(57)【要約】【課題】正確な温度検知が可能で適切な温度制御を行え得る加熱体、該加熱体を備えた加熱装置及び該加熱装置を像加熱装置として備えた画像形成装置を提供すること。【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２０ａと、前記基板の一面側に基板長手方向に沿って形成された発熱体２０ｂを有し、被加熱材Ｐを加熱する加熱体において、前記発熱体として基板長手方向で複数の発熱体２０ｂ２・２０ｂ３を有し、各々の発熱体は基板長手方向の位置によって異なる温度分布を有し、且つ、前記被加熱材の通紙方向における複数の発熱体のトータル発熱量はほぼ均一であるように複数の発熱体を配置する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱材の通紙方向に直交する方向を長手とする基板と、前記基板の一面側に基板長手方向に沿って形成された発熱体を有し、被加熱材を加熱する加熱体において、
前記発熱体として基板長手方向で複数の発熱体を有し、各々の発熱体は基板長手方向の位置によって異なる温度分布を有し、且つ、前記被加熱材の通紙方向における複数の発熱体のトータル発熱量はほぼ均一であるように複数の発熱体を配置することを特徴とする加熱体。
【請求項２】
前記複数の発熱体は、トータル発熱量がほぼ均一であるように基板への配置とそれ自体の抵抗値比率によって、被加熱材の通紙方向における発熱比率を設定することを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
【請求項３】
前記複数の発熱体は、被加熱材の通紙方向において該発熱体に対する通紙方向上流側で、且つ、被加熱材の加熱域中央部での温度が最も高くなるように設定することを特徴とする請求項１または２に記載の加熱体。
【請求項４】
前記複数の発熱体は、基板長手方向の端部において、被加熱材の通紙方向において当該発熱体に対する通紙方向上流側と下流側の温度がほぼ同等の温度分布となるように設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱体。
【請求項５】
前記複数の発熱体は、検知素子と被加熱材のサイズにより基板長手方向の温度分布を設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱体。
【請求項６】
前記複数の発熱体は、抵抗体パターンの間引きにより温度分布を設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱体。
【請求項７】
前記複数の発熱体は、基板長手方向において、最も温度が高くなるよう設定された箇所から端部にかけて連続的に発熱体の比率や配置を変えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱体。
【請求項８】
前記複数の発熱体において、発熱量が最も大きくなる箇所に安全対策用温度検知素子を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱体。
【請求項９】
前記複数の発熱体において、被加熱材の通紙方向において当該発熱体に対する通紙方向上流側と下流側の発熱量に対して、１．２倍以上２倍以下になる箇所に温度制御用温度検知素子を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱体。
【請求項１０】
固定保持された加熱体と、前記加熱体と摺動し加熱体長手方向と直交する方向に移動するフィルムとを有し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体が請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱体を固定保持する加熱体保持部材をさらに有し、前記加熱体保持部材は、加熱体において発熱量が最も大きい箇所に空隙部を有することを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記被加熱材が、定着固定すべき未定着トナー像を担持した記録材であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の加熱装置。
【請求項１３】
記録材に画像を形成担持させる作像手段と、前記記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段が請求項１０ないし１２のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱体（ヒータ）、加熱装置及び画像形成装置に関するものである。より詳しくは、
１）被加熱材の通紙方向に直交する方向を長手とする基板と、前記基板の一面側に基板長手方向に沿って形成された抵抗発熱体を有し、被加熱材を加熱する加熱体
２）該加熱体を具備した加熱装置
３）該加熱装置を加熱定着装置等の像加熱装置として具備した、複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置においては、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセスなどの適宜の画像形成プロセス手段部で記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナー画像）を該記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置として熱ローラ方式の加熱装置が広く用いられていた。
【０００３】
近時は、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の加熱装置が実用化されている。このフィルム加熱方式の加熱装置としては、例えば特許文献１〜４に提案されている。
【０００４】
この種のフィルム加熱方式の加熱装置としては、図１０に示すように、例えば、加熱体として一般にセラミックヒータ（以下、ヒータあるいは加熱体とも称する）２０を内包したフィルム（回転体）２５、このフィルム２５に圧接された別の回転体としての加圧ローラ２６を不図示の支持部材に支持させ、両回転体２５，２６を不図示の加圧手段によって加圧させて圧接ニップ部Ｎを形成させている。そして、ヒータ２０は、耐熱性の基板２０ａ上に厚膜印刷によって発熱体としての抵抗体パターン２０ｂを形成し、加圧ニップ部Ｎに対応するヒータ摺動部面には、ガラスコート層２０ｃなど、耐圧性・耐熱性・低摩擦性の摺動部材を配設してある。
【０００５】
さらに抵抗体パターン（以下、発熱体と記す）２０ｂの配置を平面で示したものが図１１である。発熱体２０ｂは、図１１（ａ）に示すように、例えば、ヒータ基板２０ａにおいて図１０に示すフィルム２５の回転方向の上流（図１０においてヒータ基板２０ａの右側）と下流（同図においてヒータ基板２０ａの左側）の間に１本、または一端が接続されて複数本（図では２本）配置され、一定の抵抗（発熱比率（例えば、３：２〜１：１））でヒータ基板長手方向に配置されている。あるいは、図１１（ｂ）に示すように、ヒータ基板２０ａにおいてフィルムの回転方向の上流と下流の間に異なる長さの複数の発熱体２０ｂが独立して配置され、これらの発熱体は被記録材のサイズ（通紙域）に応じて各々制御される。そして、同図（ａ）及び（ｂ）に示されるように、被記録材である小サイズ紙Ｐの幅Ｐｗに対応する小サイズ通紙域Ｗｐ内において、安全対策用温度検知素子である温度ヒューズ３１と温度検知制御用のメインサーミスタ２１ａを発熱体それぞれの中央部に配置し、該通紙域Ｗｐの両側の非通紙部Ｗｎのいずれか一方に温度検知制御用のサブサーミスタ２１ｂを発熱体それぞれの中央部に配置している。
【０００６】
図１０及び図１１に示される加熱装置では、ヒータ２０と、加圧部材としての加圧ローラ２６との間に耐熱性フィルム２５（定着フィルム・定着ベルト・フイルムとも称する）を挟ませて圧接ニップ部Ｎ（加熱ニップ部、定着ニップ部）を形成させ、前記圧接ニップ部Ｎの定着フィルム２５と加圧ローラ２６との間に、画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して定着フィルム２５と一緒に挟持搬送させることで、圧接ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ２０の熱を、定着フィルム２５を介して記録材に与え、また圧接ニップ部Ｎの加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、複写機・プリンタ等の画像形成装置は、さらなる低コスト化・小型化が求められており、例えば、定着装置におけるヒータ基板の小型化によってメインサーミスタやサブサーミスタなどの温度検知素子の発熱体との当接部（温度検知素子の設置場所）がヒータ基板の幅方向（記録材の通紙方向）に少しでもズレルと、制御温度が大きく変わり、適切な温度制御が不可能となったり、暴走時に安全対策用温度検知素子（温度ヒューズ）が作動しないといった問題が生じる。
【０００８】
また、安全対策用温度検知素子を確実に効かすためにヒータ基板から浮かすことや熱伝導グリスを塗布するといった複雑な構成もスペースやコストの面から困難である。
【０００９】
さらに温度制御不能時に安全対策用温度検知素子が作動しない状況においても、特定位置でヒータ基板を破損するための装置や例えば非通紙部にスルーホールを設ける等の対策も、定着器の小型化によりスペースがない、あるいはコストアップの観点からも設置が困難で、ヒータが不特定位置で破損する確率が大きくなる。
【００１０】
例えば、不特定位置でヒータが破損し、ＡＣライン・ＤＣラインがリークすると、特に加熱装置を画像定着装置として使用した画像形成装置は、リークの影響が通信用のコネクタを通して通信先のコンピュータに伝わり、コンピュータの誤動作などの原因となる可能性がある。
【００１１】
さらにヒータの小型化によりヒータ基板の破断応力が小さくなるため、ヒータ基板端部にスルーホールを設けると小サイズ通紙によってヒータが破損してしまう恐れもある、あるいはヒータ基板の小型化により非通紙部に熱を蓄積し易くなるため、非通紙部昇温が激しくなる。しかも複数の発熱体への電力供給を別々におこなうといった非通紙部昇温対策はコストアップとなるため、他の方法で非通紙部昇温をさらに低減しなければならない。
【００１２】
さらに近年ではコストダウンのために、発熱体ペーストを削減することが重要となってきており、上記問題を解決しながら熱効率が低下することなくヒータ基板上に効率よく発熱体を配置しなければならない。
【００１３】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、正確な温度検知が可能で適切な温度制御を行え得る加熱体、該加熱体を備えた加熱装置及び該加熱装置を像加熱装置として備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする、加熱体、加熱装置及び画像形成装置である。
【００１５】
（１）被加熱材の通紙方向に直交する方向を長手とする基板と、前記基板の一面側に基板長手方向に沿って形成された発熱体を有し、被加熱材を加熱する加熱体において、
前記発熱体として基板長手方向で複数の発熱体を有し、各々の発熱体は基板長手方向の位置によって異なる温度分布を有し、且つ、前記被加熱材の通紙方向における複数の発熱体のトータル発熱量はほぼ均一であるように複数の発熱体を配置することを特徴とする加熱体。
【００１６】
（２）前記複数の発熱体は、トータル発熱量がほぼ均一であるように基板への配置とそれ自体の抵抗値比率によって、被加熱材の通紙方向における発熱比率を設定することを特徴とする（１）に記載の加熱体。
【００１７】
（３）前記複数の発熱体は、被加熱材の通紙方向において該発熱体に対する通紙方向上流側で、且つ、被加熱材の加熱域中央部での温度が最も高くなるように設定することを特徴とする（１）または（２）に記載の加熱体。
【００１８】
（４）前記複数の発熱体は、基板長手方向の端部において、被加熱材の通紙方向において当該発熱体に対する通紙方向上流側と下流側の温度がほぼ同等の温度分布となるように設定することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の加熱体。
【００１９】
（５）前記複数の発熱体は、検知素子と被加熱材のサイズにより基板長手方向の温度分布を設定することを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の加熱体。
【００２０】
（６）前記複数の発熱体は、抵抗体パターンの間引きにより温度分布を設定することを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の加熱体。
【００２１】
（７）前記複数の発熱体は、基板長手方向において、最も温度が高くなるよう設定された箇所から端部にかけて連続的に発熱体の比率や配置を変えることを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の加熱体。
【００２２】
（８）前記複数の発熱体において、発熱量が最も大きくなる箇所に安全対策用温度検知素子を有することを特徴とする（１）ないし（７）のいずれかに記載の加熱体。
【００２３】
（９）前記複数の発熱体において、被加熱材の通紙方向において当該発熱体に対する通紙方向上流側と下流側の発熱量に対して、１．２倍以上２倍以下になる箇所に温度制御用温度検知素子を有することを特徴とする（１）ないし（８）のいずれかに記載の加熱体。
【００２４】
（１０）固定保持された加熱体と、前記加熱体と摺動し加熱体長手方向と直交する方向に移動するフィルムとを有し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体が（１）ないし（８）のいずれかに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【００２５】
（１１）前記加熱体を固定保持する加熱体保持部材をさらに有し、前記加熱体保持部材は、加熱体において発熱量が最も大きい箇所に空隙部を有することを特徴とする（１０）に記載の加熱装置。
【００２６】
（１２）前記被加熱材が、定着固定すべき未定着トナー像を担持した記録材であることを特徴とする（１０）または（１１）に記載の加熱装置。
【００２７】
（１３）記録材に画像を形成担持させる作像手段と、前記記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段が（１０）ないし（１２）のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
【００２９】
（第１の実施例）
（１）画像形成装置例
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。
【００３０】
このレーザービームプリンタは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。その感光ドラム１は、装置本体Ｍに回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３１】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。
【００３２】
また、装置本体Ｍの下部には、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサー９、搬送ガイド１０、本発明に係る加熱装置である定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。
【００３３】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。
【００３４】
駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００３５】
静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加し、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させることで、トナー像としての現像（顕像化）を行う。
【００３６】
トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ１５・搬送ローラ８によって給紙・搬送され、トップセンサー９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサー９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００３７】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱・加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１については後に詳述する。トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２・排出ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排紙トレイ１４上に搬送・排出される。
【００３８】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（以下「転写残トナー」という）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に備える。
【００３９】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。
【００４０】
（２）定着装置
本実施形態例における加熱装置としての定着装置１１は、加熱部材として定着フィルム（定着ベルト）を用いた、加圧ローラ駆動方式によるフィルム加熱方式の画像加熱定着装置である。
【００４１】
図２は定着装置１１の一例を示す構成模型図であり、記録材Ｐの搬送（通紙）方向（矢印Ｋ方向）に沿った縦断面図である。
【００４２】
定着装置１１は、トナーを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ２０と、このヒータ２０を内包する定着フィルム（定着回転体）２５、定着フィルム２５に当接された別の定着回転体としての加圧ローラ２６、そしてヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７、記録材Ｐの搬送を制御する回転制御手段２８とを主要構成部材として構成されている。
【００４３】
ヒータ２０は、アルミナ等の耐熱性の基板２０ａ上に例えば厚膜印刷によって抵抗発熱体としての抵抗体パターン２０ｂを形成し、その表面を厚膜印刷にてガラス層２０ｃで被覆したものであり、記録材Ｐの通紙方向に直交する方向に長く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。ヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられた加熱体保持部材としてのヒータホルダ２２によって固定支持されている。そのヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００４４】
定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のヒータ２０及びヒータホルダ２２を包んでいる。その定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がヒータ２０の下面に当接・摺動されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向（図では反時計方向）の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向（図では時計方向）に回転されるように構成されている。
【００４５】
定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（不図示）によって規制されており、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになっている。
【００４６】
また、定着フィルム２５の内面には、ヒータ２０やヒータホルダ２２間の摺動抵抗を低減させるためにグリースが塗布されている。
【００４７】
加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを構成している。この定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６の回転方向についての幅（ニップ幅）をａとすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱・加圧することができる程度に設定されている。
【００４８】
回転制御手段２８は、加圧ローラを回転駆動するモータ２９と、このモータの回転を制御するＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、例えばステッピングモータ等を使用することができ、加圧ローラ２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的におこなうほか、所定の角度ずつ断続的におこなうことも可能である。つまり、加圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、記録材Ｐをステップ送りすることもできる。
【００４９】
温度制御手段２７は、ヒータ２０の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）２１と、このサーミスタ２１が検出する温度に基づいてトライアック２４を制御し、ヒータ２０に対する通電を制御するＣＰＵ２３とを有する。本実施例ではヒータ２０の長手方向において所定位置に配置したメインサーミスタ２１ａとサブサーミスタ２１ｂを用いてヒータ２０の温度を制御している。
【００５０】
上述のように、定着装置１１は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて挟持搬送し、ヒータ２０によって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。この際、回転制御手段２８で加圧ローラ２６の回転を制御することにより、記録材Ｐの送りを適宜に制御することができ、また、温度制御手段２７によってヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。
【００５１】
図３は本実施例の定着装置におけるヒータ２０の概略構成図であり、アルミナ等のセラミック基板上２０ａに厚膜印刷法（スクリーン印刷法）を用いて、Ａｇ／Ｐｄ等の導電厚膜ペーストにより、厚さ数μｍから数十μｍ程の通電発熱体２０ｂを印刷・焼成して形成し、その上を絶縁ガラス厚膜ペーストにより、図２に示すガラスコート層２０ｃを印刷・焼成したものである。
【００５２】
本実施例の通電発熱体２０ｂは、図３に示すように、セラミック基板２０ａの長手方向において一端側に接続部２０ｂ１を有する第一発熱体２０ｂ２と第二発熱体２０ｂ３を備えてなり、第一発熱体２０ｂ２は基板上の記録材搬入側（図の「上流」側）に配置され、第二発熱体２０ｂ３は同基板上の記録材搬出側（図の「下流」側）に配置されている。第一発熱体（以後、上流側発熱体と記す）２０ｂ２と第二発熱体（以後、下流側発熱体と記す）２０ｂ３の２つの発熱体はそれぞれ抵抗値、すなわち発熱比率を変えている。
【００５３】
ここでいう発熱比率とは発熱体２０ｂ自体の発熱比率とは異なり、発熱体を図３に示すように基板２０ａの幅方向ａに２分した時の上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３の上下流発熱比率を示す。前記比率は、通紙可能な記録材Ｐとしての小サイズ紙の幅Ｐｗに対応する小サイズ通紙域Ｗｐにおいて、例えば、上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３の通紙域中央部の発熱比率を３：１に設定し、該中央部の両端部の発熱比率を３：２に設定している。そして小サイズ通紙域Ｗｐ以外の非通紙域Ｗｎでは上・下流側発熱体の発熱比率を１：１に設定している。
【００５４】
次に発熱体２０ｂのトータル発熱量について説明する。発熱体２０ｂにおいて、上流側発熱体２０ｂ２と下流側発熱体２０ｂ３の上記各部の長手方向単位長さあたりのトータル発熱量を例えば「２０」とすれば、小サイズ通紙域Ｗｐにおける上流側発熱体の中央部の発熱量は１５、下流側発熱体の中央部の発熱量は５となり、上流側発熱体の中央部両端部の発熱量は１２、下流側発熱体の中央部両端部の発熱量は８となる。一方、非通紙域Ｗｎにおける上流側発熱体の両端部の発熱量は１０、下流側加熱体の両端部の発熱量は１０となる。
【００５５】
このような構成の発熱体２０ｂに一端を接続し電力供給部を１組設けることで、該発熱体には同電流が流れるため当該発熱体の幅方向（記録材の通紙方向）で対応する上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３の各部の長手方向単位長さあたりのトータル発熱量は全て同等となる。
【００５６】
さらに図３のように安全対策用温度検知素子である温度ヒューズ３１は上流側発熱体２０ｂ２の中央部、すなわち最も発熱量が大きい箇所に設置し、メインサーミスタ２１ａ・サブサーミスタ２１ｂなどの温度検知素子はそれぞれ上・下流側発熱部２０ｂ２・２０ｂ３において発熱比率３：２・１：１に対応する部位のヒータ基板幅方向中央部に設置している。
【００５７】
次に各々の検知素子を設置するヒータ基板２０ａ上での、定着装置の回転時・停止時・暴走時・小サイズ通紙時の温度分布を図４に示す。
【００５８】
発熱体２０ｂの温度を検知して制御するメインサーミスタ２１ａの設置位置では、回転時すなわち通常プリント時に、図４（ｂ）に示すように、発熱体の幅方向においてトータル発熱量に応じたほぼ均一な温度分布になっている。このため、上・下流側発熱体の公差や製造上の問題によりメインサーミスタ２１ａの設置場所が基板幅方向に多少ズレても、上記温度分布に応じた温度を検知できることから正確な温度検知が可能となり、その検知温度に基づき温度制御を実行することで適切な温度制御が可能となる。
【００５９】
さらに温度ヒューズ３１は図４（ｃ）に示すように停止時には発熱体の幅・長手のいずれの方向においても最も昇温が激しい位置に設置されている。このため、温度ヒューズは停止時の過昇温、すなわち暴走時には、より速く異常を検知し電力供給をストップすることができる。しかし、暴走時において例えば電力をフルに投入した状態になった場合には、温度ヒューズ３１が作動する前にヒータ基板が破損する場合がある。このような時は破損位置を特定する必要があるが、発熱体２０ｂにおいて上流側発熱体の中央部の発熱量が最も大きいため、熱応力によって必ず温度ヒューズ付近でヒータ基板を破損させることが可能となる。破損位置を特定させるためには、上・下流側発熱体の中央部での発熱比率が２：１以上必要である。さらに発熱量が最も大きい箇所（本実施例では温度ヒューズまわり）のヒータホルダ２２にザグリ部（空隙部）を設けることにより、より確実に破損位置を特定することができる。
【００６０】
さらに上記の発熱量が最も大きい箇所は通常使用時（回転時）には図４（ｃ）に示すように基板幅方向において温度ピークが下流に移動するため、温度ヒューズの作動温度には充分なマージンをもって使用することができる。よって通常時と暴走時を切り分けが可能でプリント動作時に電力供給の遮断による故障やヒータ基板の破損といった問題は発生しない。
【００６１】
次に発熱体端部の小サイズ非通紙部域における温度分布について図４（ａ）を用いて説明する。小サイズ通紙時は、非通紙域では熱が奪われない、あるいはニップ部における接触面積が少なくなる等の理由で、下流への熱移動がほとんどなくなるため、上流の発熱量が大きいと非通紙部昇温が激しくなる。図４（ａ）に示す通り小サイズの非通紙域では発熱比率を上・下流同等に設定する（幅方向発熱中心をニップ中心に設定する）ことで非通紙部の昇温を抑えることが可能となる。
【００６２】
本実施例では中央基準通紙の定着装置について説明しているが、図５に示すように片側基準通紙の定着装置においても発熱体２０ｂについて発熱比率およびトータル発熱量を上述のように設定することで同様の効果が得られる。
【００６３】
本実施例によって加熱体発熱比率を長手位置によって変化させ、それぞれの検知素子を適正な位置に設置することで、安全且つ良質な定着装置を低コストで提供することが可能となった。
【００６４】
（第２の実施例）
第１実施例のヒータ２０において、例えば小サイズ通紙域における発熱体中央部の下流側は上流側に対して発熱量を極端に少なくする必要があり、さらに発熱体の面積が大きくなれば発熱量の管理、すなわち抵抗値の管理が困難となる。さらに発熱体のペースト材料はＡｇ／Ｐｄ等の大変高価な材料を用いているため、発熱が必要ない箇所のペーストを削減することで、コストダウンに大きく影響する。
【００６５】
本実施例のヒータ２０では、図６に示すように、発熱量とペースト材料を削減するために、発熱体２０ｂを間引いたパターンにする。具体的には上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３において発熱が必要のない部分に抵抗パターン間引き部ｃを設ける。この場合でも上・下流発熱体の発熱比率は、第１実施例と同等でなければならないのはもちろんであるが、それぞれの検知素子は必ず発熱体の間引いた箇所の基板幅方向に配置しなければならない。これは抵抗値管理（発熱量管理）が確実におこなわれている、且つ温度変化が少ない箇所で温度検知を正確におこなうためである。
【００６６】
これにより正確な制御と安全性を確保し、コストダウン可能なヒータを備える定着装置を提供することができる。ただし、熱効率を維持するためにガラスコート層２０ｃを発熱パターンと逆に印刷したり、ガラスコート層２０ｃの焼成温度を高めにするなどして、ヒータの表面性を確保することが望ましい。
【００６７】
（第３の実施例）
第１及び第２実施例のヒータでは、発熱体２０ｂの長手方向における発熱比率の変更箇所（通紙可能な小サイズ通紙域中央から長手端部にかけて、発熱比率３：１の上・下流側発熱体の中央位置→発熱比率３：２の上・下流側発熱体の中央部の両端位置→発熱比率１：１の上・下流側発熱体の両端位置）を素子の位置や通紙域で段階的に規定していたため、例えば通紙域最大の記録材を通紙した時、画像に縦スジが発生したり、長手において急激な温度変化でヒータ基板に熱応力がかかり、基板やガラスコートの寿命が減少するといった不具合が生じる可能性がある。
【００６８】
本実施例のヒータ２０では、通紙可能な小サイズ通紙域中央から長手端部にかけて発熱比率を徐々に変化させることで、さらなる画質と寿命の向上をはかることを特徴とする。
【００６９】
また、安全対策用温度検知素子である温度ヒューズ３１の作動をより正確におこない、安全対策用温度検知素子が作動しなかった場合でも特定位置でヒータを破損させ、電流リークを防ぎ、この電流リークに起因する通信先コンピュータの誤動作などを防止することを特徴とする。
【００７０】
本実施例のヒータ２０においては、図７に示すように、発熱体２０ｂにおける上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３の発熱比率を連続的に変化させている。
【００７１】
ここでまず、メインサーミスタ２１ａの位置について詳細に説明する。暴走時のヒータ破損位置が、発熱体の発熱比率が上・下流側で２：１以上である（発熱比率が上・下流側で均等になると熱応力が分散し、安全素子である温度ヒューズ３１が作動しない暴走時にヒータ基板破損位置を特定することができない）ため、破損位置とメインサーミスタ２１ａ位置を一致しないように設置しなければならない（これはトライアックの１次回路と２次回路の電流リークを防ぐためである）。さらに定着フィルム回転時に適切な制御ができるのは少なくとも、下流側発熱体の発熱量に対して上流側発熱体の発熱量が１．２倍以上でなければならない。これ以上下流側発熱体に温度ピークが移動することになると制御温度にして±５ｄｅｇ以上の誤差が生じてしまう。よってメインサーミスタ２１ａ位置は上・下流側発熱体の発熱比率が２：１以下１．２：１以上でなければならない。
【００７２】
さらに小サイズ通紙時の端部昇温を防止するため、図７に示すように上・下流側発熱体端部の発熱比率は１：１でなければならない。
【００７３】
本実施例では、中央基準通紙の場合について説明しているが、片側基準通紙の場合においても本例と同様な構成とすることで同様の効果が得られる。さらに上・下流側発熱体の発熱比率は基板幅方向の面積に限らず、厚みや材料を変更することによって抵抗値をコントロールし、発熱量を変えても同様の効果があるのはもちろんのことである。
【００７４】
本実施例により、さらに画像不良や耐久による不具合を生じることがなく、また温度分布が急激に変化することがないので、発熱分布すなわち抵抗値分布の規格緩和が可能となるため、より低コストなヒータを備える定着装置を提供することが可能となる。
【００７５】
（第４の実施例）
第１、第２及び第３実施例では、上・下流側の発熱体の発熱比率を変化させたヒータ２０の一例を示したが、本実施例ではヒータ基板上の発熱体位置を上下流方向に振って配置することで、さらなる低コスト化と高品質を実現させることを特徴とする。
【００７６】
本実施例のヒータ２０では、図８に示す発熱体２０ｂの上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３の幅寸法は長手にわたり一定である。ただし、上・下流側発熱体の発熱比率は異なり、図９（ａ）・（ｂ）・（ｃ）に示すそれぞれの検知素子位置とヒータ基板上の温度分布が適正になるように基板２０ａ上で上・下流側発熱体２０ｂ２・２０ｂ３を上流方向に対してＶ字型に配置している。上・下流側発熱体の発熱比率は長手にわたり１：１であるが、該発熱体はＶ字型で上流方向に偏って配置されているため、基板上・下流側の発熱比率は異なり、温度分布は図９（ａ）・（ｂ）・（ｃ）に示すとおり発熱体の発熱比率を振った時と同等の温度分布が実現できる。
【００７７】
本実施例では発熱比率として１：１を用いているが、例えば上・下流側発熱体の発熱比率を振って配置の偏りを少なくしたり、逆に該発熱体の発熱比率を２：３など適宜設定することで下流側の発熱量を大きくして、上・下流側発熱体の配置を極端に上流に偏らせることや、発熱体の発熱比率と配置を適宜組み合わせることも可能である。ただし、温度分布と検知素子位置は（ａ）・（ｂ）・（ｃ）に示す通りでなければならないのはもちろんである。
【００７８】
本実施例により、画像品質、製品安全性を保ったまま、第１実施例・第３実施例に示すヒータに対して発熱体ペースト材料を概ね３割以上削減することができる。
【００７９】
もちろん片側基準通紙の場合は、小サイズ通紙域中央部を中心に上・下流側発熱体をＶ字型に配置することで同様の効果が得られる。
【００８０】
本実施例により、さらに高品質・安全で低コストな加熱装置、そして画像形成装置を提供することが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態に示す加熱体としてのヒータは一端側で接続した複数の発熱体として上・下流側発熱体を有し、各々の発熱体は基板長手方向（加熱体長手方向）の位置によって異なる発熱分布を有し、且つ被加熱材としての記録材の通紙方向における複数の発熱体のトータル発熱量は均一であるように抵抗値や配置を設定したので、適正な温度検知ができるとともに、暴走時や小サイズ通紙時の安全を確保することができるという効果がある。
【００８２】
また、ヒータの発熱比率を、通紙方向上流側で、且つ通紙可能な小サイズ被加熱材の通紙域中央部の発熱量が最も大きくなるように設定し、その箇所の加熱体保持部材に空隙部を設け、さらに安全対策用温度検知素子を設けたので、定着装置において、より確実に通常時と暴走時の安全を確保することができるという効果がある。
【００８３】
また、ヒータの長手方向端部は、発熱量を上下流同等に設定し、さらに上流側発熱体の発熱量が下流側発熱体の発熱量に対して、１．２倍以上２倍以下になる箇所に温度検知素子を設けて制御することで、定着装置において、通紙中はもちろん、小サイズ通紙の非通紙部昇温に対しても、より正確な制御と昇温対策が可能になるという効果がある。
【００８４】
また、記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有し、前記定着手段として前記加熱装置を用いるように画像形成装置を構成したので、長寿命で画質劣化がなく小型化・低コスト化に対応可能な画像形成装置を得ることができるという効果がある。
【００８５】
（その他）
１）本発明の加熱体において発熱体２０ｂは上・下流発熱量の２つに限られず、２つ以上であってもよい。また発熱比率は本例のものに限られず、必要に応じて適宜設定してよい。
【００８６】
２）本発明の加熱体はフィルム加熱方式の加熱装置に限られず、加熱体保持部材に保持させた加熱体を被加熱材に直接接触あるいは近接させて加熱する等の加熱装置等にも適用できる。
【００８７】
３）また本発明の加熱装置は加熱定着装置としてばかりでなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱してツヤ等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置、シート状物を給送して乾燥処理・ラミネート処理・しわ取り熱プレス処理する等の加熱装置、インクジェットプリンタ等に用いられる乾燥用の加熱装置等として広く使用できる。
【００８８】
４）また本発明の加熱装置をフィルム加熱方式の加熱定着装置として用いる場合、セラミックヒータ及び定着フィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さくできる（省電力）などの利点がある。
【００８９】
また、本発明の加熱装置において、円筒状もしくはエンドレス状の定着フィルムの駆動方法としては、第一実施例で述べたように、定着フィルムを保持するヒータホルダと加圧ローラとで圧接された定着フィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方法（加圧ローラ駆動方式）の他に、駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレス状の定着フィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させる方法（定着フイルム駆動方式）を適宜採用してよい。
【００９０】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加熱体によれば、正確な温度検知が可能となり、適切な温度制御を行うことができる。
【００９２】
また、該加熱体を具備する加熱装置、該加熱装置を具備する画像形成装置の信頼性・耐久性等を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における画像形成装置の概略構成を示す縦断面図
【図２】第１実施例における加熱装置としての定着装置の概略構成を示す縦断面図
【図３】図２に示す定着装置に用いるヒータの第１実施例を示し、中央基準通紙の場合におけるヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率および温度検知素子の配置例を示す説明図
【図４】図３に示すヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率と温度検知素子の配置位置での温度分布の説明図
【図５】図２に示す定着装置に用いるヒータの第１実施例の他の例を示し、片側基準通紙の場合におけるヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率および温度検知素子の配置例を示す説明図
【図６】ヒータの第２実施例を示し、ヒータ基板上の上・下流側発熱体パターンおよび温度検知素子の配置例を示す説明図
【図７】ヒータの第３実施例を示し、中央基準通紙の場合におけるヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率および温度検知素子の配置例を示す説明図
【図８】ヒータの第４実施例を示し、中央基準通紙の場合におけるヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率および温度検知素子の配置例を示す説明図
【図９】図８に示すヒータ基板上の上・下流側発熱体の発熱比率と温度検知素子の配置位置での温度分布の説明図
【図１０】従来例に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図
【図１１】従来例に係る定着装置のヒータを示し、ヒータ基板上の発熱体パターンおよび温度検知素子の配置を示す説明図
【符号の説明】
１：像担持体（感光ドラム）、２：帯電装置（帯電ローラ）、
３：露光手段、４：現像装置、５：転写装置（転写ローラ）、
６：クリーニング装置、７：給紙カセット、８：搬送ローラ、
９：トップセンサー、１０：搬送ガイド、１１：定着装置、
１２：搬送ローラ、１３：排紙ローラ、１４：排紙トレイ、
１５：給紙ローラ、２０：加熱体（セラミックヒータ）、
２０ａ：ヒータ基板、２０ｂ：発熱体、２０ｂ１：接続部、
２１ｂ２：第一発熱体（上流側発熱体）、
２１ｂ３：第二発熱体（下流側発熱体）、
２１：温度検知素子（サーミスタ）、２２：ヒータホルダ、
２３：ＣＰＵ、２４：トライアック、
２５：定着回転体（定着フィルム）、
２６：定着回転体（加圧ローラ）、２７：温度制御手段、
２８：回転制御手段、２９：モータ、３０：ＣＰＵ、
３１：温度ヒューズ、Ｎ：定着ニップ部、Ｐ：記録材。
【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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