡＥと電極ＣＥを介して電力が供給される。第２の発熱ラインＢは、電極ＢＥと電極ＣＥを介して電力が供給される。
【００４８】
発熱ラインＡＤ１とＡＤ２は、ヒータ８００の短手方向（記録材搬送方向）中央を基準に対称な発熱分布を持つようにヒータ短手方向中央を基準に対称な位置に形成されている。発熱ラインＡＤ１とＡＤ２は、実施例１で説明したヒータ２００の発熱ラインＡ１と同様に、搬送基準Ｘからヒータ長手方向両端部に向かって徐々に発熱量が小さくなる発熱分布を有する。発熱ラインＢは、一本の発熱抵抗体で形成されており、搬送基準Ｘから長手方向両端部に向かって発熱量が多くなる発熱分布を有している。搬送基準Ｘから発熱ラインＢ端部に向かって発熱量が増加する発熱分布を有する。第２の発熱ラインＢとして図８に示したような構成のものを用いても、第１の発熱ラインが実施例１と同様の構成であれば、図５（ｂ）で示したような発熱分布を形成できる。また、本実施例のように、第１の発熱ラインをヒータの短手方向に対称な配置とすれば、ヒータの短手方向の発熱分布を対称とすることができ、耐久性の高いヒータとすることができる。
【実施例４】
【００４９】
図９は実施例４のヒータ９００の構成を示す面である。発熱ラインＡは、電極ＡＥと電極ＣＥを介して電力が供給される。発熱ラインＡは実施例１のヒータ２００の発熱ラインＡと同様のため説明を省略する。発熱ラインＡは搬送基準Ｘ（この例ではヒータ長手方向の中央）から両端部に向かって長手方向の単位長さあたりの発熱量が除々に小さくなる発熱分布となっている。ヒータ９００は、ヒータ上の発熱ラインが一本なので実施例１〜３で示した電力比１〜３のような発熱分布の設定はできないが、Ａ３等の最大サイズ紙に対応しつつ、小サイズ紙を重視した像加熱装置に用いる場合に有効である。大サイズ紙の印刷スループット若しくは、端部定着性が低下するものの、小サイズ紙の印刷速度を向上することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  像加熱装置
２００  ヒータ
Ａ  発熱ラインＡ（第１の発熱ライン）
Ｂ  発熱ラインＢ（第２の発熱ライン）
Ａ１  発熱ラインＡの発熱ブロック
Ｂ１  発熱ラインＢの発熱ブロック
Ａａ、Ａｂ  発熱ラインＡの導電体
Ｂａ、Ｂｂ  発熱ラインＢの導電体
Ａ１−１〜Ａ１−９４、Ｂ１−１〜Ｂ１−９４  発熱抵抗体（ＰＴＣ）
Ｘ  記録材（用紙）搬送基準
【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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