(57)【要約】【課題】  ヒータの温度ムラを低減する。【解決手段】  本発明のヒータは、基板と、基板に基板の長手方向に沿って設けられた第１導電体及び第２導電体と、第１導電体と第２導電体の間に設けられており第１導電体と第２導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、電力を供給するための導電部材が接続される電極と、を有し、発熱体の電極が設けられた位置に対応する領域の発熱量がその他の領域の発熱量よりも大きく設定されているものである。【選択図】  図３
2017054103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に前記基板の長手方向に沿って設けられた第１導電体と、
前記基板の前記第１導電体とは前記基板の短手方向で異なる位置に設けられた第２導電体と、
前記第１導電体と前記第２導電体の間に設けられており前記第１導電体と前記第２導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、
前記発熱体へ電力を供給するための導電部材が接続される電極と、
を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記発熱体の前記電極が設けられた位置に対応する領域の発熱量がその他の領域の発熱量よりも大きく設定されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記電極は前記長手方向において前記発熱体が設けられた領域内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３】
前記ヒータは、前記第１導電体と、前記第２導電体と、前記発熱体と、前記電極と、の組から成る発熱ブロックを前記長手方向において複数有することを特徴とする請求項１又は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、記録材に形成された画像を前記フィルムを介した前記ヒータの熱で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】
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、記録材に形成された画像を前記フィルムを介した前記ヒータの熱で加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、基板と、前記基板上に前記基板の長手方向において互いに異なる位置に形成されている第１〜第４の発熱ブロックを有し、
前記第１〜第４の発熱ブロックは、前記長手方向に沿って、この順に並んでおり、
前記装置は更に、前記第２の発熱ブロックと前記第３の発熱ブロックを駆動する第１の駆動素子と、前記第１の発熱ブロックと前記第４の発熱ブロックを駆動する第２の駆動素子と、前記第２の発熱ブロックの温度を検知する第１の温度検知素子と、前記第４の発熱ブロックの温度を検知する第２の温度検知素子と、を有し、
前記第１の発熱ブロックと前記第３の発熱ブロックには温度検知素子が設けられていないことを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
前記装置は更に、前記フィルムの内部空間に配置されており前記ヒータを保持する保持部材を有し、前記保持部材には前記第１及び第２の温度検知素子を夫々挿入する穴が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記装置は更に、前記保持部材を補強するステーを有し、前記第１及び第２の温度検知素子は前記保持部材と前記ステーで囲まれた空間に配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記第１の温度検知素子に繋がっているケーブルと、前記第２の温度検知素子に繋がっているケーブルは、前記空間から外へ、前記長手方向において互いに異なる方向から引き出されていることを特徴とする請求項５〜７いずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記第１の発熱ブロックと第４の発熱ブロックは、記録材の搬送基準位置を境に対称に配置されており、前記第２の発熱ブロックと第３の発熱ブロックは、前記搬送基準位置を境に対称に配置されていることを特徴とする請求項５〜８いずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記発熱ブロックは、前記基板に前記長手方向に沿って設けられた第１導電体及び第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体の間に設けられており前記第１導電体と前記第２導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、を有することを特徴とする請求項５〜９いずれか一項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、複写機やプリンタ等の電子写真記録方式の画像形成装置に搭載する定着器、或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】
ところで、ヒータには電力を供給するための導電部材を接続されるが、導電部材やこの導電部材が接続される電極からの放熱によりヒータの温度分布が不均一になることが考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、温度分布が不均一になるのを抑えられるヒータ及び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、前記基板に前記基板の長手方向に沿って設けられた第１導電体と、前記基板の前記第１導電体とは前記基板の短手方向で異なる位置に設けられた第２導電体と、前記第１導電体と前記第２導電体の間に設けられており前記第１導電体と前記第２導電体を介して供給される電力により発熱する発熱体と、前記発熱体へ電力を供給するための導電部材が接続される電極と、を有する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、前記発熱体の前記電極が設けられた位置に対応する領域の発熱量がその他の領域の発熱量よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒータの温度分布が不均一になるのを抑えられる。
【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の制御フローチャート図
【図６】実施例２のヒータ構成図
【図７】像加熱装置内のサーミスタのレイアウトを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
図１は電子写真記録技術を用いたレーザプリンタ（画像形成装置）１００の断面図である。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体１９を走査する。これにより感光体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器１７からトナーが供給され、感光体１９上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット１１に積載された記録紙（記録材）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録紙Ｐは、感光体１９上のトナー画像が感光体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１４から転写位置へ搬送される。記録紙Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９上のトナー画像は記録紙Ｐに転写される。その後、記録紙Ｐは像加熱装置（定着装置）２００で加熱されてトナー画像が記録紙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紙Ｐは、ローラ２６、２７によってレーザプリンタ１００上部のトレイに排出される。なお、１８は感光体１９を清掃するクリーナ、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する給紙トレイ（手差しトレイ）である。給紙トレイ２８は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。２９は給紙トレイ２８から記録紙Ｐを給紙するピックアップローラ、３０は像加熱装置２００等を駆動するモータである。商用の交流電源４０１に接続された、制御回路４００から、像加熱装置２００へ電力供給している。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録紙Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。
【００１１】
本実施例のレーザプリンタ１００は複数の記録紙サイズに対応している。給紙カセット１１には、Ｌｅｔｔｅｒ紙（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）、Ｌｅｇａｌ紙（約２１６ｍｍ×３５６ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（約１８４ｍｍ×２６７ｍｍ）をセットできる。更に、ＪＩＳ  Ｂ５紙（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）をセットできる。
【００１２】
また、給紙トレイ２８から、ＤＬ封筒（１１０ｍｍ×２２０ｍｍ）、ＣＯＭ１０封筒（約１０５ｍｍ×２４１ｍｍ）を含む、不定型紙を給紙し、プリントできる。本例のレーザプリンタ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）レーザプリンタである。そして、装置が対応している定型の記録紙Ｐの幅（カタログ上の記録紙の幅）のうち最も大きな（幅が大きな）幅を有する記録紙Ｐは、Ｌｅｔｔｅｒ紙及びＬｅｇａｌ紙であり、これらの幅は約２１６ｍｍである。レーザプリンタ１００が対応する最大サイズよりも小さな紙幅の記録紙Ｐを、本実施例では小サイズ紙と定義する。
【００１３】
図２は像加熱装置２００の断面図である。像加熱装置２００は、筒状のフィルム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（ニップ部形成部材）２０８と、を有する。フィルム２０２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。また、フィルム２０２の表層には耐熱ゴム等の弾性層を設けても良い。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。
【００１４】
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抵抗体３０２ａ、３０２ｂによって加熱される。基板３０５の発熱抵抗体面側であって、レーザプリンタ１００の通紙領域（通紙）には、温度検出素子の一例としてのサーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３が当接している。同様に、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の保護素子２１２も当接している。
【００１５】
図３（Ａ）は、ヒータ３００の短手方向の断面図である。ヒータ３００は、基板３０５上にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている導電体（第２導電体）３０３を有する。また、基板３０５上に導電体３０３とヒータ３００の短手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導電体３０１ａ、３０１ｂを有する。導電体（第１導電体）３０１ａは、記録紙Ｐの搬送方向の上流側に配置され、導電体３０１ｂは、下流側に配置されている。以下、導電体３０１ａと導電体３０１ｂの両方を指す場合は、導電体３０１と記述する。
【００１６】
更に、ヒータ３００は、導電体３０１と導電体３０３の間に設けられていて、且つ、導電体３０１と導電体３０３を介して供給する電力により発熱する発熱抵抗体（発熱体）３０２ａ、３０２ｂを有する。発熱抵抗体３０２ａ、３０２ｂは、単位長さ当たりの面抵抗（シート抵抗）が等しい発熱材料である。発熱抵抗体３０２ａは、記録紙Ｐの搬送方向の上流側に配置され、発熱抵抗体３０２ｂは、下流側に配置されている。以下、発熱抵抗体３０２ａと発熱抵抗体３０２ｂの両方を指す場合は、発熱抵抗体３０２と記述する。
【００１７】
ヒータ３００の短手方向（記録紙Ｐの搬送方向）の発熱分布が非対称になると、ヒータ３００が発熱した際に基板３０５に生じる応力が大きくなる。そして、基板３０５に生じる応力が大きくなると、基板３０５に割れが生じる場合がある。そのため、発熱抵抗体３０２を搬送方向の上流側に配置された発熱抵抗体３０２ａと、下流側に配置された発熱抵抗体３０２ｂに分離し、ヒータ３００の短手方向の発熱分布が対称になるようにしている。なお、ヒータ３００は、発熱抵抗体３０２を上流と下流に分けない構成であっても良い。
【００１８】
ヒータ３００の裏面層２には、発熱抵抗体３０２及び導電体３０１及び導電体３０３を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７が設けられている。また、ヒータ３００の摺動面（フィルムと接触する面）の層１には、摺動性のあるガラスやポリイミドのコーティングによる表面保護層３０８を有する。
【００１９】
次に、図３（Ｂ）を用いて、ヒータ３００の各層の平面図を説明する。ヒータ３００は、第１導電体３０１と、第２導電体３０３と、発熱抵抗体３０２と、後述する電極と、の組から成る発熱ブロックをヒータ３００の長手方向に複数有する。本実施例のヒータ３００は、ヒータ３００の長手方向の中央部と両端部に、合計５つの発熱ブロックを有する。
５つの発熱ブロックの各々は、ヒータ３００の短手方向の中央を基準に対称に形成された、発熱抵抗体３０２ａ−１〜３０２ａ−５及び発熱抵抗体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−５を有する。以下、発熱抵抗体３０２ａ−１と３０２ｂ−１の両方を指す場合は、発熱抵抗体３０２−１（又は発熱ブロック３０２−１）と記す。発熱ブロック３０２−２〜３０２−５も同様である。また、導電体３０３も、導電体３０３−１〜３０３−５の５本に分割されている。本実施例では、記録紙Ｐは、搬送基準位置Ｘを中心として、ヒータ３００の短手方向に搬送される。
【００２０】
その為、分割位置は搬送基準位置Ｘを中心軸として、紙サイズに応じた位置で対称に分割されている。即ち、発熱ブロック３０２−１と３０２−５が基準位置Ｘを境に対称に配置されており、発熱ブロック３０２−２と３０２−４が基準位置Ｘを境に対称に配置されている。なお、本例の装置では、基準位置Ｘはヒータ長手方向における発熱領域（発熱ブロック３０２−１から発熱ブロック３０２−５までの全領域）の中央でもある。本実施例では、ＤＬ封筒、ＣＯＭ１０封筒に形成された画像を定着する場合、発熱ブロック３０２−３を発熱させる。Ａ５紙用に形成された画像を定着する場合、発熱ブロック３０２−２〜３０２−４の３ブロックを発熱させる。Ｌｅｔｔｅｒ紙、Ｌｅｇａｌ紙、Ａ４紙用に形成された画像を定着する場合、発熱ブロック３０２−１〜３０２−５の５ブロックを発熱させる。尚、分割数や分割位置は、本実施例のように５つに限定されるものではない。
【００２１】
電極Ｅ１〜Ｅ５はそれぞれ、導電体３０３−１〜３０３−５を介して、発熱ブロック３０２−１〜３０２−５に電力供給するための電極である。また、電極Ｅ８−１及びＥ８−２は、電極Ｅ１〜Ｅ５とは異極の電極である。これらの電極には不図示の給電用の電気接点（例えばケーブル等の導電部材）が接続される。導電体３０１と導電体３０３の間に電圧が印加されると、発熱抵抗体に用紙搬送方向に沿って電流が流れる。
【００２２】
ヒータ３００の裏面層２である表面保護層３０７は、電極Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ８−１及びＥ８−２の箇所を除いて形成されており、ヒータ３００の裏面側から、各電極に電気接点を接続可能な構成となっている。この各電気接点は、バネによる付勢や溶接等の手法によって各電極と電気的に接続されている。そして各電気接点は、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３００の制御回路４００と接続している。
【００２３】
ここで、発熱ブロック３０２の特徴について説明する。電極Ｅ２〜Ｅ４は、ヒータ長手方向において発熱ブロック３０２の領域内に配置されており、ヒータ長手方向において発熱領域と重なっている。従って、発熱ブロック３０２の熱は、電極Ｅ２〜Ｅ４を介して放熱し易い。よって、電極Ｅ２〜Ｅ４の周囲は放熱の影響を受けやすい。そこで本実施例では、電極Ｅ２〜Ｅ４と重なる発熱領域の発熱量を上げている。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、電極が重なっていない領域の発熱抵抗体の、ヒータ短手方向における幅Ｗ１に対して、電極が重なっている領域の幅Ｗ２を狭くしている。これにより、幅Ｗ２の領域の発熱量を幅Ｗ１の領域よりも大きくしている。本実施例では、放熱と発熱の均衡がとれるように、幅Ｗ２を幅Ｗ１に対して１０％狭くするように構成した。
【００２４】
尚、電極の厚みや電極の材料、電極に接続する電気接点からの放熱等の要因、に応じて、発熱量を調整しても良い。例えば、電流量が大きな発熱ブロックに対してはより大電流に耐える接点構成にする事があり、その場合、小電流の接点構成よりも放熱量が大きくなる。発熱量を調整する方法は、発熱抵抗体の短手方向の幅調整に限られるものではなく、発熱抵抗体の厚みや材料等で発熱量を調整しても良い。
【００２５】
このように、電極に対応する部分の発熱抵抗体の発熱を意図的に上げることによって、同一発熱ブロック内で、各電極と重なる部分と、重ならない部分との温度差を軽減することができる。
【００２６】
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、ＴＨ２、ＴＨ３及び保護素子２１２、電極Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ８−１及びＥ８−２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、ＴＨ２、ＴＨ３と保護素子２１２と、電極Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ８−１、Ｅ８−２に接触する電気接点と、が設置されている。本実施例ではサーミスタＴＨ１は、発熱ブロック３０２−３の温度を検出する位置にあり、サーミスタＴＨ２は、発熱ブロック３０２−２の温度を検出する位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ３は発熱ブロック３０２−５の温度を検出する位置にある。
【００２７】
図４は実施例１の制御回路４００の回路図を示す。４０１はレーザプリンタ１００に接続される商用の交流電源である。交流電源４０１はリレー４５０と保護素子２１２を介して、ヒータ３００の電極Ｅ８−１、Ｅ８−２に接続される。電極Ｅ１〜Ｅ５は、駆動手段（駆動素子）であるトライアック４１６、４２６、４３６に接続されている。トライアック４１６、４２６、４３６を制御することにより、発熱抵抗体３０２の発熱が制御される。電極Ｅ３はトライアック４１６に接続されており、トライアック４１６を制御することにより、発熱ブロック３０２−３の発熱が制御される。記録紙Ｐを搬送する際の記録紙Ｐの位置の基準である搬送基準Ｘを境界にして対称に配置された電極Ｅ２とＥ４は、トライアック４２６（第１の駆動素子）に接続されている。トライアック４２６を制御することにより、発熱ブロック３０２−２（第２の発熱ブロック）と３０２−４（第３の発熱ブロック）の発熱が制御される。発熱ブロック３０２−２と３０２−４は、一つのトライアック４２６によって駆動される発熱ブロック群である。同様に、搬送基準Ｘを境界にして対称に配置された電極Ｅ１とＥ５は、トライアック４３６（第２の駆動素子）に接続されている。トライアック４３６を制御することにより、発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）と３０２−５（第４の発熱ブロック）の発熱が制御される。発熱ブロック３０２−１と３０２−５は、一つのトライアック４３６によって駆動される発熱ブロック群である。
【００２８】
ここで、サーミスタ（温度検知素子）の配置について説明する。長手方向に複数の発熱ブロックを有するヒータにおいて、各発熱ブロックの温度を直接モニタするのがヒータの異常発熱を監視する上で好ましい。そのためには、各発熱ブロックに温度検知素子であるサーミスタを配置する必要がある。
【００２９】
しかしながら、サーミスタ（サーミスタユニット）を配置するためには、サーミスタだけでなく、サーミスタを支持する部材、サーミスタをヒータに向って付勢するためのバネ、サーミスタに繋がるケーブル、等を配置するスペースを要する。５つの発熱ブロック全てに対してサーミスタを配置すると、これらの部材を配置するのに必要なスペースが大きくなる。ステー２０４と保持部材２０１で囲まれた空間の大きさは限られているので、５つのサーミスタユニットを配置することは難しい。このように、発熱ブロックを細分化すると、より多くの紙サイズに対応できるメリットがある一方で、サーミスタを配置するためのスペースを確保するのが難しくなるという課題がある。
【００３０】
図７は、保持部材２０１とステー２０４、及びこれらの間の空間を示す側面図であり、サーミスタの配置やケーブルの配線方向を説明する図である。ヒータを保持する保持部材２０１には、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３を保持する軸２０１−１、２０１−２、２０１−３が設けられている。サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３には、それぞれ、軸２０１−１、２０１−２、２０１−３が挿入される穴ＴＨ１−ａ、ＴＨ２−ａ、ＴＨ３−ａが設けられている。軸２０１−１、２０１−２、２０１−３と穴ＴＨ１−ａ、ＴＨ２−ａ、ＴＨ３−ａによって、夫々のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ３の位置が決っている。サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３は、不図示のバネによりヒータ３００に向けて付勢されている。ＴＨ１−ｂ、ＴＨ２−ｂ、ＴＨ３−ｂは、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３に接続されたケーブルである。また、２０１ｈ１〜２０１ｈ３は、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３を配置するための保持部材２０１に設けた穴である。なお、保持部材２０１にはサーミスタを挿入する穴以外に、図３（Ｃ）に示すように、保護素子２１２、電極Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ８−１及びＥ８−２の電気接点のため穴もあるが、図７では、これらの穴及び素子は省略している。
【００３１】
ところで、上述したように、発熱ブロック群を形成する発熱ブロック３０２−２と３０２−４は、トライアック４２６で駆動される構成である。トライアック４２６が正常に動作しなくなってヒータに対して電力が供給され続けるような故障が発生した場合、発熱ブロック３０２−２と３０２−４が共に発熱し続ける状態になる。つまり、発熱ブロック３０２−２と３０２−４は、常に同期して動作する。従って、これらのうちいずれか一方のみにサーミスタを配置すれば、このサーミスタによって実質的に発熱ブロック３０２−２と３０２−４の両方の温度をモニタできる。同様に、発熱ブロック群を形成する発熱ブロック３０２−１と３０２−５も、いずれか一つにサーミスタを配置すればよい。
【００３２】
そこで本例の定着装置は、図３（Ｃ）に示すように、発熱ブロック３０２−２（第２の発熱ブロック）と３０２−４（第３の発熱ブロック）を有する発熱ブロック群（ここでは第１の発熱ブロック群と称する）に対応するサーミスタＴＨ２（第１の温度検知素子）を発熱ブロック３０２−２（第２の発熱ブロック）に配置している。また、発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）と３０２−５（第４の発熱ブロック）を有する発熱ブロック群（ここでは第２の発熱ブロック群と称する）に対応するサーミスタＴＨ３（第２の温度検知素子）を発熱ブロック３０２−５（第４の発熱ブロック）に配置している。発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）と発熱ブロック３０２−４（第３の発熱ブロック）にはサーミスタは設けられていない。
【００３３】
第１の発熱ブロック群と第２の発熱ブロック群は、互いに隣り合う発熱ブロック群という関係にある。本例の装置では、互いに隣り合う発熱ブロック群にそれぞれ配置されているサーミスタが、隣同士の位置関係にある二つの発熱ブロックに配置されないように各サーミスタが配置されている。具体的には、第１の発熱ブロック群のサーミスタであるサーミスタＴＨ２が配置されている発熱ブロック３０２−２（第２の発熱ブロック）の隣の発熱ブロックは、発熱ブロック３０２−３を除くと発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）である。この発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）は第２の発熱ブロック群の発熱ブロックであるが、第２の発熱ブロック群のサーミスタＴＨ３は発熱ブロック３０２−１（第１の発熱ブロック）ではなく、発熱ブロック３０２−２（第２の発熱ブロック）の隣ではない発熱ブロック３０２−５（第４の発熱ブロック）に配置されている。この構成により、複数のサーミスタが一箇所に集中配置されるのを防止でき、複数のサーミスタを配置するスペースを確保できる。また、複数のサーミスタを配置するための、保持部材２０１に設ける複数の穴（２０１ｈ１〜２０１ｈ３）が一箇所に集中しないので、保持部材２０１の剛性低下を抑えることができる。
【００３４】
また、図７に示すように、サーミスタＴＨ２、ＴＨ３に接続されるケーブルそれぞれを、ステー２０４と保持部材２０１で囲まれた内部空間の一方の端部ｅ１と他方の端部ｅ２から外に向けて配線している。具体的には、サーミスタＴＨ２のケーブルＴＨ２−ｂは端部ｅ１から内部空間の外に引き出されており、サーミスタＴＨ３のケーブルＴＨ３−ｂは端部ｅ１とは逆の端部ｅ２から内部空間の外に引き出されている。このように、ケーブルを端部ｅ１とｅ２に分けて引き出す構成にしているので、一方の端部のみから全てのサーミスタの全てのケーブルを引き出す構成に比べて内部空間を必要以上に広くする必要がない。このため、装置の大型化を抑えることができる。尚、サーミスタＴＨ１のケーブルＴＨ１−ｂを引き出す端部はｅ１、ｅ２どちらでも構わない。
【００３５】
以上のように、サーミスタの数を減らす工夫、サーミスタの配置の工夫、ケーブルの引き出し方向の工夫を行っている本実施例の装置は、発熱ブロックの分割数が増えた場合においてより効果を発揮する。
【００３６】
次に、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を駆動する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る。そして、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からのＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。トライアック４２６、４３６の回路動作はトライアック４１６と同じため説明を省略する。
【００３７】
リレー４５０は、故障などによりヒータ３００が異常発熱した場合、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３からの出力によりヒータ３００への電力供給を遮断する電力遮断手段として用いている。ＣＰＵ４２０から出力されるＲＬＯＮ４４０信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４５３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２からリレー４５０の２次側コイルに通電され、リレー４５０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４５３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２からリレー４５０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４５０の１次側接点は遮断状態になる。
【００３８】
次にリレー４５０を用いた、保護回路４５５の動作について説明する。サーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４５１はラッチ部４５２を動作させ、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４５３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４５０は遮断状態に保たれる。サーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３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４５２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４５０が通電状態になり、ヒータ３００に電力供給可能な状態となる。
【００３９】
また、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の制御に用いている。
【００４０】
次にヒータ３００の温度制御方法について説明する。ヒータ３００の温度はサ−ミスタＴＨ１によって検知され、ＴＨ１信号としてＣＰＵ４２０に入力されている。サーミスタＴＨ２、ＴＨ３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、供給するべき電力を算出する。更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４１６及び４３６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き、ヒータ３００の温度制御を行っている。尚、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きヒータ３００の温度制御を行っても良い。
【００４１】
図５はＣＰＵ４２０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。Ｓ５０１でプリント要求が発生すると、Ｓ５０２ではリレー４５０をＯＮ状態にする。続いて、Ｓ５０３−１では、記録材の幅が１５７ｍｍ以上かを判断する。本実施例のレーザプリンタ１００では、Ｌｅｔｔｅｒ紙、Ｌｅｇａｌ紙、Ａ４紙、及び給紙トレイ２８から給紙される２２０ｍｍ以上の幅の不定型紙の場合にＳ５０４に移行する。そして、トライアック４１６と４２６と４３６の通電比率を１：１：１に設定する。
【００４２】
記録材の幅が１５７ｍｍより狭い場合には、Ｓ５０３−２に移行し、記録材の幅が１１５ｍｍ以上かを判断する。本実施例では、Ａ５紙に該当する場合にＳ５０５に移行する。そして、トライアック４１６と４２６と４３６の通電比率を１：１：０に設定する。
【００４３】
更に、記録材の幅が１１５ｍｍより狭い場合には、ＤＬ封筒やＣＯＭ１０封筒などに該当し、Ｓ５０６移行する。そして、トライアック４１６と４２６と４３６の通電比率を１：０：０に設定する。
【００４４】
尚、Ｓ５０３−１、Ｓ５０３−２の記録材の幅の判断方法としては、給紙カセット１１や給紙トレイ２８に設けた紙幅センサを用いる方法、記録材Ｐ搬送経路上に設けたフラグ等のセンサを用いる方法等、どのような方法でも構わない。他の方法として、ユーザが設定した記録材Ｐの幅情報に基づく方法、記録材Ｐに画像形成を行う画像情報に基づく方法等がある。
【００４５】
Ｓ５０７では設定した通電比率を用いて、画像形成プロセススピードを全速に設定し、サーミスタＴＨ１の検知温度が目標設定温度２００℃を保つように温度制御しながら定着処理を行う。
【００４６】
Ｓ５０８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を、それぞれ超えていないか判断する。サーミスタ信号ＴＨ２〜ＴＨ３に基づき、非通紙部昇温が悪化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、Ｓ５１０に移行する。そして、画像形成プロセススピードを半速に設定し、サーミスタＴＨ１の検知温度が目標設定温度１７０℃を保つように温度制御しながら定着処理を行う。Ｓ５１１でプリントＪＯＢの終了を検知するまでＳ５１０の状態で定着処理を継続する。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。Ｓ５０８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Ｓ５０９に移行する。Ｓ５０９では、プリントＪＯＢが終了するまでＳ５０７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、Ｓ５０９及びＳ５１１でプリントＪＯＢの終了を検知すると、Ｓ５１２でリレー４４０をＯＦＦし、Ｓ５１３で画像形成の制御シーケンスを終了する。
【００４８】
以上のように、発熱ブロック内の電極部がオーバーラップする領域に対応する発熱抵抗体の発熱量を、同じ発熱ブロック内の他の発熱抵抗体の部分よりも高く設定する。これにより、電極部での放熱の影響を低減し、ヒータ長手方向において、より均一な温度分布を形成できる。
【００４９】
（実施例２）
本実施例では、発熱領域における電極の配置を考慮したヒータ６００について説明する。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。
【００５０】
図６に本実施例におけるヒータ６００を示す。図６（Ａ）に示す通り、電極Ｅ３は、電極Ｅ８−１と電極Ｅ８−２に対して、それぞれ長さＬ１とＬ２の関係で位置している。この長さＬ１とＬ２は必ずしも同じ長さに設定するとは限らず、サーミスタや保護素子２１２の配置等によって、異なる長さが設定される場合がある。ヒータ６００では長さＬ１＞長さＬ２の関係にある。
【００５１】
図６（Ｂ）を用いて、電極Ｅ３から電極Ｅ８−１と電極Ｅ８−２への電流経路について説明する。ここでは図６（Ａ）の発熱ブロック６０２−３を、電極Ｅ３を中心に４つのエリアに分けて説明している。すなわち、図６（Ａ）に示した導電体６０１は、図６（Ｂ）の通り、Ａ５ａ、Ａ５ｂ、Ａ６ａ、Ａ６ｂの４つのエリアに便宜上分けている。また、発熱ブロック６０２−３の発熱抵抗体は、Ａ１ａ、Ａ１ｂ、Ａ２ａ、Ａ２ｂのエリアに分け、導電体６０３−３は、Ａ３ａ、Ａ３ｂ、Ａ４ａ、Ａ４ｂのエリアに分けている。電流経路は、電極Ｅ３から電極Ｅ８−１、Ｅ８−２に向かって４方向に形成される。電極Ｅ３とＥ８−１を結ぶ電流経路中には、導電体のエリアＡ３ａとＡ３ｂ、発熱抵抗体のエリアＡ１ａとＡ１ｂ、導電体のエリアＡ５ａとＡ５ｂ、の抵抗成分が含まれる。一方、電極Ｅ３と電極Ｅ８−２を結ぶ電流経路中には、導電体のエリアＡ４ａとＡ４ｂ、発熱抵抗体のエリアＡ２ａとＡ２ｂ、導電体のエリアＡ６ａとＡ６ｂ、の抵抗成分が含まれる。
【００５２】
図６（Ｃ）にヒータ６００の等価回路を示す。本実施例では、長さＬ１＞長さＬ２の関係にある為、Ｅ３とＥ８−２を結ぶ電流経路よりも、Ｅ３とＥ８−１を結ぶ電流経路の方が導電体の抵抗値が高くなる。この抵抗値の差は、電圧降下の差を発生させ、エリアＡ１ａ、Ａ１ｂと、エリアＡ２ａ、Ａ２ｂとの発熱量の差となり、エリアＡ１ａ、Ａ１ｂの温度がエリアＡ２ａ、Ａ２ｂより低くなってしまう。
【００５３】
そこで、Ｅ３からＥ８−１への電流経路上にあるエリアＡ１ａ、Ａ１ｂの方が、エリアＡ２ａ、Ａ２ｂより発熱量が大きくなるように設定した。具体的には、エリアＡ１ａ、Ａ１ｂにおける発熱抵抗体のヒータ短手方向の幅Ｗ３を、エリアＡ２ａ、Ａ２ｂにおける発熱抵抗体の幅Ｗ１も短くしてある。ヒータ短手方向における発熱抵抗体の幅が短い程、発熱量が大きい。
【００５４】
一方、発熱ブロック６０２−２の発熱量と発熱ブロック６０２−４の発熱量の大小関係は、電極Ｅ２とＥ４が搬送基準（ヒータ長手方向中央）Ｘに対して対象の位置にあるので、幅Ｗ１とＷ３のような差を設けなくても同じになる。発熱ブロック６０２−１の発熱量と発熱ブロック６０２−５の発熱量の大小関係も、幅Ｗ１とＷ３のような差を設けなくても同じになる。なお、電極Ｅ３に対応する高発熱領域の幅Ｗ４は、幅Ｗ３よりも狭くなっている。
【００５５】
以上のように、電極Ｅ３の位置が要因となって電流経路上の導電体の抵抗値偏りが生じる構成においては、発熱抵抗体の抵抗値に差を持たせることによって発熱量のアンバランスを調整すればよい。これにより、電圧降下の差の影響を受けずに、より均一に発熱するヒータを提供できる。
【符号の説明】
【００５６】
３００、６００  ヒータ
３０２、６０２  発熱抵抗体
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３  温度検出素子
【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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