(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に前記基板の長手方向に沿って設けられており、前記長手方向において、互いに独立制御可能な複数の発熱ブロックに分割されている第１発熱ラインと、
前記第１発熱ラインが設けられた前記基板の面と同じ面に設けられた第２発熱ラインであって、前記第１発熱ラインが設けられた前記基板の面と平行で且つ前記長手方向に対して直交する方向において前記第１発熱ラインが設けられた位置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、前記長手方向において、互いに独立制御可能な複数の発熱ブロックに分割されている第２発熱ラインと、
を有し、
前記第１発熱ラインと前記第２発熱ラインが設けられた前記基板の面に対して垂直な方向に前記基板を見た時、前記第２発熱ライン中の複数の発熱ブロックの中には、前記第１発熱ライン中の一つの発熱ブロックに対して、前記長手方向において同じ長さで、且つ前記長手方向における互いの両端が同じ位置になるように前記長手方向で同じ位置に配置されており、且つ前記長手方向における発熱分布が異なり、且つ互いに独立制御可能である発熱ブロックが設けられていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記第１発熱ラインと前記第２発熱ラインの少なくとも一方は、その中の前記複数の発熱ブロックが、前記長手方向に沿って設けられた導電体対の間に発熱体が接続されており、前記発熱体に前記長手方向と交差する方向に電流が流れる構成と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】
前記発熱ブロックは、前記導電体対の間に並列に接続された複数の発熱体パターンによって構成されることを特徴とする請求項２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５】
前記装置は更に、前記ヒータを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第１発熱ラインと前記第２発熱ラインの少なくとも一方の複数の発熱ブロック間の通電比率を記録材のサイズに応じて設定す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】
前記制御部は、前記長手方向において同じ長さで、且つ前記長手方向における互いの両端が同じ位置になるように前記長手方向で同じ位置に配置されており、且つ前記長手方向における発熱分布が異なり、且つ互いに独立制御可能であるという関係にある前記第１発熱ライン中の発熱ブロックと前記第２発熱ライン中の発熱ブロック間の通電比率を記録材のサイズに応じて設定することを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなど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、など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】
装置で利用される記録材のサイズは多く、様々なサイズにより適した発熱分布を形成できるヒータが望まれている。
【０００６】
本発明は、多様な紙サイズに適した発熱分布を形成できるヒータ及び像加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のヒータは、
基板と、
前記基板上に前記基板の長手方向に沿って設けられており、前記長手方向において、互いに独立制御可能な複数の発熱ブロックに分割されている第１発熱ラインと、
前記第１発熱ラインが設けられた前記基板の面と同じ面に設けられた第２発熱ラインであって、前記第１発熱ラインが設けられた前記基板の面と平行で且つ前記長手方向に対して直交する方向において前記第１発熱ラインが設けられた位置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、前記長手方向において、互いに独立制御可能な複数の発熱ブロックに分割されている第２発熱ラインと、を有し、
前記第１発熱ラインと前記第２発熱ラインが設けられた前記基板の面に対して垂直な方向に前記基板を見た時、前記第２発熱ライン中の複数の発熱ブロックの中には、前記第１発熱ライン中の一つの発熱ブロックに対して、前記長手方向において同じ長さで、且つ前記長手方向における互いの両端が同じ位置になるように前記長手方向で同じ位置に配置されており、且つ前記長手方向における発熱分布が異なり、且つ互いに独立制御可能である発熱ブロックが設けられていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
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、上述のヒータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多様な紙サイズに適した発熱分布を形成できる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】画像形成装置の断面図
【図２】実施例１の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１のヒータの発熱分布と連続通紙時のフィルムの温度分布
【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】実施例３のヒータ構成図
【図１０】実施例４のヒータ構成図
【図１１】その他の実施例のヒータ構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［実施例１］
１．画像形成装置の構成
図１は、本発明の実施例に係る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。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１９表面を走査する。これにより感光ドラム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（トナー像）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１２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上部のトレイに排出される。
【００１２】
なお、１８は感光ドラム１９を清掃するドラムクリーナ、２８は記録材Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録材規制板を有する給紙トレイ（手差しトレイ）である。給紙トレイ２８は定形サイズ以外のサイズの記録材Ｐにも対応するために設けられている。２９は給紙トレイ２８から記録材Ｐを給紙するピックアップローラ、３０は定着装置中のローラ２０８等を駆動するモータである。定着装置２００中のヒータ３００へは、商用の交流電源４０１に接続された制御回路４００を介して通電している。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、ドラムクリーナ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。
【００１３】
本実施例の画像形成装置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（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）、Ｌｅｇａｌ紙（２１５．９ｍｍ×３５５．６ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、１６Ｋ紙（１９５ｍｍ×２７０ｍｍ）をセットできる。さらに、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（１８４．２ｍｍ×２６６．７ｍｍ）、ＪＩＳ  Ｂ５紙（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）等もセットできる。また、給紙トレイ２８から、インデックスカード３インチ×５インチ（７６．２ｍｍ×１２７ｍｍ）、ＤＬ封筒（１１０ｍｍ×２２０ｍｍ）、Ｃ５封筒（１６２ｍｍ×２２９ｍｍ）を含む、不定形紙を給紙し、プリントできる。
【００１４】
本実施例の画像形成装置１００は、基本的に紙を縦送りする（長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）。本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐの最大通紙幅は２１５．９ｍｍ、最小通紙幅は７６．２ｍｍである。なお、本実施例のプリンタは、記録材の幅方向中央を、ヒータ長手方向の中央に設定された搬送基準Ｘに合わせて記録材を搬送する中央基準の画像形成装置である。
【００１５】
２．定着装置の構成
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、筒状の定着フィルム２０２と、定着フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム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。定着フィルム２０２は、筒状に形成された複層耐熱フィルムであり、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属を基層としている。また、定着フィルム２０２の表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。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、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２０１に保持されており、定着フィルム２０２を加熱する。ヒータ保持部材２０１は定着フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。金属ステー２０４は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８に向けて付勢する。
【００１６】
加圧ローラ２０８は、モータ３０から動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、定着フィルム２０２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２０２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。ヒータ３００には、温度検知部材の一例としてのサーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４が当接している。ヒータ３００の通電制御は、記録材Ｐの通紙基準に対して最小通紙幅（本実施例では７６．２ｍｍ）以内に設けられたサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００への通電を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１２も当接している。
【００１７】
３．ヒータの構成
図３は、本実施例に係るヒータ３００の構成を示す図である。図３（Ａ）は、ヒータの断面図である。図３（Ｂ）は、ヒータの各層の平面図である。図３（Ｃ）はヒータの保持部材におけるサーミスタや安全素子の配置図である。
【００１８】
ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、基板３０５上に設けられた発熱体３０２ａ、３０２ｂを有する。発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとは互いにヒータ長手方向における発熱分布が異なっており、それぞれ独立に通電制御可能な構成となっている。
【００１９】
発熱体３０２ａを有する第１発熱ラインＬ１は、ヒータ長手方向に３つの発熱ブロックに分割されており、それぞれの発熱ブロックを独立制御することが可能な構成となっている。発熱体３０２ａのそれぞれの発熱ブロックは、記録材Ｐの通紙基準Ｘからの距離が小さい長手中央寄りの位置における単位長さ当りの発熱量が最も大きく、長手中央からの距離が大きくなるにつれて発熱量が小さくなるように構成されている。
【００２０】
発熱体３０２ｂを有する第２発熱ラインＬ２も同様に、ヒータ長手方向に３つの発熱ブロックに分割されており、それぞれの発熱ブロックを選択加熱することが可能な構成となっている。発熱体３０２ｂのそれぞれの発熱ブロックは、長手に渡って単位長さ当りの発熱量が同じになるように構成されている。
【００２１】
発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂの各発熱ブロックのヒータ長手方向における発熱分布が互いに異なっており、ヒータ３００は、各発熱ブロックの接続の組合せを切り替えることにより長手方向の発熱分布を切り替えることが可能な構成となっている。
【００２２】
ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、フィルム２０２と接触する面である摺動面層１と、後述する発熱体や導電体が設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、より構成される。摺動面層１は、ガラスやポリイミドなどのコーティングによる表面保護層３０８より構成される。裏面層２は、絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７より構成される。
【００２３】
基板３０５上に設けられた裏面層１は、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている導電体Ａとしての導電体３０１ａと導電体３０１ｂを有する。導電体３０１ａは、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置され、導電体３０１ｂは、記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層１は、導電体３０１に平行して設けられた導電体Ｂとしての導電体３０３ａ（３０３ａ−１〜３０３ａ−３）と導電体３０３ｂ（３０３ｂ−１〜３０３ｂ−３）を有する。導電体Ｂは、導電体Ａとはヒータ３００の短手方向（ヒータ長手方向と交差（直交）する方向）で異なる位置でヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。
【００２４】
更に、裏面層１は、２種類の発熱ブロックが形成されている。１つは、導電体対をなす導電体３０１ａと導電体３０３ａの間に発熱体３０２ａを設けて発熱ブロックを構成し、第１の発熱ブロック群（第１発熱ラインＬ１）を構成する発熱ブロック３０２ａ−１〜３０２ａ−３である。もう１つは、導電体対をなす導電体３０１ｂと導電体３０３ｂの間に発熱体３０２ｂを設けて発熱ブロックを構成し、第２の発熱ブロック群（第２発熱ラインＬ２）を構成する発熱ブロック３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３である。発熱体３０２ａは、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置され、発熱体３０２ｂは、記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置され、ともに正の抵抗温度特性を有している。正の抵抗温度特性とは、温度が上がると抵抗値が上がる特性である。
【００２５】
第１発熱ラインＬ１を構成する発熱ブロック３０２ａ−１〜３０２ａ−３はそれぞれ、電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３に接続された導電体３０３ａ−１〜３０３ａ−３と、電極Ｅｃに接続された導電体３０１ａを介して通電することにより発熱する。本実施例において、発熱ブロック３０２ａ−１〜３０２ａ−３は、夫々の発熱ブロックの中で、搬送基準Ｘに近い領域の発熱量が最も大きく、搬送基準Ｘからの距離が大きくなるにつれてその発熱量を小さくすべく、発熱ブロック内の抵抗値分布を調整している。このような抵抗値分布を形
成するために、各発熱ブロック内の基準Ｘ寄りの位置における発熱体３０２ａのヒータ短手方向の幅を狭く（導電体３０１ａ〜導電体３０３ａ間の抵抗値を小さく）形成している。そして、基準Ｘからの距離が大きくなるにつれて発熱体３０２ａの幅を広く（導電体３０１ａ〜導電体３０３ａ間の抵抗値を大きく）形成している。抵抗値分布の調整方法はこれに限らず、発熱体の厚さを長手方向で変化させるなど発熱体の体積を調整することによって同様の調整をすることができる。
【００２６】
本実施例において、ヒータ長手方向の端部の発熱ブロック３０２ａ−１と発熱ブロック３０２ａ−３は、各々の発熱ブロック内において、基準Ｘに最も近い位置における発熱量を１００とした場合、基準Ｘから最も離れた位置における発熱量を８０となるように調整した。これらの発熱ブロックは、基準Ｘから端部に向うにしたがって徐々に発熱量が小さくなるように抵抗値分布を調整した。
また、中央の発熱ブロック３０２ａ−２は、基準Ｘの位置における発熱量を１００とした場合、基準Ｘから４０ｍｍまでの間の発熱量は１００、発熱ブロック３０２ａ−２の最も端部の位置における発熱量は８０となるように調整した。即ち、発熱ブロック３０２ａ−２は、その長手方向中央に発熱量がフラットな領域が８０ｍｍあり、そこから端部に向うにしたがって発熱量が徐々に小さくなるように抵抗値分布を調整した。
【００２７】
このように、第２発熱ラインＬ２中の複数の発熱ブロックの中には、第１の発熱ラインＬ１中の一つの発熱ブロックに対して、基板長手方向においてオーバーラップし、且つ基板長手方向における発熱分布が異なり、且つ独立制御可能である発熱ブロックが設けられている。換言すると、第１発熱ラインＬ１と第２発熱ラインＬ２には、長手方向においてオーバーラップし、且つ長手方向における発熱分布が異なり、且つ独立制御可能であるという関係にある発熱ブロックがある。例えば、第１発熱ラインＬ１中の発熱ブロック３０２ａ−２と第２発熱ラインＬ２中の発熱ブロック３０２ｂ−２がこのような関係にある。本例のヒータは、第１発熱ラインＬ１中の３つの発熱ブロックと、第２発熱ラインＬ２中の３つの発熱ブロックが全て、上述した関係を満たしている。
【００２８】
第２発熱ラインＬ２を構成する発熱ブロック３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３はそれぞれ、電極Ｅｂ−１〜Ｅｂ−３に接続された導電体３０３ｂ−１〜３０３ｂ−３と、電極Ｅｃに接続された導電体３０１ｂを介して通電することにより発熱する。発熱ブロック３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３は、長手に渡って単位長さ当りの発熱量を均一とすべく、各発熱ブロック内において発熱体３０２ｂのヒータ短手方向の幅をヒータ長手方向に亘って一定になるように形成した。
【００２９】
本実施例において、第１の発熱ブロック群としての発熱ブロック３０２ａ−１〜３０２ａ−３と第２の発熱ブロック群としての発熱ブロック３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３の長手方向における形成範囲は２２０ｍｍに設定した（Ｌｅｔｔｅｒ幅に対応）。そのうち長手中央に位置する発熱ブロック３０２ａ−２と発熱ブロック３０２ｂ−２の形成範囲を１６０ｍｍに設定した（Ａ５幅に対応）。
【００３０】
図３（Ｃ）に示すように、ヒータ３００の保持部材２０１には、サーミスタ（温度検知素子）ＴＨ１〜ＴＨ４、及び安全素子２１２、電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３、Ｅｂ−１〜Ｅｂ〜３、Ｅｃの電気接点のために穴が設けられている。ステー２０４と保持部材２０１の間には、前述した、サーミスタ（温度検知素子）ＴＨ１〜ＴＨ４、及び安全素子２１２、電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３、Ｅｂ−１〜Ｅｂ〜３、Ｅｃの電気接点が設けられ、ヒータ３００の裏面に当接している。電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３、Ｅｂ−１〜Ｅｂ〜３、Ｅｃの電気接点は、接触圧力や溶接等によってそれぞれ電極部と電気的に導通している。そして、ステー２０４と保持部材２０１の間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電材料を介して、後述するヒータ制御回路４００と接続している。
【００３１】
４．ヒータ制御回路の構成
図４は、本実施例におけるヒータ制御回路４００の回路図である。４０１は、画像形成装置１００に接続される商用の交流電源である。ヒータ３００の通電制御は、トライアック４１６及びトライアック４２６の通電／遮断により行われる。トライアック４１６の導線上には二極型の切り替えリレー４３１を配置し、その状態に応じて、中央発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−２もしくは発熱ブロック３０２ｂ−２のいずれかを通電発熱させる。またトライアック４２６の導線上には二極型の切り替えリレー４３３を配置し、その状態に応じて、端部発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−１、３０２ａ−３、もしくは発熱ブロック３０２ｂ−１、３０２ｂ−３のいずれかを通電発熱させる。
【００３２】
また、トライアック４１６及びトライアック４２６を独立で制御することにより、例えば発熱ブロック３０２ｂ−１及び３０２ｂ−３と、発熱ブロック３０２ｂ−２と、が独立制御可能となっている。ヒータ３００への通電は電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３、もしくは電極Ｅｂ−１〜Ｅｂ−３と、電極Ｅｃを介して行われる。本実施例では、発熱ブロック３０２ａ−１、３０２ｂ−１の抵抗値を７０Ω、発熱ブロック３０２ａ−２、３０２ｂ−２の抵抗値を１４Ω、発熱ブロック３０２ａ−３、３０２ｂ−３の抵抗値を７０Ωとした。
【００３３】
ゼロクロス検知部４３０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、ヒータ３００の制御に用いられる。リレー４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４からの出力により作動する（ヒータ３００への通電（電力供給）を遮断する）、ヒータ３００への通電遮断手段（電力遮断手段）として用いている。
【００３４】
ＲＬＯＮ４４０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Ｖｃｃ２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。ＲＬＯＮ４４０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Ｖｃｃ２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。なお、抵抗４４４は電流制限抵抗である。
【００３５】
リレー４４０を用いた、安全回路４５５の動作について説明する。サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４による検知温度（ＴＨ１信号〜ＴＨ４信号）の何れか１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、ラッチ部４４２はＲＬＯＦＦ信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ４４０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）に保たれる。サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４による検知温度が、それぞれ設定された所定値を超えていない場合、ラッチ部４４２のＲＬＯＦＦ信号はオープン状態となる。このため、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ４４０信号をＨｉｇｈ状態にすると、リレー４４０をＯＮ状態にすることができ、ヒータ３００に通電可能な状態となる。
【００３６】
トライアック４１６の動作について説明する。抵抗４１３、４１７はトライアック４１６のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ４１５は一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードに通電することによりトライアック４１６をオンさせる。抵抗４１８は、電源電圧Ｖｃｃからフォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ４１９によりフォトトライアックカプラ４１５をオン／オフする。トランジスタ４１９は、ＣＰＵ４２０から電流制限抵抗４１２を介して送られてくるＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。また、トランジスタ４３２は、ＣＰＵ４２０か
ら電流制限抵抗４３５を介して送られてくるリレー駆動信号に従って動作し、切り替えリレー４３１の電磁コイルの駆動を制御する。トライアック４１６が通電状態になると、切り替えリレー４３１の状態に応じて発熱ブロック３０２ａ−２もしくは発熱ブロック３０２ｂ−２のいずれかに通電される。
【００３７】
トライアック４２６の回路動作はトライアック４１６と同様であるため説明を省略する。すなわち、抵抗４１３、４１７と同様の構成として抵抗４２３、４２７、フォトトライアックカプラ４１５と同様の構成としてフォトトライアックカプラ４２５が設けられている。また、抵抗４１２、４１８、４３５と同様の構成として抵抗４２２、４２８、４３６、トランジスタ４１９、４３２と同様の構成としてトランジスタ４２９、４３４が設けられている。トライアック４２６は、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ２信号に従って動作する。トライアック４２６が通電状態になると、切り替えリレー４３３の状態に応じて発熱ブロック３０２ａ−１と発熱ブロック３０２ａ−３、もしくは発熱ブロック３０２ｂ−１と発熱ブロック３０２ｂ−３、のいずれかを通電発熱させる。本実施例の場合、発熱ブロック３０２ａ−１と発熱ブロック３０２ａ−３、発熱ブロック３０２ｂ−１と発熱ブロック３０２ｂ−３は、それぞれ並列接続されているため、合成抵抗値３５Ωに対して通電される。
【００３８】
ヒータ３００の温度制御方法について説明する。サ−ミスタＴＨ１によって検知される温度は、不図示の抵抗との分圧がＴＨ１信号としてＣＰＵ４２０で検知されている（サーミスタＴＨ２〜サーミスタＴＨ４も、同様の方法で、ＣＰＵ４２０で検知されている）。ＣＰＵ（制御部）４２０の内部処理では、サーミスタＴＨ１の検知温度とヒータ３００の設定温度に基づき、例えばＰＩ制御により波数（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４１６及びトライアック４２６を制御している。本実施例では、サ−ミスタＴＨ１によって検知したヒータ温度に基づいてヒータ３００の温度制御を行っているがこれに限られない。例えば、フィルム２０２の温度をサーミスタやサーモパイルによって検知し、この検知温度に基づいてヒータ３００の温度制御を行ってもよい。
【００３９】
５．定着装置の加熱動作
図５は、ＣＰＵ４２０による、装置２００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ５０１でプリント要求が発生すると、Ｓ５０２ではリレー４４０をＯＮ状態にする。Ｓ５０３では、記録材Ｐの幅情報に応じて切り替えリレー４３１、４３３を切り替え、中央発熱ブロックと端部発熱ブロックそれぞれにおいて、接続する発熱ブロック（ラインＬ１中の発熱ブロックｏｒラインＬ２の発熱ブロック）を選択する。表１に、記録材Ｐの幅に応じた各発熱ブロックの接続組合せを示す。
【００４０】
【表１】
0006779602.tif 000002
【００４１】
表１に示すように、記録材Ｐの幅が１９０ｍｍ以上の場合、中央発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ｂ−２、端部発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ｂ−１、３０２ｂ−３の組合せで接続される。記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ以上１９０ｍｍ未満の場合、中央発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ｂ−２、端部発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−１、３０２ａ−３の組合せで接続される。記録材Ｐの幅が１２０ｍｍ以上１６０ｍｍ未満の場合、中央発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ｂ−２、端部発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−１、３０２ａ−３又は発熱ブロック３０２ｂ−１、３０２ｂ−３のいずれか任意の組合せで接続される。記録材Ｐの幅が１２０ｍｍ未満の場合、中央発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−２、端部発熱ブロックとして発熱ブロック３０２ａ−１、２ａ−３又は発熱ブロック３０２ｂ−１、３０２ｂ−３のいずれか任意の組合せで接続される。
【００４２】
Ｓ５０４では、記録材Ｐの幅情報に応じてトライアック４１６とトライアック４２６の通電比率を決定する。表２に記録材Ｐの幅に応じたトライアック４１６とトライアック４２６の通電比率と、通電により発熱する発熱ブロックの組合せを示す。
【００４３】
【表２】
0006779602.tif 000003
【００４４】
表２に示すように、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ以上の場合はトライアック４１６とトライアック４２６の通電比率が１００：１００となり、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ未満の場合はトライアック４１６とトライアック４２６の通電比率が１００：０となる。
【００４５】
なお、記録材Ｐの幅は、給紙カセット１１、給紙トレイ２８に不図示の紙幅センサを設けて判定する方法や、記録材Ｐ搬送経路上に設けられた不図示のフラグ等のセンサを用いて判定する方法などが挙げられる。また、ユーザが設定した記録材Ｐの幅情報や、記録材Ｐに画像形成を行う画像情報などに基づいて、記録材Ｐの幅を判断する方法でもよい。また、本実施例では画像形成を行う記録材Ｐの幅に基づき、ヒータ３００の複数の発熱ブロックのうち、発熱させる発熱ブロックを選択しているが、これに限定されない。例えば、記録材Ｐに画像形成を行う画像情報に基づき、画像形成を行う幅に応じて、ヒータ３００の複数の発熱ブロックのうち、発熱させる発熱ブロックを選択しても良い。
【００４６】
Ｓ５０５では、設定した通電比率を用いて、サーミスタＴＨ１の目標設定温度Ｔｆｉｘで定着処理を行う。
Ｓ５０６では、ＣＰＵ４２０に設定されている、サーミスタＴＨ２の最大温度ＴＨ２Ｍａｘ、サーミスタＴＨ３の最大温度ＴＨ３Ｍａｘ、サーミスタＴＨ４の最大温度ＴＨ４Ｍａｘを、それぞれ超えていないか判断する。サーミスタ信号ＴＨ２〜ＴＨ４に基づき、非通紙部が昇温して発熱領域端部の温度が所定の上限値を超えたことを検知すると、Ｓ５０８に移行し、次送からの記録材Ｐの給紙間隔を時間ｔだけ延長することによって非通紙部昇温を緩和する。Ｓ５０６で各サーミスタの温度が最大温度を超えていない場合にはＳ５０７に移行する。Ｓ５０７では、プリントＪＯＢが終了をするまでＳ５０５に移行し、定
着処理を継続する。
【００４７】
以上の処理を繰り返し行い、Ｓ５０７でプリントＪＯＢの終了を検知すると、Ｓ５０９でリレー４４０をＯＦＦし、Ｓ５１０で画像形成の制御シーケンスを終了する。
【００４８】
図６（Ａ）〜（Ｄ）に記録材Ｐの幅に応じた長手方向の発熱分布を示す。
図６（Ａ）に示すように、記録材Ｐの幅が１９０ｍｍ以上の場合、発熱分布は長手全域に渡ってフラットとなる。
図６（Ｂ）に示すように、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ以上１９０ｍｍ未満の場合、発熱分布は記録材Ｐの通紙領域の一部から非通紙領域にかけて発熱量が小さくなっている。本実施例においては、記録材Ｐの端部における単位長さ当りの発熱量が長手中央における単位長さ当りの発熱量に対して９０％以上ならば定着性を満足できるように制御しているため、上述の発熱分布で記録材Ｐの定着性を満足できる。
図６（Ｃ）に示すように、記録材Ｐの幅が１２０ｍｍ以上１６０ｍｍ未満の場合、長手端部の発熱ブロックの形成範囲では発熱させず、長手中央の発熱ブロックの形成範囲のみがフラットに発熱する。この幅の記録材Ｐの定着性を満足するためには端部の発熱ブロックを発熱させる必要がない。
図６（Ｄ）に示すように、記録材Ｐの幅が１２０ｍｍ未満の場合、長手端部の発熱ブロックの形成範囲が発熱しないことに加えて長手中央の発熱ブロックの形成範囲では記録材Ｐの通紙領域の一部から非通紙領域にかけて発熱量が小さくなっている。前述のように、記録材Ｐの端部における単位長さ当りの発熱量が長手中央における単位長さ当りの発熱量に対して９０％以上であれば定着性を満足できるため、上述の発熱分布で記録材Ｐの定着性を満足できる。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｄ）に各サイズの記録材Ｐをそれぞれ連続通紙した場合のフィルム２０２の表面温度の長手温度分布を示す。
図６（ａ）では、代表的な定形紙としてＡ４紙（２１０ｍｍ幅）を連続通紙した際の温度分布を示している。非通紙領域にかかる発熱体の長さは片側５ｍｍずつで短いため、通紙領域と非通紙領域の温度差は小さい。
図６（ｂ）では、代表的な定形紙としてＪＩＳ  Ｂ５紙（１８２ｍｍ幅）を連続通紙した場合の温度分布を示している。非通紙領域にかかる発熱体の長さは片側１９ｍｍずつで前述のＡ４紙の場合より長いものの、通紙領域と非通紙領域の温度差は小さい。これは、非通紙領域における発熱量を長手中央の８０％〜９０％程度に抑えているためであり、比較例としての非通紙領域における発熱量が長手中央と同じ１００％の場合と比べて非通紙領域の温度を低く抑えられる。
図６（ｃ）では、代表的な定形紙としてＡ５紙（１４８ｍｍ幅）を連続通紙した場合の温度分布を示している。非通紙領域にかかる発熱体の長さは片側６ｍｍずつで短いため、通紙領域と非通紙領域の温度差は小さい。
図６（ｄ）では、代表的な定形紙としてＤＬ封筒（１１０ｍｍ幅）を連続通紙した際の温度分布を示している。非通紙領域にかかる発熱体の長さは片側２５ｍｍずつで前述のＡ５紙の場合より長いものの、通紙領域と非通紙領域の温度差は小さい。これは、非通紙領域における発熱量を長手中央の８０％〜９０％程度に抑えているためであり、比較例としての非通紙領域における発熱量が長手中央と同じ１００％の場合と比べて非通紙領域の温度を低く抑えられる。
【００５０】
以上のように、本例のヒータは、ヒータ長手方向において、第１及び第２発熱ラインＬ１、Ｌ２をいずれも分割し、分割した各々の発熱ブロックを独立して制御できるようにするだけでなく、第１発熱ラインＬ１とＬ２も独立制御できるようにしている。また、発熱ラインＬ１中の発熱ブロックと、発熱ラインＬ２中の発熱ブロック間で、発熱分布が異なるようにしている。このような構成とすることで、ヒータ長手方向における分割数以上の
発熱分布を形成することができる。また、ヒータ長手方向における分割数が減らせるので、ヒータ基板上の電極数も減らせるというメリットがある。
【００５１】
なお、本実施例においては発熱体３０２ａ、３０２ｂはともに正の抵抗温度特性を有する材料を使用したが、これに限らず、負の抵抗温度特性あるいは抵抗温度特性が０である材料を使用しても本発明の効果が得られる。
更に、本実施例においては記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ未満の場合、端部発熱ブロック（３０２ａ−１及び３０２ａ−３、または、３０２ｂ−１及び３０２ｂ−３）の通電比率を０としたが、これに限られない。例えば、定着装置のウォームアップや長手方向に過度の温度差があるときなど、必要に応じて通電加熱させてもよい。
【００５２】
［実施例２］
実施例２は、実施例１に対してヒータ制御回路が異なる。本実施例のヒータの制御回路７００は、実施例１のヒータ３００の各発熱ブロック（発熱ブロック３０２ａ−１〜３０２ａ−３、発熱ブロック３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３）のそれぞれを独立制御できる回路構成になっている点が実施例１と異なる。実施例２において、実施例１と同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。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。
【００５３】
図７に本実施例におけるヒータ３００の制御回路７００の回路図を示す。７０１は画像形成装置１００に接続される商用の交流電源である。ヒータ３００の通電制御は、トライアック７１６、７２６、７３６、７４６の通電／遮断により行われる。トライアック７１６、７２６、７３６、７４６はそれぞれ、ＦＵＳＥＲ１信号、ＦＵＳＥＲ２信号、ＦＵＳＥＲ３信号、ＦＵＳＥＲ４信号、に従って動作する。その他、安全回路７５５、ヒータ３００の温度制御方法については実施例１と同様である。
【００５４】
トライアック７１６の導線上には、中央発熱ブロックにおける発熱ブロック３０２ａ−２が配置されている。抵抗７１３、７１７はトライアック７１６のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ７１５は一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ７１５の発光ダイオードに通電することによりトライアック７１６をオンさせる。抵抗７１８は、電源電圧Ｖｃｃからフォトトライアックカプラ７１５の発光ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ７１９によりフォトトライアックカプラ７１５をオン／オフする。トランジスタ７１９は、ＣＰＵ７２０から電流制限抵抗７１２を介して送られてくるＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。
【００５５】
トライアック７２６の導線上には中央発熱ブロックにおける発熱ブロック３０２ｂ−２が配置されている。トライアック７２６の回路動作はトライアック７１６と同様である。すなわち、抵抗７１３、７１７と同様の構成として抵抗７２３、７２７、フォトトライアックカプラ７１５と同様の構成としてフォトトライアックカプラ７２５が設けられている。また、抵抗７１２、７１８と同様の構成として抵抗７２２、７２８、トランジスタ７１９と同様の構成としてトランジスタ７２９が設けられている。トライアック７２６は、ＣＰＵ７２０からのＦＵＳＥＲ２信号に従って動作する。
【００５６】
トライアック７３６の導線上には端部発熱ブロックにおける発熱ブロック３０２ａ−１と３０２ａ−３が配置されている。トライアック７３６の回路動作はトライアック７１６と同様である。すなわち、抵抗７１３、７１７と同様の構成として抵抗７３３、７３７、フォトトライアックカプラ７１５と同様の構成としてフォトトライアックカプラ７３５が設けられている。また、抵抗７１２、７１８と同様の構成として抵抗７３２、７３８、トランジスタ７１９と同様の構成としてトランジスタ７３９が設けられている。トライアッ
ク７３６は、ＣＰＵ７２０からのＦＵＳＥＲ３信号に従って動作する。
【００５７】
トライアック７４６の導線上には発熱ブロック３０２ｂ−１と３０２ｂ−３が配置されている。トライアック７４６の回路動作はトライアック７１６と同様である。すなわち、抵抗７１３、７１７と同様の構成として抵抗７４３、７４７、フォトトライアックカプラ７１５と同様の構成としてフォトトライアックカプラ７４５が設けられている。また、抵抗７１２、７１８と同様の構成として抵抗７４２、７４８、トランジスタ７１９と同様の構成としてトランジスタ７４９が設けられている。トライアック７４６は、ＣＰＵ７２０からのＦＵＳＥＲ４信号に従って動作する。
【００５８】
トライアック７１６、７２６、７３６、７４６を独立で制御することにより、それぞれが対応する発熱ブロックがそれぞれ独立制御可能となっている。なお、本実施例のヒータ制御回路７００は、実施例１のヒータ制御回路４００のゼロクロス検知部４３０と同様の構成としてゼロクロス検知部７３０、安全回路４５５と同様の構成として安全回路７５５を備える。本実施例のヒータ回路７００におけるその他の詳細な構成や動作は、各構成の符号を実施例１の４００番台から７００番台に変更したのみで、実施例１のヒータ制御回路４００と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００５９】
ヒータ３００への通電は電極Ｅａ−１〜Ｅａ−３、及びＥｂ−１〜Ｅｂ−３と、Ｅｃを介して行われる。本実施例では、発熱ブロック３０２ａ−１、３０２ｂ−１の抵抗値を１４０Ω、発熱ブロック３０２ａ−２、３０２ｂ−２の抵抗値を２８Ω、発熱ブロック３０２ａ−３、３０２ｂ−３の抵抗値を１４０Ωとした。
【００６０】
図８は、ＣＰＵ７２０による、像加熱装置２００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ８０１でプリント要求が発生すると、Ｓ８０２ではリレー７４０をＯＮ状態にする。Ｓ８０３では、記録材Ｐの幅情報に応じてトライアック７１６、７２６、７３６、７４６の通電比率を決定する。表３に記録材Ｐの幅に応じたトライアック７１６、７２６、７３６、７４６の通電比率を示す。
【００６１】
【表３】
0006779602.tif 000004
【００６２】
表３によると、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ以上の場合は中央発熱ブロックに接続されるトライアック７１６とトライアック７２６の通電比率は０：１００となる。端部発熱ブロックに対するトライアック７３６とトライアック７４６の通電比率は、記録材Ｐの幅が２０５ｍｍ以上の場合は０：１００、１９０ｍｍ以上２０５ｍｍ未満の場合は１００：１００、１６０ｍｍ以上１９０ｍｍ未満の場合は１００：０となる。
【００６３】
また、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ未満の場合は端部発熱ブロックに接続されるトライア
ック７３６とトライアック７４６の通電比率はともに０である。中央発熱ブロックに対するトライアック７１６とトライアック７２６の通電比率は、記録材Ｐの幅が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ未満の場合は０：１００、１２０ｍｍ以上１４０ｍｍ未満の場合は１００：１００、１２０ｍｍ未満の場合は１００：０となる。
【００６４】
Ｓ８０４以降については実施例１のＳ５０５以降と同様なので説明は省略する。
【００６５】
表３に示すような通電比率に設定することにより、実施例１と同様に記録材Ｐの端部における単位長さ当りの発熱量を長手中央に対して９０％以上確保できるため、定着性を満足できる。それに加えて、実施例１よりも多様なサイズ範囲に対して効率的に非通紙部昇温を抑えることが可能となる。これは、ヒータ３００の中央発熱ブロックと端部発熱ブロックのそれぞれに対して、第１、第２発熱ブロックの通電比率を決定して組み合わせることにより、ヒータ３００の長手方向の発熱分布に対して様々なバリエーションを選択可能になるからである。
【００６６】
以上説明した本実施例のヒータ制御回路７００によっても、発熱ブロックの長手の分割数を増やすことなく、多様なサイズに対して非通紙部昇温を抑制できるため、省電力化に有利なヒータ及び像加熱装置を提供することができる。
【００６７】
［実施例３］
本発明の実施例３について説明する。実施例３の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例１、２のものと同じである。従って、実施例１、２と同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。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。本実施例では、ヒータの構成が、実施例１、２と異なる。
【００６８】
図９を用いて、本実施例におけるヒータ６００の構成について詳細に説明する。本実施例におけるヒータ６００は、ヒータの長手方向に３分割された各発熱ブロック（発熱ブロック６０２ａ−１〜６０２ａ−３、発熱ブロック６０２ｂ−１〜６０２ｂ−３）を備える。発熱ブロック６０２ａ−１〜６０２ａ−３（第１発熱ラインＬ１）では、各発熱ブロック内において、基準Ｘに近いほど発熱量が大きく、ヒータ長手方向の端部に向うにしたがって発熱量が小さくなる構成となっている。以下、この構成を、中央高テーパー発熱体と称する。これに対して、発熱ブロック６０２ｂ−１〜６０２ｂ−３（発熱ラインＬ２）では、各発熱ブロック内において、基準Ｘに近いほど発熱量が小さく、ヒータ長手方向の端部に向うにしたがって発熱量が大きくなる構成となっている。以下、この構成を、端部高テーパー発熱体と称する。これらの点が実施例１、２と異なる。
【００６９】
基板６０５上に設けられた裏面層１は、ヒータ６００の長手方向に沿って設けられている導電体Ａとしての導電体６０１ａと導電体６０１ｂを有する。導電体６０１ａは、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置され、導電体６０１ｂは、記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層１は、導電体６０１に平行して設けられた導電体Ｂとしての導電体６０３ａ（６０３ａ−１〜６０３ａ−３）と導電体６０３ｂ（６０３ｂ−１〜６０３ｂ−３）を有する。導電体Ｂは、導電体Ａとはヒータ６００の短手方向で異なる位置でヒータ６００の長手方向に沿って設けられている。
【００７０】
更に、裏面層１は、導電体６０１ａと導電体６０３ａの間に発熱体６０２ａを設けて発熱ブロックを構成し、第１の発熱ブロック群（第１発熱ラインＬ１）を構成する発熱ブロック６０２ａ−１〜６０２ａ−３を有する。また、裏面層１は、導電体６０１ｂと導電体６０３ｂの間に発熱体６０２ｂを設けて発熱ブロックを構成し、第２の発熱ブロック群（第２発熱ラインＬ２）を構成する発熱ブロック６０２ｂ−１〜６０２ｂ−３を有する。発
熱体６０２ａの配置について、後述するように中央高テーパー発熱体である発熱体６０２ａは端部高テーパー発熱体である発熱体６０２ｂより発熱量が大きく、記録材Ｐの幅がいかなる幅においても通電発熱させる主要な発熱体である。そのため、記録材Ｐへの伝熱効率が高くなるように、発熱体６０２ａを発熱体６０２ｂより記録材Ｐの搬送方向の上流側になるように配置した。
【００７１】
第１発熱ラインＬ１を構成する発熱ブロック６０２ａ−１〜６０２ａ−３はそれぞれ、電極Ｅ６ａ−１〜Ｅ６ａ−３に接続された導電体６０３ａ−１〜６０３ａ−３と、電極Ｅ６ｃに接続された導電体６０１ａを介して通電することにより発熱する。
【００７２】
本実施例において、発熱ブロック６０２ａ−１と６０２ａ−３は、基準Ｘに最も近い位置における発熱量を１００とした場合、基準Ｘから最も遠い位置における発熱量は７０となるように調整した。基準Ｘに最も近い位置から最も遠い位置に向うにしたがって発熱量が徐々に小さくなるように抵抗値分布を調整した。また、発熱ブロック６０２ａ−２は、基準Ｘの位置における発熱量を１００とした場合、基準Ｘから４０ｍｍまでの間の発熱量は１００、最も端部の位置における発熱量は６０となるように調整した。即ち、発熱ブロック６０２ａ−２は、その長手方向中央に発熱量がフラットな領域が８０ｍｍあり、そこから端部に向うにしたがって発熱量が徐々に小さくなるように抵抗値分布を調整した。
【００７３】
第２発熱ラインＬ２を構成する発熱ブロック６０２ｂ−１〜６０２ｂ−３はそれぞれ、電極Ｅ６ｂ−１〜Ｅ６ｂ−３に接続された導電体６０３ｂ−１〜６０３ｂ−３と、電極Ｅ６ｃに接続された導電体６０１ｂを介して通電することにより発熱する。本実施例において、発熱ブロック６０２ｂ−１〜６０２ｂ−３は、基準Ｘから最も離れた位置における発熱量を最も大きく、基準Ｘに近づくにつれて発熱量を小さくするために、発熱ブロック内の抵抗値分布を調整した。
【００７４】
本実施例における発熱体６０２ｂの発熱量は、発熱体６０２ａと６０２ｂに対して同じ比率で通電したときの発熱量の和が長手方向でフラットな分布になるように調整している。すなわち発熱体６０２ａと６０２ｂの形成範囲内の任意の長手方向位置における、発熱体６０２ａと発熱体６０２ｂの発熱量の和が一定になるように形成している。
【００７５】
各発熱ブロックの抵抗値について、発熱ブロック６０２ａ−１の抵抗値を７０Ω、発熱ブロック６０２ａ−２の抵抗値を１４Ω、発熱ブロック６０２ａ−３の抵抗値を７０Ωとした。また、発熱ブロック６０２ｂ−１の抵抗値を１４０Ω、発熱ブロック６０２ｂ−２の抵抗値を２８Ω、発熱ブロック６０２ｂ−３の抵抗値を１４０Ωとした。すなわち、同じ通電比率で通電した場合に中央高テーパー発熱体６０２ａの発熱量が端部高テーパー発熱体より大きくなるように設定した。
【００７６】
ヒータ６００の駆動手段としては実施例２の制御回路７００を用いる。ヒータ６００の通電制御は、トライアック７１６、７２６、７３６、７４６の通電／遮断により行われる。トライアック７１６の導線上には発熱ブロック６０２ａ−２が配置され、トライアック７２６の導線上には発熱ブロック６０２ｂ−２が配置されている。またトライアック７３６の導線上には発熱ブロック６０２ａ−１と６０２ａ−３が配置され、トライアック７４６の導線上には発熱ブロック６０２ｂ−１と６０２ｂ−３が配置されている。トライアック７１６、７２６、７３６、７４６を独立で制御することにより、それぞれが対応する発熱ブロックがそれぞれ独立制御可能となっている。ヒータ６００への通電は電極Ｅ６ａ−１〜Ｅ６ａ−３、及びＥ６ｂ−１〜Ｅ６ｂ−３と、Ｅ６ｃを介して行われる。ヒータ６００を搭載する像加熱装置２００の制御シーケンスについては実施例２の制御シーケンスと同様なので説明を省略するが、トライアック７１６、７２６、７３６、７４６の通電比率は表４により設定する。
【００７７】
【表４】
0006779602.tif 000005
【００７８】
表４によると、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ以上の場合は中央発熱ブロックに対するトライアック７１６とトライアック７２６の通電比率は１００：１００となる。端部発熱ブロックに対するトライアック７３６とトライアック７４６の通電比率は、記録材Ｐの幅が２００ｍｍ以上の場合は１００：１００、１８０ｍｍ以上２００ｍｍ未満の場合は１００：５０、１６０ｍｍ以上１８０ｍｍ未満の場合は１００：０となる。
【００７９】
また、記録材Ｐの幅が１６０ｍｍ未満の場合は端部発熱ブロックに対するトライアック７３６とトライアック７４６の通電比率はともに０である。中央発熱ブロックに対するトライアック７１６とトライアック７２６の通電比率は、記録材Ｐの幅が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ未満の場合は１００：１００、１２０ｍｍ以上１４０ｍｍ未満の場合は１００：６７となる。また、１００ｍｍ以上１２０ｍｍ未満の場合は１００：５０、１００ｍｍ未満の場合は１００：０となる。
【００８０】
表４に示すような通電比率に設定することにより、実施例１と同様に記録材Ｐの端部における発熱量を中央に対して９０％以上確保できるため、記録材Ｐの定着性を満足できる。それに加えて、実施例２よりも多様なサイズ範囲に対して効率的に非通紙部昇温を抑えることが可能となる。これは、中央高テーパー発熱体６０２ａと端部高テーパー発熱体６０２ｂを用いて、それぞれの発熱ブロックにおける通電比率を組み合わせることにより、長手方向における発熱分布の選択肢が増えるからである。
【００８１】
以上説明したように、本実施例は、ヒータ６００と実施例２のヒータ制御回路７００とを組み合わせた構成により、記録材のサイズに応じて第１発熱ラインＬ１と第２発熱ラインＬ２の通電比率を決定して通電発熱させる構成となっている。本実施例によれば、発熱ブロックの長手の分割数を増やすことなく、多様なサイズに対して非通紙部昇温を抑制できるため、省電力化に有利なヒータ及び像加熱装置を提供することができる。なお、本実施例では、ヒータ６００の駆動手段として制御回路７００のように各発熱ブロックを独立制御する例を説明したが、これに限られない。例えば、実施例１で説明した制御回路４００のように切り替えリレーを用いて各発熱ブロックを切り替え制御することによっても効果が得られる。
【００８２】
［実施例４］
本発明の実施例４は、ヒータが、実施例３のヒータ６００の変形例となっている。本例のヒータ９００に設けられた第１発熱ラインＬ１と第２発熱ラインＬ２の発熱分布は実施
例３と同じである。実施例４において、実施例３と同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。実施例４においてここで特に説明しない事項は、実施例３と同様である。
【００８３】
図１０に、本実施例のヒータ９００の発熱体を形成した層の平面図を示す。本実施例におけるヒータ９００は、ヒータの長手方向に３分割された発熱ブロックの対を有する。各発熱ブロックの対は、短手方向に並べた２つの発熱ブロックによって構成される。すなわち、第１の発熱ブロック群（第１発熱ラインＬ１）を構成する発熱ブロック９０２ａ−１〜９０２ａ−３と、第２の発熱ブロック群（第２発熱ラインＬ２）を構成する発熱ブロック９０２ｂ−１〜９０２ｂ−３と、が形成されている。これらの発熱ブロック群は、長手方向の発熱分布が互いに異なることに加えて、実施例３の単一の発熱体としての発熱体９０２ａ、９０２ｂが各発熱ブロックの中で更に並列接続した複数の発熱体パターンに分割されている点に特徴を有している。
【００８４】
複数の発熱体パターンに分割された発熱ブロック９０２ａ−１は、導電体９０３ａ−１と、導電体９０１ａの間に接続されて通電発熱される。発熱ブロック９０２ｂ−１、発熱ブロック９０２ａ−２、発熱ブロック９０２ｂ−２、発熱ブロック９０２ａ−３、発熱ブロック９０２ｂ−３も、発熱体９０２ａ−１と同様の構成である。発熱ブロック９０２ａ−１の並列接続した複数の発熱体パターンは、ヒータ９００の長手方向及び短手方向に対して傾けて配置されたような構成となっている。すなわち、導電体９０３ａ−１と導電体９０１ａの間において、ヒータ９００の長手方向における発熱体パターンの長さ（幅）を、ヒータ９００の長手方向で変化させることによって発熱分布を異ならせている。本実施例では、発熱体９０２ａ−１〜９０２ａ−３、９０２ｂ−１〜９０２ｂ−３の並列接続された複数の発熱体パターン同士の間隙幅を同じ幅に設定し、それぞれの発熱体パターンにおけるヒータの長手方向の幅を調整した。
【００８５】
ヒータ９００の長手方向における単位長さ当りの発熱量を調整する方法は、これに限らず、それぞれの発熱体パターンにおけるヒータの短手方向長さ、間隙幅（隣接する発熱体パターン間隔）、傾斜角度、厚さなどによって調整することが可能である。更には、並列接続された複数の発熱体パターンそれぞれの材料抵抗値（体積抵抗率）を変化させて形成することも可能である。本実施例のヒータ９００を用いることにより、実施例３と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
［その他の実施例］
実施例１〜４では、記録材Ｐの通紙基準Ｘが中央基準の像加熱装置に搭載されるヒータの構成例について説明したが、これに限らず、通紙基準Ｘがヒータの長手方向端部近傍である、いわゆる片側基準の像加熱装置にも適用できる。
【００８７】
図１１に片側基準の像加熱装置に搭載するヒータ１０００の構成例を示す。ヒータ１０００は、実施例３におけるヒータ６００の変形例である。ヒータ１０００は、第１の発熱ブロック群（第１発熱ラインＬ１）を構成する発熱ブロック１００２ａ−１〜１００２ａ−２と、第２の発熱ブロック群（第２発熱ラインＬ２）を構成する発熱ブロック１００２ｂ−１〜１００２ｂ−２を有する。発熱ブロック１００２ａ−２と発熱ブロック１００２ａ−２では通紙基準Ｘである一方の長手端部寄りの位置における発熱量が最も大きく、通紙基準Ｘからの距離が大きくなるにつれて発熱量が小さくなる構成を有している。これに対して、発熱ブロック１００２ｂ−１と発熱ブロック１００２ｂ−２では通紙基準Ｘである一方の長手端部寄りの位置における発熱量が最も小さく、通紙基準Ｘから離れるにつれて発熱量が大きくなる構成を有している。そして、各発熱体に通電するための電極（Ｅ１０ｃ、Ｅ１０ａ−１、Ｅ１０ａ−２、Ｅ１０ｂ−１、Ｅ１０ｂ−２）をヒータ１０００の長手端部のみに形成している。
【００８８】
図１１では実施例３におけるヒータ６００の変形例を示したが、実施例１〜４で説明したいずれのヒータにおいても同様の変形例が適用できる。
【符号の説明】
【００８９】
３００…ヒータ、３０５…基板、３０１（３０１ａ、３０１ｂ）…導電体Ａ、３０３（３０３−１、３０３−２、３０３−３）…導電体Ｂ、３０２ａ…第１発熱体、３０２ｂ…第２発熱体、３０２ａ−１〜３０２ａ−３…第１発熱ライン、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３…第２発熱ライン、４００…制御回路、４２０…ＣＰＵ（制御部）、２００…定着装置（定着部）、２０２…フィルム
【図１】
0006779602.tif 000006
【図２】
0006779602.tif 000007
【図３】
0006779602.tif 000008
【図４】
0006779602.tif 000009
【図５】
0006779602.tif 000010
【図６】
0006779602.tif 000011
【図７】
0006779602.tif 000012
【図８】
0006779602.tif 000013
【図９】
0006779602.tif 000014
【図１０】
0006779602.tif 000015
【図１１】
0006779602.tif 000016