(57)【要約】【課題】安全素子が接触する領域における加熱不良を防止するとともに、安全素子が接触する領域の濃度ムラを抑制する。【解決手段】ヒータのうちサーモスイッチが接触する領域に対応する発熱体３１の第１領域の単位長さ当りの抵抗値が、サーモスイッチが接触しない領域に対応する発熱体３１の絞り無し領域３１ａの単位長さ当りの抵抗値よりも大きくなるように設けられ、発熱体３１のうち、前記第１領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す絞り領域３７と絞り無し領域３１ａとの間の境界領域３８における、長さ方向Ｙの単位長さ当りの抵抗値に勾配が設けられ、絞り領域３７の長さ方向Ｙの長さをａ、境界領域３８の長さ方向Ｙの長さをｂとした場合に、０≦ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８の関係を満たす。【選択図】図３
2009139822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する前記発熱体の第１領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記安全素子が接触しない領域に対応する前記発熱体の第２領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
前記発熱体のうち、前記第１領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第２領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをａ、前記境界領域の前記軸方向の長さをｂとした場合に、
０≦ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８
の関係を満たすことを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記境界領域の抵抗値の変化率をｇとした場合に、
１％／ｍｍ≦ｇ≦１０％／ｍｍ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に複数有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する複数の前記発熱体の第１領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、前記安全素子が接触しない領域に対応する複数の前記発熱体の第２領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
複数の前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体は、前記第１領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記第２領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きく、
複数の前記発熱体のうち、前記第１領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第２領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値の和に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをａ、前記境界領域の前記軸方向の長さをｂとした場合に、
ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８
の関係を満たすことを特徴とするヒータ。
【請求項４】
前記境界領域における複数の前記発熱体の抵抗値の和の変化率をｇとした場合に、
１％／ｍｍ≦ｇ≦１０％／ｍｍ
の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載のヒータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を構成する加圧ローラと、
を備え、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱することを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
前記安全素子のうち前記ヒータ本体に接触する第３領域の前記軸方向の長さをｃとした場合、
ａ≦ｃ≦（ａ＋２ｂ）
の関係を満たし、且つ、
前記安全素子は前記軸方向において、前記第３領域が、前記高抵抗領域を含むとともに、前記第１領域と前記境界領域とを合わせた領域の内側に位置するように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】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
請求項５又は６に記載の像加熱装置と、
を備え、
前記画像形成手段により記録材上に形成された現像剤像を前記像加熱装置により加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
複数の前記発熱体への通電比率を変更する電力制御手段を備えることを特徴とする請求項７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、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、ヒータ及び像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等において、記録材面に形成担持させた未定着トナー画像を永久固着画像として加熱定着させる像加熱装置（以下、加熱定着装置）として、熱効率が良好な省エネルギータイプのフィルム加熱方式を採用している。
【０００３】
フィルム加熱方式の加熱定着装置は、次のようにして未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる装置である。
【０００４】
まず、加熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィルム）を加圧用回転体（弾性ローラ）で密着させて摺動搬送させる。そして、耐熱性フィルムを挟んで加熱体と加圧用回転体とで形成される圧接ニップ部に未定着画像が担持された記録材を導入して耐熱性フィルムと一緒に搬送させる。そして、耐熱性フィルムを介して付与されるセラミックヒータからなる加熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる。
【０００５】
フィルム加熱方式の加熱定着装置は、加熱体として低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエイトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能である。
【０００６】
また、この種の定着方式においては、次の２つの方式が知られている。
（１）定着フィルムの駆動方式にフィルム内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式
（２）フィルムをフィルムガイドにルーズに勘合させ、加圧用回転体を駆動することで、フィルムを加圧用回転体に対し従動回転させる方式
近年では部品点数が少なくて済むことから、（２）の加圧用回転体駆動方式が採用されることが多い。
【０００７】
加熱体として使用されるセラミックヒータには、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック基板が用いられている。そしてセラミックヒータは、その定着フィルムと対面する側の基板表面に基板長手に沿って銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｂ）等の通電発熱抵抗層がスクリーン印刷等で形成具備され、さらに該通電発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層で覆ってなるものである。
【０００８】
このセラミックヒータは、通電発熱抵抗層に通電がなされることにより該通電発熱抵抗層が発熱してセラミック基板とガラス保護層から成るヒータ全体が急速昇温する。このヒータの昇温がヒータ背面に配置されたサーミスタなどの温度検知手段により検知されて、ヒータの発熱体へ電力制御されたＡＣ電流を流すことにより温度コントロールされる。
【０００９】
また、ヒータの発熱体へ電力制御回路が故障してヒータがフル通電された場合に備えて、セラミックヒータには過昇温を防止する安全素子が取り付けられている。
【００１０】
安全素子はサーモスイッチ又は温度ヒューズを用いることが一般的である。そして、安
全素子をヒータに通電するＡＣ回路に設け、安全素子自体はセラミックヒータに接触させて、異常昇温した場合は安全素子が作動することにより、ＡＣ回路を遮断しヒータへの電力供給を止めるようになっている。
【００１１】
しかしながら、上述したようなセラミックヒータには以下のような問題点があった。
【００１２】
安全素子をヒータ裏に接触させると、安全素子がヒータから熱を奪うので安全素子接触部分が定着不良や定着ムラになることがある。これを防止するために、従来より、安全素子接触部分の単位長さ当たりの発熱量を安全素子接触部分以外の単位長さ当たりの発熱量に比べて大きくすることが行われている。例えば特許文献１にこのような例が開示されている。
【特許文献１】特開平０９−２９７４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、安全素子に奪われる熱は一定ではないために、更なる問題が発生することが懸念される。
【００１４】
すなわち、画像形成装置において、次のようなことが考えられる。加熱定着装置が冷えている場合には、ヒータを加熱したときに安全素子も冷えているので、安全素子に奪われる熱量は大きい。一方、プリントを重ねて加熱定着装置が熱くなってきた場合には、安全素子も熱くなっているので、ヒータから安全素子に奪われる熱量は小さくなる。
【００１５】
加熱定着装置が冷えている場合に記録材に与える熱量を長手方向で均一になるようにする場合は、安全素子に奪われる熱量の分、単位長さ当たりの発熱量を大きくする必要がある。しかし、プリントを重ねて加熱定着装置が熱くなってくると、安全素子自体も十分に温まっているため、発熱体の熱が安全素子に奪われにくく、その分、記録材に余分に熱量を与えてしまう。
【００１６】
したがって、長手方向で局所的に記録材に与える熱量が大きくなると、その部分だけ過定着となり、濃度ムラが発生してしまうことが懸念される。このような濃度ムラが発生した場合には、発熱量の異なる境界線が顕著に目立ってしまう。
【００１７】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、安全素子が接触する領域における加熱不良を防止するとともに、安全素子が接触する領域の濃度ムラを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する前記発熱体の第１領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記安全素子が接触しない領域に対応する前記発熱体の第２領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
前記発熱体のうち、前記第１領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第２領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値に勾
配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをａ、前記境界領域の前記軸方向の長さをｂとした場合に、
０≦ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１９】
また、可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に複数有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する複数の前記発熱体の第１領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、前記安全素子が接触しない領域に対応する複数の前記発熱体の第２領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
複数の前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体は、前記第１領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記第２領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きく、
複数の前記発熱体のうち、前記第１領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第２領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値の和に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをａ、前記境界領域の前記軸方向の長さをｂとした場合に、
ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８
の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安全素子が接触する領域における加熱不良を防止するとともに、安全素子が接触する領域の濃度ムラを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を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り、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。
【実施例１】
【００２２】
（１）画像形成装置
図１は、本発明の実施例１に係る像加熱装置を加熱定着装置として適用する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例においては、画像形成装置の一例として、転写方式電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタについて説明する。
【００２３】
図１において、１は像担持体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されている。
【００２４】
以下、画像形成動作について説明する。
【００２５】
まず、感光ドラム１の表面は、帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。
【００２６】
次に、露光手段としてのレーザビーム３が画像情報の時系列電気デジタル画素信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御（変調制御）したレーザ光Ｌを出力して、感光ドラム１の帯電面を走査露光する。このレーザビーム３の走査露光により感光ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像され、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【００２７】
被加熱材としての記録材Ｐは収納カセットＣから給送ローラ５によって取り出されレジストローラ６に送られる。記録材Ｐはレジストローラ６によって、感光ドラム１表面に形成されたトナー像（現像剤像）と同期を取り、感光ドラム１と転写ローラ７とで形成される転写ニップ部Ａに供給される。転写ニップ部Ａにおいて、感光ドラム１上のトナー像は不図示の電源による転写バイアスの作用で記録材Ｐに転写される。
【００２８】
トナー像を保持した記録材Ｐは加熱定着装置（以下、定着装置）８へと搬送され、定着装置８の圧接ニップ部（（定着）ニップ部）Ｎで加熱・加圧されてトナー像が記録材Ｐ上に定着され永久画像となる。トナー像が定着された記録材Ｐは不図示の排出機構部によって機外へ排出される。
【００２９】
一方、転写後に感光ドラム１上に残留する転写残留トナーは、クリーニング装置９により感光ドラム１表面より除去される。
【００３０】
ここで、感光ドラム１、レーザビーム３、現像装置４、及び転写ローラ７は、画像形成手段を構成している。
【００３１】
（２）定着装置
図２は、本実施例の定着装置の一例として、フィルム加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。以下、構成及び動作について説明する。
【００３２】
（ａ）定着フィルム
図２において、１０は可撓性スリーブとしての、エンドレスベルト状の耐熱フィルム（以下、定着フィルム）であり、半円弧状のフィルムガイド部材（ステイ）１３に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌されている。
【００３３】
定着フィルム１０は耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳ等の単層フィルム、又は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面に離型層をコーティングした複合層フィルムである。離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等が用いられている。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン樹脂、ＰＦＡはパープルアロアルコキシ樹脂、ＰＰＳはポリフェニレンスルフィド、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトン、ＰＥＳはポリエーテルスルフォンである。また、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂である。
【００３４】
そして、定着フィルム１０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に、膜厚を総厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上とした。
【００３５】
（ｂ）加圧ローラ
１１は、加圧部材としての加圧ローラであり、芯金２０上にシリコーンゴム等の耐熱性ゴムを成形した弾性層２１、又はシリコーンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層２１を構成した回転体である。ここで、弾性層２１上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂から成る耐熱離型層を形成しても良い。
【００３６】
加圧ローラ１１は、不図示のバネにより加熱部材（ヒータ）としてのセラミックヒータ（以下、ヒータ）１２に圧接されるよう配されて、駆動系Ｍにより図２に矢印で示す反時計方向へ所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ１１の回転駆動による、圧接ニップ部Ｎにおける加圧ローラ１１と定着フィルム１０の外面との摩擦力で、定着フィルム１０に図２において時計方向の回転力が作用することとなる。このようにして、圧接ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐを定着フィルム１０と加圧ローラ１１とで挟持して搬送する構成となっている。
【００３７】
記録材Ｐ上に形成担持された未定着のトナー像ｔは、定着装置８の加熱部（定着フィルム１０及びヒータ１２）と加圧ローラ１１により形成された圧接ニップ部Ｎ内で加熱加圧され記録材Ｐ上に定着される。
【００３８】
（ｃ）セラミックヒータ
図３は、本実施例のセラミックヒータ（ヒータ１２）を説明するための図である。
【００３９】
ヒータ１２は、基板としてのセラミック基板３０上に、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などを用いた発熱ペーストを印刷した発熱体３１と、発熱体３１の保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層３５を順次形成したものである。そして、ヒータ１２は、ヒータ駆動手段としてのヒータ駆動回路２５によって電力制御されたＡＣ電流が、ヒータ１２上の発熱体３１に流れることにより発熱する。
【００４０】
セラミック基板３０の裏面（定着フィルム１０とは反対側の面）には、温度検知手段としてのチップサーミスタ１４が接着により設けられている。
【００４１】
そして、チップサーミスタ１４の検知結果を基に、電力制御手段としての電力制御回路２６がヒータ１２の所定の目標温度に対して、ヒータ駆動回路２５を制御することにより、ヒータ１２への電力制御を行っている。このようにして、ヒータ１２のヒータ温度を目標温度（プリント温度）に保つ構成となっている。
【００４２】
また、電力制御回路２６及びヒータ駆動回路２５の双方、又は、何れか一方が故障して、例えばヒータ１２に常時最大量の通電が行われてしまう状況となった場合に備えて、ヒータ１２には過昇温を防止する安全素子としてのサーモスイッチが取り付けられている。
【００４３】
サーモスイッチ３３は、ヒータ１２に通電するＡＣ回路に設けられるものであって、サーモスイッチ自体はヒータ１２（ヒータ本体）に接触するように設けられている。そして、ヒータ１２が異常昇温した過昇温時には、サーモスイッチ３３が作動することにより、ＡＣ回路が遮断され、ヒータ１２への電力供給が止まるようになっている。ここで、図３においてサーモスイッチ３３は、ヒータ１２と接触する部分について示している。
【００４４】
セラミック基板３０には窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用している。この場合、セラミック基板３０の熱伝導が良いので、発熱体３１はセラミック基板３０の、定着フィルム１０に接する（摺動する）面と反対側に形成している（いわゆる裏面加熱）。発熱体３１は絶縁や保護用のガラスコーティング層３５で覆われている。３４は導電用パターンで銀白金（ＡｇＰｔ）からなる。ここで、セラミック基板３０、発熱体３１、ガラスコーティング層３５及び導電用パターン３４はヒータ本体を構成している。
【００４５】
（ｄ）発熱体
図４は、サーモスイッチ接触部付近の発熱体寸法を示す図である。以下の説明において、記録材の通紙方向（搬送方向）を幅方向Ｘ、幅方向と実質的に直交する方向を長さ方向
Ｙとし、幅方向Ｘの長さを単に幅といい、長さ方向Ｙの長さを単に長さということとする。ここで、長さ方向Ｙは、加圧ローラ１１の軸方向である。
【００４６】
発熱体３１における、サーモスイッチ３３と接触する部分以外（第２領域）の幅は２．０ｍｍとし、サーモスイッチ３３の接触部分（第１領域）は発熱体３１のうち幅を狭くした部分に設けている。発熱体３１の単位体積当たりの抵抗値は同一であるため、発熱体３１の幅が狭くなった部分の単位長さ当たりの抵抗値は高くなり、通電した際には発熱量が大きくなる。
【００４７】
本実施例では、発熱体３１の幅を狭くした部分は、図４に示すように幅が狭い領域（絞り領域、高抵抗領域）３７と、通常の発熱体幅（絞り無し領域、第２領域）３１ａから絞り領域３７に向かって徐々に発熱体幅が狭くなっている境界領域３８とで構成される。ここで、境界領域３８においては、発熱体幅が、絞り無し領域３１ａから絞り領域３７に向かって徐々に狭くなっていることによって、長さ方向における単位長さ当りの抵抗値に勾配が形成されることとなる。
【００４８】
絞り領域３７の長さａは、４．０ｍｍ、境界領域３８の長さｂは、それぞれ２．０ｍｍとなっている。本実施例のサーモスイッチの長さは８．０ｍｍであり、絞り領域３７と境界領域３８を合わせた長さと同一である。また、絞り領域３７の幅は１．８ｍｍであるため絞り無し領域３１ａに対して抵抗値は２．０／１．８＝１．１１倍であり、発熱量は１１％多くなっている。
【００４９】
上記構成の画像形成装置において、プロセススピード３１０ｍｍ／ｓでサーミスタ温度が２２０℃となるようにヒータ制御を行いながら、１０５ｇ／ｍ２の厚さのＬＴＲサイズ紙を５００枚連続プリント行った。画像パターンは全面ハーフトーン及び一般的にプリントされるような実用画像とした。
【００５０】
図５は、比較例における、サーモスイッチ接触部付近の発熱体寸法を示す図である。
【００５１】
比較例として、サーモスイッチと接触する部分の発熱体形状を図５のようにしたものについても同様のプリントを行った。
【００５２】
比較例の発熱体形状は絞り領域３９と境界領域４０を合わせた長さは本実施例と同様に８．０ｍｍであるが、境界領域４０の長さが短く、それぞれ０．８ｍｍとなっている。また、絞り領域３９と境界領域４０を合わせた部分の発熱量を本実施例と等しくするために絞り領域３９の幅は１．８３ｍｍとなっている。絞り無し領域に対する絞り領域の抵抗値は、２．０／１．８３＝１．０９倍であり、発熱量は９％多くなっている。
【００５３】
実験結果を以下に示す。
【００５４】
図６は、５００枚連続プリント中の発熱体の温度推移を表す図である。
【００５５】
本実施例、比較例ともに絞り無し領域３１ａは発熱量がサーミスタ１４付近の発熱体３１と同じ幅であるため、１００枚の連続プリントを通して測定温度を制御している２２０℃とほぼ変わらない値を示している。
【００５６】
一方で、本実施例の絞り領域３７は絞り無し領域３１ａよりも発熱量が１１％多いが、プリント初期はサーモスイッチに熱を奪われるために、発熱体温度は絞り無し領域３１ａとほぼ同じ値となっている。しかし、連続プリントによりサーモスイッチ温度が高くなるとサーモスイッチに熱が奪われなくなるために発熱体温度が徐々に上昇してしまい、５０
０枚連続プリント後には絞り無し領域３１ａに比べて１０℃以上高くなっている。
【００５７】
また境界領域３８は、絞り領域３７と絞り無し領域３１ａの中間の発熱量であるため、発熱体温度も絞り領域３７と絞り無し領域３１ａの中間程度になっている。
【００５８】
それに対して比較例の絞り領域３９は、絞り無し領域３１ａよりも発熱量が９％多い。プリント初期は実施例と同様にサーモスイッチに熱を奪われるため発熱体温度は絞り領域３９と絞り無し領域３１ａの温度はほとんど同じである。また、連続プリントによりサーモスイッチが熱を奪われなくなると発熱体温度が徐々に上昇するが、発熱量は実施例よりもやや少なく、絞り無し領域３１ａに比べて約１０℃高くなっている。
【００５９】
また、画像について比較した結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
ハーフトーン画像では、絞り部付近の反射濃度及び画像を全体的に見た時の視覚的な目立ち具合（視感）を比較した。また、実用画像においても視感を比較した。反射濃度はマクベス社製の反射濃度計ＲＤ−９１８を使用した。
【００６２】
図７は、５００枚目のハーフトーン画像の様子を示す図である。
【００６３】
本実施例の画像では、絞り領域３７に相当する部分が過定着となり、画像が濃くなっているが、絞り無し領域３１ａと絞り領域３７の間に境界領域３８が存在することで画像濃度が徐々に濃く変化しているため、全体的に見ると濃度ムラが目立たなくなっている。
【００６４】
一方、比較例では境界領域４０が短く、本実施例のように画像濃度が徐々に濃くなっていくような効果がほとんど無い。したがって、絞り無し領域３１ａと絞り領域３９の境界辺りから急激に濃度が変化し、濃度ムラが目立ってしまっている。
【００６５】
また、ハーフトーン画像のように一様な画像では濃度ムラが目立ちやすいが、一般的に市場でプリントされるような実用画像パターンでは、本実施例の構成では濃度ムラが確認できなかった。一方、比較例の構成ではハーフトーン画像よりは目立たないが、濃度ムラが確認された。
【００６６】
しかし、画像の濃度ムラは、絞り領域３７と境界領域３８を合わせた長さに対して絞り領域３７の長さの割合が大きい場合は絞り領域３７における濃度ムラを目立たなくすることが出来なくなってしまう。
【００６７】
本実施例では、絞り領域３７の長さをａ、境界領域３８の長さをｂとすると、
ａ／（ａ＋２ｂ）＝０．５
であり画像の濃度ムラを抑えることができた。このａ／（ａ＋２ｂ）という値を大きくし
ていくと、前述したように濃度ムラが目立ちやすくなるが、
ａ／（ａ＋２ｂ）＝０．７
までの範囲であれば実用画像において濃度ムラが視覚的に気にならなかった。
【００６８】
しかし、比較例で説明したように、
ａ／（ａ＋２ｂ）＝０．８
の場合は実用画像において画像の濃度ムラが認識できるようになった。
【００６９】
以上の結果より、画像の濃度ムラを抑制するためには、
０≦ａ／（ａ＋２ｂ）＜０．８
という関係を満たす必要がある。ここで、０＝ａ／（ａ＋２ｂ）の場合は、ａ＝０、すなわち、境界領域３８のみで絞り領域３７がない場合である。
【００７０】
また、境界領域３８においても、抵抗値の勾配が１０％／ｍｍよりも大きいと境界領域３８としての役割を果たさず、絞り領域３７と絞り無し領域３１ａの濃度の違いが見え易くなってしまうことが考えられる。一方、抵抗値の勾配が１％／ｍｍよりも小さいと、サーモスイッチの接触部分の発熱量を十分大きくできないため、定着装置８が冷えている時からプリントを行った際に、サーモスイッチの接触部分において定着不良が発生することが懸念される。
【００７１】
したがって、境界領域３８の抵抗値の勾配（変化率）ｇは、
１％／ｍｍ≦ｇ≦１０％／ｍｍ
とするのが望ましい。
【００７２】
また、絞り領域３７がサーモスイッチ接触部分よりも外側に出ている場合、定着装置８が冷えている場合でもサーモスイッチにより熱が奪われないため、その部分の発熱体温度が高くなり濃度ムラが発生してしまう可能性がある。逆に、サーモスイッチ接触部分が絞り領域３７と境界領域３８以外の部分に接触している場合は、定着装置８が冷えている場合にプリントを行うと、サーモスイッチに熱を奪われるため、定着不良が発生してしまう可能性がある。
【００７３】
したがって、サーモスイッチ３３のうちヒータ１２に接触する領域（第３領域）の長さをｃとした場合、
ａ≦ｃ≦ａ＋２ｂ
で且つ、長さ方向においてａはｃの内側にあり、ｃはａ＋２ｂの内側にあるのが望ましい。すなわち長さ方向において、絞り領域３７はサーモスイッチ３３のうちヒータ１２に接触する領域の内側にあり、サーモスイッチ３３のうちヒータ１２に接触する領域は、絞り領域３７と境界領域３８を合わせた領域の内側に位置するように設けられるのが望ましい。本実施例では比較例よりも、ａ＋２ｂを大きくとることが可能であるため、ヒータ１２に対するサーモスイッチの取り付け精度を緩和することができる。
【００７４】
以上説明したように、発熱体３１のうちサーモスイッチ３３と接触する部分の発熱量を多くしたヒータ１２において、サーモスイッチ端部位置から中央位置にかけて発熱体の抵抗値が徐々に大きくなっていくような境界領域３８を設けている。
【００７５】
このことにより、ヒータ１２のサーモスイッチ３３が接触する領域において、定着装置８が暖まり、サーモスイッチ３３が熱を奪わなくなった場合でも、長さ方向での温度変化が緩やかであるため過定着による濃度ムラを目立たなくすることができる。すなわち、定着装置８が十分温まった状態で発生しやすい画像ムラの発生を抑えることが可能となる。
【００７６】
また、サーモスイッチ３３は発熱体３１の絞り領域３７と境界領域３８を合わせた領域内に接触させれば良く、また、境界領域３８の発熱量は徐々に変化するため、発熱体３１とサーモスイッチ３３の取り付け位置精度を緩和することが可能となる。
【００７７】
なお、本実施例では、安全素子としてサーモスイッチ３３について説明したが、これに限るものではなく、例えば温度ヒューズでも同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００７８】
以下に、本発明の実施例２について説明する。なお、本実施例においては、画像形成装置全体の構成は実施例１で示した構成と同様であるため、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
【００７９】
本実施例では、ヒータ１２が２本の発熱体を有しており、そのうちの１本のサーモスイッチ接触位置において発熱体の発熱量を大きくすることを特徴とする。
【００８０】
図８は、本実施例のヒータ１２のサーモスイッチ接触部分を拡大したものである。図９は、本実施例のヒータ１２を説明するための図である。
【００８１】
本実施例において、サーモスイッチ３３と接触する位置においても、接触しない位置と同様の発熱量となっているものを発熱体Ａ  ４１とする。また、サーモスイッチ３３と接触する位置において発熱体の幅が狭くなっており、実施例１の発熱体３１のように境界領域を十分設けているものを発熱体Ｂ  ４２とする。
【００８２】
また、図９に示されるように、電力制御手段としての電力制御回路２６により、発熱体Ａ  ４１と発熱体Ｂ  ４２への通電は独立して行うことができる。そして、電力制御回路２６により、その通電の比率を変更する（投入電力の割合を可変とする）ことで、サーモスイッチ３３の接触位置の発熱量を制御することができる。
【００８３】
本実施例では、プリント動作直前のサーミスタ１４の温度情報と連続プリント枚数情報によって発熱体Ａ  ４１に対する発熱体Ｂ  ４２の通電比率を下表２のように設定する。すなわち、プリント直前のサーミスタ温度が高いほどサーモスイッチが温まっていると推測してサーモスイッチ位置の発熱量を少なくする。また、連続プリント枚数が多くなるほどサーモスイッチが温まっていると推測してサーモスイッチ位置の発熱量を少なくする。
【００８４】
【表２】
2009139822.tif 000004
【００８５】
以上のように、ヒータ１２が２本の発熱体を有する場合には、一方の発熱体にのみサーモスイッチの接触位置に絞り領域及び境界領域を設けることにより、実施例１同様の効果を得ることができる。さらに、サーモスイッチの温度を、サーミスタ温度やプリント枚数
情報により推測し、各発熱体への通電比率を制御することで、サーモスイッチ接触位置における画像の濃度ムラの発生を抑えることが可能となる。
【００８６】
なお、本実施例では、ヒータ１２が２本の発熱体を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、ヒータ１２が複数本の発熱体を有していてもよい。このような場合には、次のような関係が成り立つ。ヒータ本体のうちサーモスイッチが接触する領域に対応する複数の発熱体の領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、サーモスイッチが接触しない領域に対応する複数の発熱体の領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられるものであればよい。そして、複数の発熱体のうち少なくとも１つが、上述した発熱体Ｂ  ４２のような発熱体であればよい。また、この場合の境界領域の抵抗値の勾配（変化率）については、境界領域における複数の発熱体の抵抗値の和の変化率をｇとした場合に、
１％／ｍｍ≦ｇ≦１０％／ｍｍ
の関係を満たすものであればよい。
【００８７】
また、ヒータ１２が発熱体を複数有している場合には、各々の発熱体に於いて、サーモスイッチの接触位置の発熱量が異なる構成とし、サーモスイッチの温まり具合に応じて複数の発熱体への通電比率を変更するとよい。このことにより、さらに画像の濃度ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】実施例１における加熱定着装置の概略構成を示す断面図。
【図３】実施例１における加熱ヒータを説明する図。
【図４】実施例１における発熱体の寸法及び形状を説明する図。
【図５】比較例における発熱体の寸法及び形状を説明する図。
【図６】実施例１と比較例の加熱ヒータ温度推移を表す図。
【図７】実施例１と比較例でプリントした画像を表す図。
【図８】実施例２における発熱体の寸法及び形状を説明する図。
【図９】実施例２における加熱ヒータを説明する図。
【符号の説明】
【００８９】
１０  定着フィルム
１１  加圧ローラ
１２  ヒータ
３０  セラミック基板
３１  発熱体
３１ａ  絞り無し領域
３３  サーモスイッチ
３７  絞り領域
３８  境界領域
Ｎ  圧接ニップ部
【図１】
2009139822.tif 000005
【図２】
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【図３】
2009139822.tif 000007
【図４】
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【図５】
2009139822.tif 000009
【図６】
2009139822.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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