JP2001100558A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる長さの発熱体を複数備え、転写材の幅
サイズに応じた長さの発熱体を選択的に用いて非通紙部
昇温を防止することを可能にした加熱装置及び画像形成
装置を提供すること。また、該加熱装置及び画像形成装
置において、絶縁基板上に独立駆動可能に設けた複数本
の発熱体の少なくとも一部の電極を共通化することによ
って、該基板の有効利用を図ることや、基板両端部に設
けられる電極の数を同じにして、該端部に接続されるコ
ネクタの共通化を図ること。 【解決手段】 絶縁基板と、絶縁基板の一方の面上に記
録材の搬送方向と直交する方向に形成された複数本の発
熱体から構成されている加熱体を備えた加熱装置におい
て、前記複数本の発熱体のうち少なくとも１本の発熱体
が他の発熱体と比べて発熱部の長さが異なること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置及び画像
形成装置に関するものである。

【０００２】例えば、電子写真プロセスで形成されるト
ナー像を転写紙上に定着させる熱定着装置の熱源に関す
るものであり、特に、加熱手段として、独立駆動可能な
複数本の発熱体を同一面上に有するセラミック面発ヒー
タ方式を用いた熱定着装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来の電子写真プロセスを用いた画像形
成装置の場合について説明する。

【０００４】画像形成装置の熱定着装置は、電子写真プ
ロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された
未定着画像（トナー像）を転写紙上に定着させるもので
あり、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着
装置やセラミック面発ヒータを熱源とするフィルム加熱
方式の熱定着装置が用いられている。

【０００５】一般的に、セラミック面発ヒータは、１本
あるいは折り返しの１本の発熱体が絶縁基板（ＡｌＮや
Ａｌ₂Ｏ₃等）の第１面上に形成されており、１つの電力
供給手段により電力が供給されている。電力供給手段
は、セラミック面発ヒータ上、あるいは近傍に配された
温度検出素子によってヒータの温度を検出し、電力制御
手段によって制御されている。

【０００６】また、絶縁基板上の発熱体は、画像形成装
置が通紙可能な最大通紙幅にほぼ等しい領域において均
一に発熱するように形成されている。

【０００７】このような面発ヒータを熱源とする定着手
段を有する画像形成装置においては、発熱体が、最大通
紙幅に対応した長さまたは、ある紙種（例えばＡ４やＢ
４といった定型の記録紙、以下普通サイズ紙と称する）
の幅に対応した適当な長さである場合、該発熱体の長さ
よりも短い通紙幅の記録紙（小サイズ紙）を通紙したと
きには、この発熱領域かつ非通紙領域において、通紙域
に比べて温度が高くなってしまう場合（以下、非通紙部
昇温と称する）がある。

【０００８】そしてこの非通紙領域において、温度が高
くなりすぎると面発ヒータを支持する部材など、周囲の
部材にダメージを与えてしまう場合がある。従来、この
影響を緩和する為に、端部の温度を検知して、あるいは
転写材の幅サイズに従って、転写材のスループットを小
さくしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、異
なる長さの発熱体を複数備え、転写材の幅サイズに応じ
た長さの発熱体を選択的に用いて非通紙部昇温を軽減す
ることを可能にした加熱装置及び画像形成装置の提供を
目的としている。

【００１０】また、該加熱装置及び画像形成装置におい
て、絶縁基板上に独立駆動可能に設けた複数本の発熱体
の少なくとも一部の電極を共通化することによって、該
基板の有効利用を図ることや、更に、基板両端部に設け
られる電極の数を同じにして、該端部に接続されるコネ
クタの共通化を図ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
特徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００１２】〔１〕：絶縁基板と、絶縁基板の一方の面
上に記録材の搬送方向と直交する方向に形成された複数
本の発熱体から構成されている加熱体を備えた加熱装置
において、前記複数本の発熱体のうち少なくとも１本の
発熱体が他の発熱体と比べて発熱部の長さが異なること
を特徴とする加熱装置。

【００１３】〔２〕：前記複数本の発熱体に独立に電力
供給可能な電力供給手段を具備したことを特徴とする
〔１〕に記載の加熱装置。

【００１４】〔３〕：前記発熱部の長さが、通紙可能な
記録材の幅に対応して設定されていることを特徴とする
〔１〕又は〔２〕に記載の加熱装置。

【００１５】〔４〕：前記複数本の発熱体のうち、最も
長い発熱部の長さを有する発熱体を２本以上有すること
を特徴とする〔１〕，〔２〕又は〔３〕に記載の加熱装
置。

【００１６】〔５〕：前記複数本の発熱体のうち、発熱
部の長さが長い発熱体ほど記録材の搬送方向に対して上
流側に配置されていることを特徴とする〔１〕乃至
〔４〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００１７】〔６〕：発熱部の長さの等しい複数本の発
熱体を有しており、該発熱体の発熱部の長さよりも短い
発熱部を有した発熱体が、前記発熱部の長さの等しい複
数本の発熱体の記録材搬送方向における中間の位置に配
置されていることを特徴とする〔１〕乃至〔４〕の何れ
か１項に記載の加熱装置。

【００１８】〔７〕：前記発熱部の長さが長いほど発熱
体の幅が広いことを特徴とする〔１〕乃至〔６〕の何れ
か１項に記載のいずれかに記載の加熱装置。

【００１９】〔８〕：同じ長さの発熱部を有する発熱体
の幅を合計した発熱部長さ毎の発熱体幅の比率が、該発
熱部の長さの比率、あるいは発熱部の長さの２乗の比率
と等しいことを特徴とする〔１〕乃至〔７〕の何れか１
項に記載の加熱装置。

【００２０】

〔９〕：前記複数の発熱体が偶数本形成さ
れた加熱体の記録材搬送方向と直交する方向の第一の端
部において、該記録材搬送方向の上流側から１番目の発
熱体に接続された電極と、該記録材搬送方向の上流側か
ら偶数番目の発熱体と該発熱体の下流側に隣接した発熱
体に接続された共通の電極と、最も下流側に位置する発
熱体に接続された電極とを有しており、前記加熱体の第
一の端部と反対側に位置する第二の端部において、記録
材搬送方向の上流側から奇数番目の発熱体と該発熱体の
下流側に隣接した発熱体とに接続された共通の電極を有
していることを特徴とする〔１〕から〔８〕の何れか１
項に記載の加熱装置。

【００２１】〔１０〕：前記複数の発熱体が奇数本形成
された加熱体の記録材搬送方向と直交する方向の第一の
端部において、該記録材搬送方向の上流側から１番目の
発熱体に接続された電極と、該記録材搬送方向の上流側
から偶数番目の発熱体と該発熱体の下流側に隣接した発
熱体とに接続された共通の電極とを有しており、前記加
熱体の第一の端部と反対側に位置する第二の端部におい
て、記録材搬送方向の上流側から奇数番目の発熱体と該
発熱体の下流側に隣接した発熱体とに接続された共通の
電極と、最も下流側に位置する発熱体に接続された電極
とを有していることを特徴とする〔１〕から〔８〕の何
れか１項に記載の加熱装置。

【００２２】〔１１〕：〔１〕から〔１０〕の何れか1
項に記載の加熱装置を構成する絶縁基板がＡｌ₂Ｏ₃ある
いはＡｌＮであることを特徴とする加熱装置。

【００２３】〔１２〕：前記加熱体と摺動するフィルム
と、前記フィルムとニップを形成する加圧ローラを有
し、該フィルムを介した加熱手段からの熱により被加熱
材が加熱されており、前記発熱体が形成されている絶縁
基板面が、ニップ面とは反対側に位置することを特徴と
する〔１〕から〔１１〕の何れか1項に記載の加熱装
置。

【００２４】〔１３〕：記録材上に画像を形成する像形
成手段と、該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、該像加熱手段として前記
〔１〕から〔１２〕の何れか1項に記載の加熱装置を備
えたことを特徴とする画像形成装置。

【００２５】

【発明の実施の形態】〈第一の実施形態〉以下、添付図
面に基づき説明する。

【００２６】図１は電子写真プロセスを用いた画像形成
装置の概略構成図であり、例えばレーザプリンタの場合
を示している。

【００２７】レーザプリンタ本体１０１（以下、本体１
０１）は、記録紙（記録材）Ｓを収納するカセット１０
２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知する
カセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓ
のサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（複数
個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２
から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられ
ている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓ
を同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられてい
る。

【００２８】また、レジストローラ対１０６の下流には
レーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録
紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けら
れている。

【００２９】さらに、画像形成部１０８の下流には記録
紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器Ｒが設
けられており、定着器Ｒの下流には排紙部の搬送状態を
検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ロ
ーラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載ト
レイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準
は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向
の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように
設定されている。

【００３０】また、前記レーザスキャナ１０７は、後述
する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号
ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレー
ザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレ
ーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するための
ポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミ
ラー１１６等により構成されている。

【００３１】そして、１０８は画像形成部であり、公知
の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次
帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２
１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着
器Ｒは定着フィルム６１、加圧ローラ６３、定着フィル
ム内部に設けられたセラミック面発ヒータ２４、セラミ
ック面発ヒータの表面温度を検出するサーミスタ２１か
ら構成されている。

【００３２】また、メインモータ１２３は、給紙ローラ
１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジス
トローラ対１０６にはレジストローラ１２５を介して駆
動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含む画像形
成部１０８の各ユニット、定着器Ｒ、排紙ローラ１１１
にも駆動力を与えている。

【００３３】１２６はエンジンコントローラであり、レ
ーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器Ｒに
よる電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録
紙の搬送制御を行なっている。

【００３４】そして、１２７はビデオコントローラであ
り、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用
のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）
１３０で接続されており、この汎用インタフェースから
送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビ
ットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ
１２６へ送出している。

【００３５】図２に、本発明におけるセラミック面発ヒ
ータの駆動及び制御回路を示す。１は、本画像形成装置
を接続する交流電源で、本画像形成装置は商用電源をＡ
Ｃフィルタ２を介してセラミック面発ヒータ２４の発熱
体３２または発熱体３３へ供給することによりセラミッ
ク面発ヒータ２４を構成する発熱体３２または発熱体３
３を発熱させる。

【００３６】この発熱体３２への電力の供給は、トライ
アック４によって通電・遮断が制御される。抵抗５，６
はトライアック４のためのバイアス抵抗であり、フォト
トライアックカプラ７は、一次、二次間を隔離するため
のデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光
ダイオードに通電することによりトライアック４をオン
する。抵抗８は、フォトトライアックカプラ７の電流を
制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりオン
／オフする。トランジスタ９は抵抗１０を介してエンジ
ンコントローラ１１からのＯＮ１信号にしたがって動作
する。もう一つの発熱体３３への電力の供給は、トライ
アック１３によって通電・遮断が制御される。抵抗１
４、１５はトライアック１３のためのバイアス抵抗であ
り、フォトトライアックカプラ１６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。フォトトラ
イアックカプラ１６の発光ダイオードに通電することに
よりトライアック１３をオンする。抵抗１７は、フォト
トライアックカプラ１６の電流を制限するための抵抗で
あり、トランジスタ１８によりオン／オフする。トラン
ジスタ１８は抵抗１９を介してエンジンコントローラ１
１からのＯＮ２信号にしたがって動作する。

【００３７】また、ＡＣフィルタ２を介して交流電源１
は、ゼロクロス検出回路１２に入力される。ゼロクロス
検出回路では、商用電源電圧がある闘値以下の電圧にな
っていることをエンジンコントローラ１１に対してパル
ス信号として報知する。以下、エンジンコントローラ１
１に送出されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。

【００３８】エンジンコントローラ１１はＺＥＲＯＸ信
号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御
によりトライアック４または１３をＯＮ／ＯＦＦする。

【００３９】また、２１は発熱体３２および２０が形成
されているセラミック面発ヒータ２４の温度を検知する
ための温度検出素子、例えば、サーミスタ感温素子であ
り、セラミック面発ヒータ２４上に発熱体３２及び２０
に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する
絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子２１
によって検出される温度は、抵抗２２と、温度検出素子
２１との分圧として検出され、エンジンコントローラ１
１にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミック面発
ヒータ２４の温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントロ
ーラ１１において監視され、エンジンコントローラ１１
の内部で設定されているセラミック面発ヒータ２４の設
定温度と比較することによって、セラミック面発ヒータ
２４を構成する発熱体３２または２０に供給するべき電
力を算出し、その供給する電力に対応した位相角（位相
制御）または波数（波数制御）に換算し、その制御条件
によりエンジンコントローラ１１がトランジスタ９にＯ
Ｎ１信号、あるいはトランジスタ１８にＯＮ２信号を送
出する。

【００４０】発熱体３２または２０に電力を供給し、制
御する手段が故障して発熱体３２または２０が熱暴走に
至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防
止手段２３がセラミック面発ヒータ２４上に配されてい
る。過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒューズやサー
モスイッチである。電力供給制御手段の故障により、発
熱体３２または２０が熱暴走に至り過昇温防止手段２３
が所定の温度以上になると、過昇温防止手段２３がＯＰ
ＥＮになり、発熱体３２および２０への通電が断たれ
る。

【００４１】次に、セラミック面発ヒータ２４と温度検
出素子２１と過昇温防止手段２３の位置関係の概略につ
いて、図３に示す。図３（ａ）はセラミック面発ヒータ
の断面図であり、図３（ｂ）は発熱体３２，３３が形成
されている面を示しており、図３（ｃ）は図３（ｂ）の
示している面と相対する面を示している。

【００４２】セラミック面発ヒータ２４は、ＳｉＣ、Ａ
ｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス系の絶縁基板３１と、
絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されている発
熱体３２および３３と、該２本の発熱体を保護している
ガラス等の保護層３４から構成されている。保護層３４
上に、セラミック面発ヒータ２４の温度を検出する温度
検出素子２１が配設されている。

【００４３】発熱体３２は、電力が供給されると発熱す
る部分３２ａと、該発熱部分３２ａに接続した導電部３
２ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３２
ｃ，３２ｄから構成されている。

【００４４】発熱体３３は、電力が供給されると発熱す
る部分３３ａと、該発熱部分３３ａに接続した導電部３
３ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３２
ｃ，３３ｄから構成されている。

【００４５】電極部３２ｃは、発熱体３２と発熱体３３
の両方に接続されており、発熱体３２及び発熱体３３の
共通の電極となっている。

【００４６】共通電極３２ｃは、交流電源１のＨＯＴ側
端子と過昇温防止手段２３を介して接続される。電極部
３２ｄは発熱体３２を制御するトライアック４に接続さ
れ、電極部３３ｄは発熱体３３を制御するトライアック
１３に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接
続される。

【００４７】セラミック面発ヒータ２４は、図４に示し
たように、フィルムガイド６２によって支持されてい
る。６１は、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、
セラミック面発ヒータ２４を下面側に支持させたフィル
ムガイド６２に外嵌させてある。そして、フィルムガイ
ド６２の下面のセラミック面発ヒータ２４と、加圧部材
としての弾性加圧ローラ６３とを定着フィルム６１を挟
ませて弾性加圧ローラ６３の弾性に抗して所定の加圧力
をもって圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ
部Ｎを形成させてある。ここで、図４（ａ）のようにセ
ラミック面発ヒータ２４は、発熱体３２、３３がニップ
部と反対側にあっても、図４（ｂ）のように発熱体がニ
ップ部側にあってもかまわない。以下、説明は発熱体３
２、３３がニップ部Ｎと反対側に位置するようにフィル
ムガイド６２に支持されている場合について説明する。

【００４８】図３において、発熱体３２の発熱部３２ａ
の長さはＬ１であり、通紙可能な最大の記録紙幅と対応
しており、発熱体３３の発熱部３３ａの長さＬ２は、幅
の狭い小サイズの記録紙幅に対応している。記録紙幅が
発熱部３３ａの長さＬ２よりも大きい記録紙が通紙され
た場合は、エンジンコントローラ１１から送出されるＯ
Ｎ１信号によりトライアック４を制御して、発熱体３２
への通電を制御する。発熱体３３への通電を制御するト
ライアック１３はＯＦＦのままとする。また、記録紙幅
が発熱部３３ａの長さＬ２と同じか小さい記録紙が通紙
された場合は、エンジンコントローラ１１から送出され
るＯＮ２信号によりトライアック１３を制御して、発熱
体３３への通電を制御する。発熱体３２への通電を制御
するトライアック４はＯＦＦのままとする。このような
制御により、小サイズ紙が通紙された場合に生じる非通
紙域の昇温を抑制することができる。

【００４９】本実施形態では、過昇温防止手段２３と温
度検出素子２１は、記録紙の搬送基準、つまり発熱部３
２ａ及び発熱部３３ａの長さ方向の中心ａ１に対して、
左右対称な位置であり、かつ通紙可能な最小の記録紙幅
よりも内側の位置に配設されている。

【００５０】上記のような構成をとることにより、通紙
された記録紙の幅に応じて定着を行うことができ、非通
紙部昇温を防止できる。また、電極の一部を共通化して
基板の有効活用を図ることができ、装置の小型化やコス
トダウンを図ることができる。

【００５１】また、温度検出素子２１と過昇温防止手段
２３の位置を隔てて配置することができるため、１次２
次間の絶縁を確保するのに十分な距離をとることができ
る。そして、温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が
温度的に均等な位置に配置される為、定着器Ｒが過昇温
した場合の過昇温防止制御の精度の向上を図ることがで
きる。さらに、最小通紙幅の内側に温度検出素子及び過
昇温防止手段を配置する為、いかなる記録紙を通紙して
も、小サイズ紙通紙に非通紙域昇温の影響を受けること
なく、通紙領域内の温度を検出することにより、定着器
の温度制御の精度の向上を図ることができる。

【００５２】〈第二の実施形態〉図５および図６に第二
の実施形態を示す。

【００５３】本形態において第１の実施形態と重複する
点については説明を省略する。

【００５４】図５に本実施形態におけるセラミックヒー
タの駆動及び制御回路を示す。１は、本画像形成装置を
接続する交流電源で、本画像形成装置は商用電源をＡＣ
フィルタ２を介してセラミックヒータ２４の発熱体３、
発熱体２０または発熱体４０へ供給することによりセラ
ミックヒータ２４を構成する発熱体３、発熱体２０又は
発熱体４０を発熱させる。

【００５５】発熱体４０への電力の供給は、発熱体３及
び２０と同様に、トライアック４１によって通電・遮断
が行われる。抵抗４２、４３はトライアック４１のため
のバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ４４は、一
次、二次間の絶縁を確保するためのデバイスである。フ
ォトトライアックカプラ４４の発光ダイオードに通電す
ることによりトライアック４１をオンする。抵抗４５
は、フォトトライアックカプラ４４の電流を制限するた
めの抵抗であり、トランジスタ４６により該電流をオン
／オフする。トランジスタ４６は抵抗４７を介してエン
ジンコントローラ１１からのＯＮ３信号に従って動作す
る。エンジンコントローラ１１はＺＥＲＯＸ信号のパル
スのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりト
ライアック４，１３又は４１をＯＮ／ＯＦＦする。

【００５６】また、２１は発熱体３，２０及び４０が形
成されているセラミックヒータ２４の温度を検知するた
めの温度検出素子、例えば、サーミスタ感温素子であ
り、セラミックヒータ２４上に発熱体３，２０及び４０
に対して絶縁を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁
物を介して配置されている。セラミックヒータ２４の温
度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１１におい
て監視され、エンジンコントローラ１１の内部で設定さ
れているセラミックヒータ２４の設定温度と比較するこ
とによって、セラミックヒータ２４を構成する発熱体
３，２０または４０に供給するべき電力を算出し、その
供給する電力に対応した位相角（位相制御）または波数
（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコ
ントローラ１１がトランジスタ９にＯＮ１信号、あるい
はトランジスタ１８にＯＮ２信号、あるいはトランジス
タ４６にＯＮ３信号を送出する。

【００５７】発熱体３，２０又は４０に電力を供給し、
制御する手段が故障し、発熱体３，２０又は４０が熱暴
走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇
温防止手段２３がセラミックヒータ２４上に配されてい
る。過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒューズやサー
モスイッチである。電力供給制御手段の故障により、発
熱体３または２０または４０が熱暴走に至り過昇温防止
手段２３が所定の温度以上になると、過昇温防止手段２
３がＯＰＥＮになり、発熱体３，２０，４０への通電が
断たれる。

【００５８】次に、セラミックヒータ２４の概略につい
て、図６に示す。図６（ａ）はセラミック面発ヒータの
断面図であり、図６（ｂ）は発熱体３，２０，４０が形
成されている面を示しており、図６（ｃ）は図６（ｂ）
の示している面と相対する面を示している。

【００５９】セラミック面発ヒータ２４は、ＳｉＣ、Ａ
ｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス系の絶縁基板３１と、
絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されている発
熱体３，２０，４０と、該３本の発熱体を保護している
ガラス等の保護層３４から構成されている。

【００６０】発熱体４０は、電力が供給されると発熱す
る部分４０ａと、該発熱部４０ａに接続された導電部４
０ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３２
ｃ，４０ｄから構成されている。

【００６１】極部３２ｃは、発熱体３２，３３，４０の
全てに接続されており、発熱部３２ａ，３３ａ及び４０
ａの共通の電極となっている。

【００６２】共通電極３２ｃには、交流電源１のＨＯＴ
側端子から過昇温防止手段２３を介して接続される。電
極部４０ｄは発熱体４０を制御するトライアック４１に
接続され、トライアック４，１３とともに交流電源１の
Ｎｅｕｔｒａｌ端子に接続される。

【００６３】図６において、発熱体３２の発熱部３２ａ
と発熱体４０の発熱部４０ａの長さはＬ１であり、通紙
可能な最大の記録紙幅と対応しており、発熱体３３の発
熱部３３ａの長さＬ２は、幅の狭い小サイズの記録紙幅
に対応している。記録紙幅が発熱部３３ａの長さＬ２よ
りも大きい記録紙が通紙された場合は、エンジンコント
ローラ１１から送出されるＯＮ１信号及びＯＮ３信号に
よりトライアック４及び４１を制御して、発熱体３２，
４０への通電を制御する。発熱体３３への通電を制御す
るトライアック１３はＯＦＦのままとする。また、記録
紙幅が発熱部３３ａの長さＬ２と同じか小さい記録紙が
通紙された場合は、エンジンコントローラ１１から送出
されるＯＮ２信号によりトライアック１３を制御して、
発熱体３３への通電を制御する。発熱体３２，４０への
通電を制御するトライアック４及び４１はＯＦＦのまま
とする。このような制御により、小サイズ紙が通紙され
た場合に生じる非通紙域の昇温を抑制することができ
る。

【００６４】過昇温防止手段２３と温度検出素子２１
は、記録紙の搬送基準、つまり発熱部３２ａ，３３ａ及
び４０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置であ
り、かつ通紙可能な最小の記録紙幅よりも内側の位置に
配設されている。

【００６５】記録紙幅が１２よりも大きい記録紙が通紙
された場合、発熱体３２と４０の発熱比を制御して、発
熱体３２及び４０を発熱させる。発熱部長さＬ１の発熱
体が１本の場合の発熱量と２本の総発熱量が等しくなる
ように設定することにより、発熱部長さＬ１の発熱体が
１本の場合と比較して、各発熱体の発熱量を小さくで
き、それぞれの発熱体に発熱量を分散することができ
る。

【００６６】上記のような構成をとることにより、記録
紙幅が大きい記録紙に対応した発熱体が２本あるため、
十分な発熱量を確保することができる。従って、厚紙や
ラフぺーパに対して、十分な定着性を得ることが可能と
なる。また、記録紙幅に対応した２本の発熱体のそれぞ
れの発熱量を、１本の場合と比較して小さくすることが
できるため、２本の発熱体を比率制御することにより、
高調波／フリッカを低減することができる。

【００６７】さらに、発熱部の長さが長い発熱体程、記
録紙の搬送方向の上流側に配置することにより、幅が大
きい記録紙が通紙された場合に十分な定着性を得ること
ができる。

【００６８】〈第三の実施形態〉図７に第三の実施形態
を示す。

【００６９】第一及び第二の実施形態と重複する点につ
いては省略する。

【００７０】駆動および制御回路は、第二の実施形態で
説明した図５と同じである。図７に示したセラミックヒ
ータ２４の概略図において、図６の概略図と異なる点
は、小サイズ紙に対応した発熱体３３が、普通サイズ紙
に対応した発熱体３２と発熱体４０との中間に位置して
いることである。

【００７１】上記のような構成をとることにより、発熱
体４０を補助的な発熱体として使用することができる。
小サイズ紙が通紙された場合は、発熱体３３を発熱させ
て加熱制御をおこない、普通サイズ紙が通紙された場合
には、発熱体３２を発熱させることにより、該記録紙上
のトナー像を定着させることができる。

【００７２】さらに、普通サイズ紙を通紙する場合であ
って、厚紙通紙や環境条件等により、発熱体３２への通
電だけでは発熱量が不十分である場合は、発熱体４０に
電力を供給して発熱量を増やすことができる。

【００７３】このように、発熱体４０を補助的に発熱さ
せるため、発熱体４０を記録紙の搬送方向の下流側に配
置することが可能となり、通常時は小サイズ紙が通紙さ
れた場合でも、普通サイズ紙が通紙された場合でも、２
本発熱体の場合と同様な制御をおこなうことができ、厚
紙通紙や環境条件等によって定着しづらい場合であって
も良好に定着できる。

【００７４】〈第四の実施形態〉本実施例は、図３、
６、７に示したセラミックヒータ２４の概略図におい
て、発熱長Ｌ１の発熱体３２及び４０の発熱体幅の合計
（Ｗ１＋Ｗ３）と、発熱長Ｌ２の発熱体幅ｗ２の比率が （Ｗ１＋Ｗ３）／ｗ２＝Ｌ１／Ｌ２ ・・・・・・・ あるいは （Ｗ１＋Ｗ３）／ｗ２＝（Ｌ１／Ｌ２）²・・・・・・ であることを特徴とする。

【００７５】発熱体３２，４０のペースト材に同じもの
を使用した場合、の構成をとることにより、発熱長Ｌ
１の発熱体の総発熱量と、発熱長Ｌ２の発熱体の総発熱
量を等しくすることができる。

【００７６】の構成をとることにより、発熱長Ｌ１の
発熱体の単位長あたりの総発熱量と、発熱長Ｌ２の発熱
体の単位長あたりの総発熱量を等しくすることができ
る。

【００７７】このように、発熱長の異なる発熱体におい
て、発熱量もしくは、単位長あたりの発熱量を等しくす
ることができる。

【００７８】これらの構成により、それぞれの発熱体３
２，４０の電力制御を行うエンジンコントローラ１１に
おける電力供給制御の共通化を図ることができる。

【００７９】〈第五の実施形態〉図８に本実施形態の特
徴を示すセラミック面発ヒータの駆動および制御回路を
示す。

【００８０】前述の実施形態と重複する点については省
略する。

【００８１】発熱体８０への電力の供給は、トライアッ
ク４により通電、遮断を行う。発熱体８２または発熱体
８１への電力の供給は、トライアック１３により通電、
遮断を行う。交流電源１のＨＯＴ端子からの出力は、Ａ
Ｃフィルタ２及び過昇温防止手段２３を介して、切り替
えリレー７３に入力される。この切り替えリレー７３は
コイル側に通電される電流のＯＮ／ＯＦＦにより、発熱
体８０または発熱体８１に電力を供給するか、発熱体８
２に電力を供給するかを切り替える。

【００８２】本実施形態において、コイル側の通電ＯＦ
Ｆで発熱体８０または発熱体８１に電力を供給する側に
切り替わり、ＯＮで発熱体８２に電力を供給する側に切
り替わるとする。もちろん、逆の設定でも構わない。こ
のリレー７３のコイル側の通電電流のＯＮ／ＯＦＦは、
トランジスタ７５のＯＮ／ＯＦＦに従い、トランジスタ
７５は抵抗７６を介してエンジンコントローラ１１によ
りＯＮ／ＯＦＦされている。抵抗７７はトランジスタ７
５の動作を安定させる為の素子であり、ダイオード７４
は、リレー７３のコイル側に誘起される逆起電圧による
トランジスタ７５の破壊を防止する素子である。

【００８３】次に、セラミックヒータ２４の概略につい
て、図９に示す。セラミック面発ヒータ２４は、Ｓｉ
Ｃ、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス系の絶縁基板３
１と、絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されて
いる発熱体８０，８１，８２と、該３本の発熱体８０，
８１，８２を保護しているガラス等の保護層３４から構
成されている。

【００８４】発熱体８０は、電力が供給されると発熱す
る部分８０ａと、その導電部８０ｂと、該導電部８０ｂ
と接続され、コネクタ（不図示）を介して電力が供給さ
れる電極部８０ｃ，８０ｄとから構成されている。発熱
体８１は、電力が供給されると発熱する部分８１ａと、
その導電部８１ｂと、該導電部８１ｂに接続され、コネ
クタ（不図示）を介して電力が供給される電極部８０
ｃ，８１ｄから構成されている。発熱体８２は、電力が
供給されると発熱する部分８２ａと、その導電部８２ｂ
と、該導電部８２ｂと接続され、コネクタを介して電力
が供給される電極部８２ｃ，８１ｄから構成されてい
る。

【００８５】前記発熱体８０，８１，８２が奇数本（３
本）形成された加熱体２４の記録材搬送方向と直交する
方向の第一の端部において、該記録材搬送方向の上流側
から１番目の発熱体８０に接続された電極８０ｄと、該
記録材搬送方向の上流側から偶数番目（２番目）の発熱
体８１と該発熱体８１の下流側に隣接した発熱体８２と
に接続された共通の電極８１ｄとを有しており、前記加
熱体２４の第一の端部と反対側に位置する第二の端部に
おいて、記録材搬送方向の上流側から奇数番目（１番
目）の発熱体８０と該発熱体８０の下流側に隣接した発
熱体８１とに接続された共通の電極８０ｃと、最も下流
側に位置する発熱体８２に接続された電極８２ｃとを有
している。

【００８６】共通電極８０ｃにはリレー７３の端子ｒ１
が接続され、電極部８２ｃにはリレー７３の端子ｒ２が
接続される。電極部８０ｄは発熱体８０を制御するトラ
イアック４に接続され、共通電極部８１ｄは発熱体８
１、８２を制御するトライアック１３に接続され、交流
電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。

【００８７】図９において、発熱体８０の発熱部８０ａ
と発熱体８１の発熱部８１ａの長さはＬ１であり、通紙
可能な最大の記録紙幅と対応しており、発熱体８２の発
熱部８２ａの長さＬ２は、幅の狭い小サイズの記録紙幅
に対応している。記録紙幅が発熱部８２ａの長さＬ２よ
りも大きい記録紙が通紙された場合は、エンジンコント
ローラ１１から送出されるＲＬＤ信号をＯＦＦとし、リ
レー７３を発熱体８０又は８１に電力を供給する側に切
り替える。エンジンコントローラ１１から送出されるＯ
Ｎ１信号によりトライアック４を制御して発熱体８０へ
の電力を制御し、ＯＮ２信号によりトライアック１３を
制御して発熱体８１への通電を制御する。

【００８８】また、記録紙幅が発熱部８２ａの長さＬ２
と同じか小さい記録紙が通紙された場合は、エンジンコ
ントローラ１１から送出されるＲＬＤ信号をＯＮとし、
リレー７３を発熱体８２に電力を供給する側に切り替え
る。エンジンコントローラ１１から送出されるＯＮ２信
号によりトライアック１３を制御して発熱体８２への電
力を制御する。トライアック４を制御するＯＮ１信号は
ＯＦＦのままとする。このような制御により、小サイズ
紙が通紙された場合に生じる非通紙域の昇温を抑制する
ことができる。

【００８９】上記構成をとることにより、発熱体を駆動
するスイッチング手段（トライアック等）を少なくする
ことができる。さらに、切り替えリレーにより、普通サ
イズ紙用と小サイズ紙用に切り替えることができる。普
通サイズ紙が通紙された場合には、切り替えリレーで普
通サイズ紙用に切り替え、発熱体への電力供給が２本の
発熱体を２個のスイッチング手段で制御でき、小サイズ
紙が通紙された場合には、切り替えリレーで小サイズ紙
用に切り替え、２個のうち１個のスイッチング手段で電
力供給を制御可能となる。

【００９０】また、絶縁基板上の電極数が、絶縁基板の
長手方向において左右均等に配置できるため、電極部に
接続されるコネクタの共通化を図ると共に、絶縁基板を
有効に活用することができ、コストダウンを図ることが
できる。

【００９１】〈第六の実施形態〉図１０に本実施形態の
特徴を示すセラミック面発ヒータの概略構成を示す。

【００９２】前述の実施形態と重複する点については省
略する。

【００９３】セラミック面発ヒータ２４は、絶縁基板３
１と、該絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成され
ている４本の発熱体８０，８１，８２，８３と、それを
保護しているガラス等の保護層３４とから構成されてい
る。

【００９４】該発熱体８０，８１，８２は、第五の実施
形態と略同じであり、発熱体８３は、電力が供給される
と発熱する部分８３ａと、その導電部８３ｂと、該導電
部８３ｂと接続され、コネクタ（不図示）を介して電力
が供給される電極部８２ｃ，８３ｄとから構成されてい
る。

【００９５】本実施形態では、前記複数の発熱体が偶数
本（４本）形成された加熱体２４の記録材搬送方向と直
交する方向の第一の端部において、該記録材搬送方向の
上流側から１番目の発熱体８０に接続された電極８０ｄ
と、該記録材搬送方向の上流側から偶数番目（２番目）
の発熱体８１と該発熱体８１の下流側に隣接した発熱体
８２に接続された共通の電極８１ｄと、最も下流側に位
置する発熱体８３に接続された電極８３ｄとを有してお
り、前記第一の端部と反対側に位置する第二の端部にお
いて、記録材搬送方向の上流側から奇数番目（１，３番
目）の発熱体８０，８２と該発熱体８０，８２の下流側
に隣接した発熱体８１，８３とに接続された共通の電極
８０ｃ，８２ｃを有している。

【００９６】そして、通紙された記録紙の幅に応じて発
熱体８０，８１，８２，８３を独立に駆動することや、
厚紙通紙や環境条件に応じて発熱体８０と発熱体８１と
を同時に、または発熱体８２と発熱体８３とを同時に駆
動させることにより、加熱定着を行う。

【００９７】以上のように本実施形態によれば、電極８
０ｃ，８１ｄ８２ｃを共通化して絶縁基板３１の有効活
用を図ることができる。また、記録紙の幅や紙厚、周囲
の環境等、種々の条件下において良好な加熱定着を行う
ことができる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
なる長さの発熱体を複数備え、転写材の幅サイズに応じ
た長さの発熱体を選択的に用いて非通紙部昇温を軽減す
ることを可能にした加熱装置及び画像形成装置を提供す
ることができる。

【００９９】また、該加熱装置及び画像形成装置におい
て、絶縁基板上に独立駆動可能に設けた複数本の発熱体
の少なくとも一部の電極を共通化することによって、該
基板の有効利用を図ることや、更に、基板両端部に設け
られる電極の数を同じにして、該端部に接続されるコネ
クタの共通化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における画像形成装置を示した図

【図２】 本発明における定着器の制御及び駆動回路を
示した図

【図３】 本発明におけるセラミックヒータと温度検出
素子と過昇温防止手段の概略位置関係図

【図４】 本発明における画像形成装置を示した図

【図５】 本発明における第二の実施形態を示した図

【図６】 本発明における第二の実施形態を示した図

【図７】 本発明における第三の実施形態を示した図

【図８】 本発明における第五の実施形態を示した図

【図９】 本発明における第五の実施形態を示した図

【図１０】 本発明における第六の実施形態を示した図

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ フィルタ ３ 発熱体 ４，１３，４１ トライアック ５，６抵抗 ７，１６，４４ フォトトライアックカプラ ８ 抵抗 ９ トランジスタ １０ 抵抗 １１ エンジンコントローラ １２ ゼロクロス検出回路 １４，１７ 抵抗 １８ トランジスタ １９ 抵抗 ２０ 発熱体 ２１ サーミスタ（温度検出素子） ２２ 抵抗 ２３ 過昇温防止手段 ２４ セラミック面発ヒータ（加熱体） ３１ 絶縁基板 ３２，３３，４０，８０，８１，８２，８３ 発熱体 ３２ａ，３３ａ，４０ａ，８０ａ，８１ａ，８２ａ，８
３ａ 発熱部分 ３２ｂ，３３ｂ，４０ｂ，８０ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８
３ｂ 導電部 ３２ｃ，３２ｄ，３３ｄ，４０ｄ，８０ｃ，８０ｄ，８
１ｄ，８２ｃ，８３ｄ電極部 ３４ 保護層 ４２，４３，４５ 抵抗 ４６ トランジスタ ４７ 抵抗 ６１ フィルム ６２ フィルムガイド ６３ 弾性加圧ローラ ７３ リレー ７４ ダイオード ７５ トランジスタ ７６，７７ 抵抗 １０１レーザプリンタ本体 １０２カセット １０３カセット有無センサ １０４カセットサイズセンサ １０５給紙ローラ １０６レジストローラ対 １０７レーザスキャナ部 １０８画像形成部 １１０排紙センサ １１１排紙ローラ １１２積載トレイ １１３レーザユニット １１４ポリゴンモータ １１５結像レンズ １１６ミラー １１７感光ドラム １１９次帯電ローラ １２０現像器 １２１転写帯電ローラ １２２クリーナ １２３メインモータ １２４給紙ローラクラッチ １２５レジストローラ １２６エンジンコントローラ １３１外部装置 ｒ１ 端子 ｒ２ 端子 Ｎ ニップ部 Ｒ 定着器 Ｓ 記録材（記録紙）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、絶縁基板の一方の面上に記
   録材の搬送方向と直交する方向に形成された複数本の発
   熱体から構成されている加熱体を備えた加熱装置におい
   て、 前記複数本の発熱体のうち少なくとも１本の発熱体が他
   の発熱体と比べて発熱部の長さが異なることを特徴とす
   る加熱装置。
2. 【請求項２】 前記複数本の発熱体に独立に電力供給可
   能な電力供給手段を具備したことを特徴とする請求項１
   に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 前記発熱部の長さが、通紙可能な記録材
   の幅に対応して設定されていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 前記複数本の発熱体のうち、最も長い発
   熱部の長さを有する発熱体を２本以上有することを特徴
   とする請求項１，２又は３に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記複数本の発熱体のうち、発熱部の長
   さが長い発熱体ほど記録材の搬送方向に対して上流側に
   配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れ
   か１項に記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 発熱部の長さの等しい複数本の発熱体を
   有しており、該発熱体の発熱部の長さよりも短い発熱部
   を有した発熱体が、前記発熱部の長さの等しい複数本の
   発熱体の記録材搬送方向における中間の位置に配置され
   ていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に
   記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 前記発熱部の長さが長いほど発熱体の幅
   が広いことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に
   記載のいずれかに記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 同じ長さの発熱部を有する発熱体の幅を
   合計した発熱部長さ毎の発熱体幅の比率が、該発熱部の
   長さの比率、あるいは発熱部の長さの２乗の比率と等し
   いことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載
   の加熱装置。
9. 【請求項９】 前記複数の発熱体が偶数本形成された加
   熱体の記録材搬送方向と直交する方向の第一の端部にお
   いて、 該記録材搬送方向の上流側から１番目の発熱体に接続さ
   れた電極と、 該記録材搬送方向の上流側から偶数番目の発熱体と該発
   熱体の下流側に隣接した発熱体に接続された共通の電極
   と、 最も下流側に位置する発熱体に接続された電極とを有し
   ており、 前記加熱体の第一の端部と反対側に位置する第二の端部
   において、記録材搬送方向の上流側から奇数番目の発熱
   体と該発熱体の下流側に隣接した発熱体とに接続された
   共通の電極を有していることを特徴とする請求項１から
   ８の何れか１項に記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の発熱体が奇数本形成された
    加熱体の記録材搬送方向と直交する方向の第一の端部に
    おいて、 該記録材搬送方向の上流側から１番目の発熱体に接続さ
    れた電極と、 該記録材搬送方向の上流側から偶数番目の発熱体と該発
    熱体の下流側に隣接した発熱体とに接続された共通の電
    極とを有しており、 前記加熱体の第一の端部と反対側に位置する第二の端部
    において、 記録材搬送方向の上流側から奇数番目の発熱体と該発熱
    体の下流側に隣接した発熱体とに接続された共通の電極
    と、 最も下流側に位置する発熱体に接続された電極とを有し
    ていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に
    記載の加熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０の何れか1項に記載
    の加熱装置を構成する絶縁基板がＡｌ₂Ｏ₃あるいはＡｌ
    Ｎであることを特徴とする加熱装置。
12. 【請求項１２】 前記加熱体と摺動するフィルムと、前
    記フィルムとニップを形成する加圧ローラを有し、該フ
    ィルムを介した加熱手段からの熱により被加熱材が加熱
    されており、 前記発熱体が形成されている絶縁基板面が、ニップ面と
    は反対側に位置することを特徴とする請求項１から１１
    の何れか1項に記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】 記録材上に画像を形成する像形成手段
    と、該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、 該像加熱手段として前記請求項１から１２の何れか1項
    に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装
    置。