(57)【要約】【課題】  本構成における目的は、ヒータ上の発熱体ペースト量を効率低減させた状態で、熱効率の高いヒータを使用した上で、定着器長手方向の通紙領域及び非通紙領域の温度差を減少させることで、定着性良好温度と定着器破壊温度のマージンを向上させ、かつ加熱体の低コスト化を図ることにある。【解決手段】  熱圧力定着器で用いる加熱体において、前記加熱体には、被加熱材の導入方向に対し垂直方向に伸びる導体を導入方向に複数有し、前記導体の間に抵抗体を形成し、前記抵抗体を間引くことを特徴とする。【選択図】  図１
2005209493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体を有する加熱部材に弾性部材を圧接させてニップを形成し、前記ニップ部に導入された被加熱材を挟持搬送し、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置で、前記加熱体には、被加熱材の導入方向に対し垂直方向に伸びる導体を導入方向に複数有し、前記導体の間に抵抗体を形成する加熱装置において、
前記連続する導体の間には前記抵抗体が形成され、前記抵抗体は間引かれていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記抵抗体存在領域において（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞６７％以上である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】
前記抵抗体の間引きは、抵抗体存在領域のある任意の導入方向に対し、少なくとも抵抗体が存在する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４】
前記間引きは、斜めに形成されることを特徴とする請求項１と３のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項５】
前記抵抗体存在領域において（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞30％以上であることを特徴とする請求項３から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持させた未定着像を前記記録材に加熱定着させる定着手段とを有し、前記定着手段が請求項１から５のいずれかに記載の加熱定着装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか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、加熱体を有する加熱部材に弾性部材を圧接させてニップを形成し、前記ニップ部に導入された被加熱材を挟持搬送し、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置、及び前記加熱装置を被加熱材としての記録材に形成担持させた未定着像を前記記録材に加熱定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱装置を、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させてトナー画像を記録材に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）として適用した例について説明する。
【０００３】
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は熱ローラ方式の加熱装置が広く用いられていた。
【０００４】
近年は、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。このフィルムの加熱方式の加熱装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号公報などに提案されている。
【０００５】
このフィルム加熱方式の加熱装置は、図６に示すように、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）１３を内包したフィルム（回転体）１２、このフィルム１２に圧接された別の回転体としての加圧ローラ１８を不図示の支持部材（以後ステイと称する）１１に支持させ、両回転体１２、１８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１３は、耐熱性の基材１４（以下、ヒータ基板と称する）上に膜厚印刷によって発熱体１５（抵抗体パターンとも称する）を形成し、加圧ニップ部Ｎに対応するヒータ摺動部材面には、ガラスコート層１６など、耐圧性、耐熱性、低摩擦性の摺動部材を配設してある。
【０００６】
さらに、発熱体１５の配置を平面で示したものが図７である。図７（ａ）に示すようにヒータ基板１４に対して発熱体１５は同等の抵抗値で往復に配置されている。あるいは図７（ｂ）に示すように往路は発熱体１５で形成され、復路は導体２１で設定されている場合もある。２３は電極を表している。
【０００７】
即ち、ヒータ１３と、加圧部材としての加圧ローラ１８との間に耐熱性フィルム１２（定着フィルム・定着ベルト・フィルムとも称する）を挟ませて圧接ニップ部Ｎ（加圧ニップ部、定着ニップ部）を形成させ、前記圧接ニップ部Ｎのフィルム１２と加圧ローラ１８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フィルム１２と一緒に挟持搬送させることで、圧接ニップ部Ｎにおいてヒータ１３の熱を、フィルム１２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記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００８】
また、上記定着装置として適用する加熱装置は、例えば画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改善する装置や仮定着処理する装置などとしても使用できる。
【０００９】
このフィルム加熱方式の加熱装置は、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。
【００１０】
フィルム加熱方式の加熱装置において、回転体としての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、定着フィルム内周面を案内するフィルムガイド部材（フィルム支持部材）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）や、逆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（定着フィルム駆動方式）等がある。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年、複写機・プリンタ等の画像形成装置は、プリントスピードのＵＰ、省エネやクイック立ち上げ、コンパクト化とさまざまな課題が求められている。各パーツのスピードアップに伴い、定着温度が上昇し、クイックスタートを実現するために、ヒータの熱応答性の向上や、低熱容量化が図られている。その結果、通紙した際に、比較的定着器の熱が紙に奪われる、定着ニップ部に紙がある領域（通紙領域）と、紙に熱が奪われない紙がない領域（非通紙領域）との温度差が大きくなってくるため、定着器の長手幅に対し、比較的小さい紙（小サイズ紙）を通紙した際には、定着器の長手方向において温度差が大きくなる。これは、紙の定着性確保可能温度と、定着装置の破壊温度とのマージンが小さくなっていることを示しており、現状は、この温度差を小さくするために、比較的大きな紙（フルサイズ紙）を通紙する際に比べ、比較的小さな紙を通紙する際には、プリントスピードを下げて熱の緩和時間を稼いでいる場合が多い。また、その際は、無駄な熱が発生するため、画像形成装置の機内温度が上昇し、各パーツへの熱ダメージを引き起こす原因となる。その結果、コンパクト化を図ることが難しくなっている。
【００１２】
また、近年、低コスト化が求められており、従来は、ヒータの小型化によるコストダウンなどが行われてきたが、基板幅も数ｍｍまで小さくなってきており、これ以上の取り数増加もあまりコストダウンに影響しない状況になってきている。
【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、コストダウンを実現した状態で、通紙状態と、非通紙状態の温度差を、それぞれのヒータの発熱量を抑えることで、定着性と定着装置の破壊温度とのマージンを確保し、小サイズ紙通紙時においても、プリントスピードをフルサイズと同等レベルまで引き上げることを目的とする。さらには、無駄な熱を省き、省エネや、コンパクト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
１  加熱体を有する加熱部材に弾性部材を圧接させてニップを形成し、前記ニップ部に導入された被加熱材を挟持搬送し、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置で、前記加熱体には、被加熱材の導入方向に対し垂直方向に伸びる導体を導入方向に複数有し、前記導体の間に抵抗体を形成する加熱装置において、
前記連続する導体の間には前記抵抗体が形成され、前記抵抗体は間引かれていることを特徴とする加熱装置。
【００１５】
２  前記抵抗体存在領域において（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞６６％以上であることを特徴とする１に記載の画像形成装置。
【００１６】
３  前記抵抗体の間引きは、抵抗体存在領域のある任意の導入方向に対し、少なくとも抵抗体が存在することを特徴とする１に記載の画像形成装置。
【００１７】
４  前記間引きは、斜めに形成されることを特徴とする１と３のいずれかに記載の加熱装置。
【００１８】
５  前記抵抗体存在領域において（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞30％以上であることを特徴とする請求項３から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１９】
６  記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、前記記録材に形成担持させた未定着像を前記記録材に加熱定着させる定着手段とを有し、前記定着手段が請求項１から５のいずれかに記載の加熱定着装置であることを特徴とする１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
ヒータ基板の搬送方向に垂直方向に、導体を少なくとも２本以上形成させ、その間に、発熱体を形成させる。この構成により、小サイズを通紙した際に、通紙領域と非通紙領域で温度分布が変わってしまう場合でも、発熱体の抵抗の温度特性により、温度が上昇するところでは、抵抗が上昇することで、発熱量が抑制される。
【００２１】
また、発熱体を間引いた状態で、ヒータ基板内に広く配設することで、少ない発熱体面積で広い発熱体エリアを形成することができる。その際、（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞６６％以上であれば、ヒータの幅方向を含め温度ムラによる定着性のムラを少なくすることができる。
【００２２】
また、ヒータの通紙方向に対し、必ず発熱体を設けることで、ヒータの幅方向を含めて長手の温度ムラを少なくすることができるため、定着性を安定して確保できる。
【００２３】
また、斜めに間引くことで、ヒータの幅方向を含めて長手の温度ムラをさらに少なくすることができる。
【００２４】
また、（抵抗体領域）／（抵抗体存在領域）＞30％以上とすることで、ヒータの幅方向を含め温度ムラによる定着性のムラを少なくすることができる。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、ヒータ基板内の発熱面積を、発熱体を効率的に間引くことで、少ない発熱体面積で広く発熱面積を取ることが可能で、低コストで発熱効率の高いヒータを形成することができる。さらに、ニップ長手方向に渡る通紙状態の領域と、非通紙状態の領域の温度差を、それぞれのヒータの発熱量を抑えることができ、定着性と定着装置の破壊温度とのマージンを確保し、小サイズ紙通紙時においても、プリントスピードをフルサイズと同等レベルまで引き上げることができる。さらには、無駄な熱を省き、省エネや、コンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施例１）
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用の複写機もしくはプリンタである。
【００２７】
１は矢示の時計方向に所定のプロセススピードをもって回転駆動される、潜像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。Ｍ１はこの感光ドラム１等を駆動する画像形成装置本体メインモータである。１０３は該モータＭ１のコントローラであり、ＣＰＵ１００によって制御される。この感光ドラム１は外径約２４ｍｍで、その回転過程で一次帯電手段（本例は帯電ローラ）２により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理される。その帯電処理面に対して不図示の露光装置（原稿画像のスリット結像露光手段、レーザビーム走査露光手段等）により光像露光Ｌがなされて目的の画像情報の静電潜像が形成される。次いでその潜像が現像手段３によってトナー像として可視化される。そのトナー像が、感光ドラム１と、転写手段としての転写ローラ４の圧接ニップ部である転写部Ｔ（以下転写ニップと記す）に不図示の給紙手段部から所定のタイミングで給送された記録材Ｐに順次に転写されていく。転写ローラ4へは電源７と不図示の制御回路により定電圧制御されている。転写部Ｔでトナー像の転写を受けた被記録材Ｐは感光ドラム１面から分離されて、後述する加熱装置である画像加熱定着装置８へ搬送されてトナー像の加熱定着処理を受け、画像形成物（コピー，プリント）として出力される。現像手段、転写ローラは、不図示電源により、バイアスが供給され、その供給されるタイミングは、センサ6（以下TOPセンサと称す）のON、OFF信号に基づいて制御される。本実施例では、TOPセンサとしてフォトインタラプターを使用した。被記録材Ｐへのトナー像転写後の感光ドラム１面はクリーニング手段５にて転写残りトナー等の残存付着物の除去処理を受け、繰り返して作像に供される。
【００２８】
（２）定着装置８
本例の定着装置８は加圧部材駆動式・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（特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４４８４号公報等）。１１は耐熱性樹脂製の横長ステイであり、下記のエンドレス耐熱性フィルム（定着フィルム）１２の内面ガイド部材となる。エンドレスの耐熱性フィルム１２は、加熱体としてのヒータ１３を含む上記ステイ１１に外嵌させてある。このエンドレスの耐熱性フィルム１２の内周長とヒータ１３を含むステイ１１の外周長はフィルム１２の方を例えば約３ｍｍ程大きくしてあり、従ってフィルム１２はヒータ１３を含むステイ１１に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌している。フィルム１２は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるため、その膜厚は総厚約４０〜１００μｍ程度とし、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＩ・ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等の単層、あるいはポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施例ではポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電剤を添加したコート層を設けたものであるが、特にこれにこだわらない。金属等で形成される素管等を用いても良い。加熱体としてのヒータ１３は、高熱伝導材であるアルミナ及び窒化アルミ等でできたヒータ基板１４の表面の略中央部に長手に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料（発熱体）１５を厚み約数十μｍにスクリーン印刷等により塗工し、その上に保護層１６としてガラスやフッ素樹脂等をコートしている。１８はヒータ１３との間でフィルム１２を挟んで圧接ニップである定着部Ｎを形成し、フィルム１２を駆動する回転体としてのフィルム加圧ローラであり、アルミニウム・鉄・ステンレス等の芯軸１９と、この軸に外装したシリコンゴム等の離型性のよい耐熱ゴム弾性体からなる、肉厚３ｍｍ、外径２０ｍｍのローラ部２０とからなる。また、表面には被記録材Ｐ、定着フィルム１２の搬送性、トナーの汚れ防止の理由からフッ素樹脂を分散させたコート層を設けてある。芯金１９の端部が定着装置駆動用モータＭ２により駆動されることで矢示の反時計方向に回転駆動され、この加圧ローラ１８の回転駆動によりエンドレスの耐熱性フィルム１２がその内面がヒータ１３の面に密着摺動しながら矢示の時計方向に回転駆動される。エンドレスの耐熱性フィルム１２は非駆動時においてはヒータ１３と加圧ローラ１８との圧接ニップ部Ｎに挟まれている部分を除く残余の大部分の略全周長部分がテンションフリーである。加圧ローラ１８が回転駆動されるとニップ部Ｎにおいてフィルム１２に回転加圧ローラ１８との摩擦力で移動力がかかり、フィルム１２が加圧ローラ１８の回転周速と略同速度をもってフィルム内面がヒータ１３面（＝保護層１６面）を摺動しつつ時計方向に回転駆動される。このフィルム駆動時においてはニップ部Ｎとこのニップ部Ｎよりもフィルム移動方向上流側であって、このニップ部近傍のフィルム内面ガイド部分とニップ部の間の部分のみにおいてフィルムにテンションが加わる。
【００２９】
このようにフィルムを、余裕をもって懸回して駆動することで、該フィルムの回転過程におけるヒー長手に沿う寄り移動力を小さくしてフィルムの寄り移動制御手段を簡略化し、また駆動トルクも小さくして、装置の簡素化、小型化、低コスト化等を図ることができる。
【００３０】
而して、上記のフィルム駆動とヒータ１３の発熱体層１５への通電を行なわせた状態において、未定着トナー像を担持した被記録材Ｐが定着部であるニップ部Ｎの回転フィルム１２と回転加圧ローラ１８との間に像担持面上向きで導入されると、被記録材Ｐはフィルム１２と一緒にニップ部Ｎを通過していき、該ニップ部Ｎにおいてフィルム内面に接しているヒータ１３の熱エネルギーがフィルム１２を介して被記録材Ｐに付与されて、またニップ部Ｎにおける加圧力によりトナー像の熱定着がなされる。
【００３１】
ヒータ１３は発熱体層１５の長手両端間に電圧印加（電力供給）がなされることで該発熱体層１５が発熱し、基板１４が加熱され、低熱容量であるヒータ１３全体が温度立ち上りよく急速昇温する。ヒータ１３の温度制御はヒータ１３上に設けられたサーミスタ１７の出力をＡ／Ｄ変換しＣＰＵ１００に取り込み、その情報をもとにトライアック１０１によりヒータ１３の発熱体層１５に通電するＡＣ電圧を位相・波数制御等によりヒータ通電電力を制御することで行なう。ＳはＡＣ電源である。
【００３２】
サーミスタ１７の位置は、安定した定着性を確保するために、ヒータ１３の被記録材搬送基準部付近として常に被記録材通紙部の温度を検知させ、該サーミスタ１７の検知温度が所定の設定温度より低いとヒータ１３が昇温するように、また高い場合はヒータ１３が降温するように通電を制御することで、ヒータ１３はその通紙部が定着時一定温調される。
【００３３】
（ヒータ）
図２Ａ、２Ｂは、本実施例の加熱装置におけるヒータ１３の拡大図である。１３は、例えばAgやAg/Pt等の電気導電材料（導体）で、ヒータ基板１４の表面の略中央部に長手約２２０ｍｍ程度に沿って、約１０mmのヒータ基板幅方向に対して、ヒータ基板表面に幅約１mm程度で厚み約数十μm程度のパターンをスクリーン印刷等により塗工されている。１５は、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等のPTC特性をもつ電気抵抗材料（発熱体）で、前記２本の導体２１間、約７mm程度に渡り、通紙方向に対し、縦に間引いたパターンで、厚み約数十μｍにスクリーン印刷等により塗工している。間引きは、ヒータ基板長手方向に対し０.５ｍｍで間引かれている。発熱体はヒータ基板長手方向に１.０ｍｍで形成している。２２は、ヒータ基板１４の貫通穴で、貫通穴２２内にも導体を形成させ、ヒータ基板の裏面に導通経路をもうけ、もう一方の電極部分２３に繋がっている。片側に電極をまとめることで、電極部分２３へのコネクター形状を簡易化することができる上に、ヒータ基板１４内に効率的に発熱体１５を配することができる。ただし、特に貫通穴２２を設けなくとも基板の表面上にもう一本導通経路を配し電極に結んでも良く、両側に電極を設けても同等の効果が得られる。以上を含め、本発明に説明しているパターンを、以後説明の簡略化のため「通紙方向通電パターン」と呼ぶ事にする。
【００３４】
次に、ヒータの通電方向について説明する。
【００３５】
従来の発熱体１５をヒータ基板１４長手に対し往復させる構成では、小サイズ紙を通紙した際、通紙部は、紙へ熱が奪われることにより比較的熱が下がるが、長手の非通紙部は、熱が奪われないため温度が上昇していく傾向にある。用いられている、発熱体は、一般的にPTC特性をもつため、発熱するほど抵抗が上昇するためである。しかしながら本実施の形態では、同様なPTC特性をもつ発熱体を用いても、ヒータ基板１４に対して、長手方向だけでなく通紙方向に電流の流れが形成されるため、非通紙部等の温度が上昇する領域では、発熱体１５への電流が流れにくくなり、電流は導体を経由し温度が比較的低くなる通紙部の発熱体１５へ流れる。そのため、非通紙部では温度が上昇しづらくなり、通紙部では逆に温度が上昇しやすくなるという特性が発生する。本実施例において、導体と発熱体の体積抵抗比率として、約１０００倍以上のものを用い、点Ａ及び点Ｂ及び点Cでの抵抗関係は、（B−A間）/（C−A間）の比がおよそ９０％程度となるように設定している。これにより、発熱体の長手方向の端部と中央部での温度差を縮小でき、一様な発熱分布が得られるためである。また、（B−A間）/（C−A間）の抵抗比を９０％程度としたが、９０％以上であればさらに良好な傾向となる。
【００３６】
また、この抵抗比率を出すために、本実施例のヒータ基板構成においては、発熱体１５と導体２１の体積抵抗で調整したが、ヒータ基板構成を変え、発熱体及び導体の幅、厚み、長さ等のパターン等で実現しても同等の効果が得られる。また、さらには、図４のように、長手方向に導体を複数に分割し設け、隣り合う、通紙方向通電パターンの導体部を互い違いに直列につないで、各通紙方向通電パターン部において、上記の抵抗比率を満たしても同等の効果が得られる。
【００３７】
本実施例においては、通紙方向通電パターンのみでヒータを構成することを中心に説明してきたが、このパターンをヒータ長手方向に発熱体を往復させるパターンと組み合わせても同様な効果は得られる。
【００３８】
次に、従来の発熱体往復パターンと、本実施例の発熱体の搬送方向通電パターンとの比較を行なう。
【００３９】
従来例とする発熱体往復パターンは図３に記載しているものを用いた。ヒータ基板１４幅は、約１０mmで、長手方向は２２０ｍｍである。ヒータ基板１４に対し、電極は片側に配され、電極を形成するものは、導体でその先には、約１mm程度の幅の発熱体１５が往復に配されている。発熱体１５の厚みは、数十μmで形成され、ほぼ、導体２１と発熱体１５の厚みは同等である。
【００４０】
また、比較例１、２として、実施例１の構成において間引き比率が異なるものの結果を載せる。比較例１はヒータ長手に対し間引き幅約２.０ｍｍ、発熱体幅約１.０ｍｍで発熱体比率約３３％のもの、比較例２はヒータ長手に対し間引き幅約１.０ｍｍ、発熱体幅約１.０ｍｍで発熱体比率約５０％のもの、これらのヒータを比較として、定着器に組み込んだ際に定着ニップに紙を通紙させた時の、ヒータの長手に対する非通紙部と通紙部との加圧ローラの表面温度と、定着性サンプルとして、ＨＴパターンを通紙した際の定着性ムラ（濃度低下率の最悪と最小の差）比較した。本実施例における定着性の物理量は、濃度低下率であり、HTパターンのこする前の濃度に対する、こすった後の濃度の低下率である。
【００４１】
加圧ローラ表面温度測定の条件としては、室温23度、湿度50％の環境下において、はがきを連続１０枚通紙した際の温度差である。加圧ローラの表面温度は、加圧ローラに、耐熱性の繊維で形成されたフェルトを当接し、加圧ローラとフェルトの間に熱電対を配し、その値を測定した。ヒータの制御としては、通紙領域のヒータ裏面にサーミスタを配し、それを温調している。また、各ヒータにおいて電力が同等になるように設定を行い、同じ温調制御とした。
【００４２】
また、定着性ムラ測定の条件としては、室温15度、湿度10％の環境下において、フルサイズ紙を１０枚通紙した際のものである。使用した紙種は、NeenahBond60ｇ紙のLTRサイズである。それぞれ１枚ごとの、最良部分と最悪部分の定着性を算出し、その差分を定着性ムラと規定し、下表では、その値が１０枚の中で最も大きいものを定着性ムラとした。
【００４３】
以下の表１に比較の結果を示す。
【００４４】
【表１】
2005209493.tif 000003
【００４５】
従来例の構成では、はがき等の小サイズ紙を通紙した際、通紙部が１３０度に比べ非通紙部で２３０度となっており、比率で約１７７％程度、非通紙部で昇温していたのに対し、本実施例の構成では、通紙部が１４０度時に非通紙部で１８０度となって、比率で約１２９％まで減少していることがわかる。また、本実施の構成における、その温度差は、従来で1００度、本実施例で４０度となり、ヒータ長手方向の通紙部及び非通紙部の温度差に関して、６０度のマージンアップが図られている。また、比較例１や比較例２は、本実施例と、通紙部と、非通紙部の温度差はほぼ同等なものの、定着ムラが従来例、実施例１よりも悪かった。これは、ヒータ長手に対し、発熱体領域が足りず、局所的に温度が低くなる場所が存在するためである。本実施例で規定した、定着性ムラの閾値は約１５％であった。これより大きいと、定着温度が高すぎることによるオフセットと、定着性の両立が図れなくなる。
【００４６】
以上説明した本実施例の構成により、小サイズ等を定着器に通紙した際の、定着器の長手における通紙部と非通紙部の温度差を減少させることが可能となるため、小サイズの定着性確保温度と定着器破壊温度とのマージンが上昇する。これにより、現状、定着器の長手サイズに比べ、比較的小さな小サイズ紙においてプリントスピードを、アップさせることが可能となる。また、間引きをして、発熱体をヒータに効率的に配設することで、高効率でかつ低コストのヒータを用いて以上の効果を生み出すことが可能となる。
【００４７】
また、本実施例においてフィルム駆動方式の熱加圧定着装置における実施例を示したが、他の定着装置において、同様な構成を採用してもよい。ヒータを平板基板上に置いたが、本実施例内でのフィルム部にヒータを持つような構成においても同様な効果が見られる。
【００４８】
また、本実施例では、ヒータ基板に対して、発熱体面をフィルム側に設定しているが、裏面にしても同等の効果が得られる。
【００４９】
（実施例２）
実施例１では、通紙方向に対し発熱体を縦に間引いて、発熱体の量を減らしているが、本実施例では、さらに発熱体を間引ける構成を提案するものである。図５に本実施例のヒータを表す。実施例２の構成は実施例１とほぼ同一の構成であるが、実施例２では、発熱体が存在する領域において、それぞれの通紙方向で発熱体領域は概ね同程度となるようにしている。斜めに間引くことを特徴とする。
図５の間引きは、通紙領域に対し斜め方向に行われている。それぞれの発熱体の幅は、長手方向に対し１.０ｍｍとし、発熱体幅も同様の１.０ｍｍとしている。
【００５０】
次に本実施例の効果を説明する。
【００５１】
また、比較例３として、実施例２の構成において間引き比率が異なるものの結果を載せる。比較例３はヒータ長手に対し間引き幅約４.０ｍｍ、発熱体幅約１.０ｍｍで発熱体比率約２０％のもの、比較例４はヒータ長手に対し間引き幅約２.３ｍｍ、発熱体幅約１.０ｍｍで発熱体比率約３０％のものである。
【００５２】
これらのヒータを比較として、定着器に組み込んだ際に定着ニップに紙を通紙させた時の、ヒータの長手に対する非通紙部と通紙部との加圧ローラの表面温度と、定着性サンプルとして、ＨＴパターンを通紙した際の定着性ムラ（濃度低下率の最悪と最小の差）比較した。
【００５３】
条件としては、室温23度、湿度50％の環境下において、はがきを連続１０枚通紙した際の温度差である。加圧ローラの表面温度は、加圧ローラに、耐熱性の繊維で形成されたフェルトを当接し、加圧ローラとフェルトの間に熱電対を配し、その値を測定した。ヒータの制御としては、通紙領域のヒータ裏面にサーミスタを配し、それを温調している。また、各ヒータにおいて電力が同等になるように設定を行い、同じ温調制御とした。
【００５４】
これらのヒータを比較として、定着器に組み込んだ際に定着ニップに紙を通紙させた時の、ヒータの長手に対する非通紙部と通紙部との加圧ローラの表面温度を比較した。
【００５５】
測定条件は実施例１と同等である。
【００５６】
以下の表２に比較の結果を示す。
【００５７】
【表２】
2005209493.tif 000004
【００５８】
まずは、小サイズ紙通紙時の通紙部と非通紙部との温度差は、いずれの項目においても４０度程度であり、非通紙部の昇温を防止する事に関しては、いずれも良好でほぼ同等であった。
【００５９】
次に、定着性ムラに関しては、実施例１と比較し本実施例は同等以上の効果があることが確認できる。本実施例の構成である、発熱体量を間引き率５０％で、実施の構成１と同等以上の定着ムラを達成できている。比較例３は、非通紙部と、通紙部の温度差はほぼ同等なものの、ヒータ長手での定着ムラが２５％であり、閾値である15％を超えていた。これは、実施例１同様ヒータ長手に対し、ヒータ面側に、温度ムラが存在することから、定着ムラが発生している。また、比較例４は、実施例１と同程度で定着ムラも本実施例で規定した15％以内で収まっていることから実使用上OKであった。
【００６０】
以上説明した本実施例の構成により、小サイズ等を定着器に通紙した際の、定着器の長手における通紙部と非通紙部の温度差を減少させることが可能となるため、小サイズの定着性確保温度と定着器破壊温度とのマージンが上昇する。これにより、現状、定着器の長手サイズに比べ、比較的小さな小サイズ紙においてプリントスピードを、アップさせることが可能となる。また、間引きをして、発熱体をヒータに効率的に配設することで、高効率でかつ低コストのヒータを用いて以上の効果を生み出すことが可能となる。
【００６１】
また、本実施例においてフィルム駆動方式の熱加圧定着装置における実施例を示したが、他の定着装置において、同様な構成を採用してもよい。ヒータを平板基板上に置いたが、本実施例内でのフィルム部にヒータを持つような構成においても同様な効果が見られる。
【００６２】
また、本実施の形態では、幅方向全域に斜めに連続的に間引いているが、幅方向に分割して複数の間引き個所を設けても同等の効果が得られる。また、市松模様のように間引いても良い。
【００６３】
また、本実施例では、ヒータ基板に対して、発熱体面をフィルム側に設定しているが、裏面にしても同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例１の発明での画像形成装置の概略図を表す図である。
【図２】実施例１の発明での加熱体（ヒータ）を表す図である。
【図３】実施例１の発明の比較例として用いる加熱体（ヒータ）を表す図である。
【図４】実施例１の発明での加熱体（ヒータ）を表す図である。
【図５】実施例２の発明での加熱体（ヒータ）を表す図である。
【図６】従来例の定着器構成を表す図である。
【図７】従来例のヒータ構成を表す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  現像手段
４  転写ローラ
８  加熱定着装置
１３  ヒータ
１４  ヒータ基板
１５  発熱体
１６  保護層
１８  加圧ローラ
２１  導体
２２  貫通穴
２３  電極
【図１】
2005209493.tif 000005
【図２】
2005209493.tif 000006
【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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