JP2002075597A - 加熱手段、加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミックヒータ２４を構成する発熱体３２に
おいて、ヒータの長手方向に発熱体が発熱配勾、単位長
あたりの抵抗値に依存しない構成とすることを目的とす
る。 【解決手段】絶縁基板３１上に形成された少なくとも１
本の発熱体３２が、その１本の発熱体のなかで、通紙域
Ｗ２に対応した範囲とその範囲外Ｗ３で、異なる単位長
あたりの抵抗値（発熱量）を有する場合、 １．該発熱体の厚さにより、 ２．該発熱体を構成する抵抗体の抵抗率により、 単位長あたりの抵抗値を制御して、発熱体幅に依存する
ことなく、該発熱体の長手方向の発熱配勾を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱手段、加熱装
置および画像形成装置に関する。

【０００２】より具体的には、セラミックヒータ、１本
あるいは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加熱装置、該加熱装置を熱定着
装置として用いた、電子写真プロセス方式等の画像形成
装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来の電子写真プロセス等を用いた画像
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方式の熱定
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
熱式の熱定着装置等が用いられている。

【０００５】一般的に、セラミック面発ヒータは、１本
あるいは複数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、発熱体の本数に対応
した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
設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。絶縁基板上の発
熱体は、画像形成装置が通紙可能な通紙幅に対応して、
その領域内では均一に発熱するように形成されている。

【０００６】小サイズ紙が通紙された場合に生じる小サ
イズ紙の通紙域外の端部昇温を抑制するために、小サイ
ズに対応した発熱領域を有する発熱体を絶縁基板上に形
成する場合がある。小サイズ紙に対応した範囲では単位
長あたりの抵抗値（発熱量）が均一でありその範囲外で
は単位長あたりの発熱量が小サイズ紙に対応した範囲と
比較して小さくなるように、均一に単位長あたりの抵抗
値が制御されている。従来、この単位長あたりの抵抗値
の制御は、発熱体の幅によりおこなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】Ａｌ₂Ｏ₃やＡｌＮ等の
絶縁材を基材とし、絶縁基板上に転写材の搬送方向と直
交する方向に沿って発熱体が形成されている面発ヒータ
を熱源とする定着手段を有する画像形成装置において、
画像形成装置の通紙可能な通紙幅に対応した発熱領域を
有する発熱体で、その１本の発熱体のなかで、通紙域に
対応した範囲とその範囲外で単位長あたりの抵抗値（発
熱量）を変化させる場合、絶縁基板上に印刷形成された
該発熱体幅により、単位長あたりの抵抗値を制御してい
た。

【０００８】単位長あたりの抵抗値の比率が大きい場
合、単位長あたりの抵抗値を発熱体幅で制御すると１本
の最大発熱幅が大きくなってしまい、絶縁基板内におけ
る発熱体の配置の自由度が少なかった。

【０００９】そこで本発明は、セラミックヒータを構成
する発熱体において、ヒータの長手方向に発熱体が発熱
配勾、単位長あたりの抵抗値に依存しない構成とするこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱手段、加
熱装置および画像形成装置である。

【００１１】（１）絶縁基板と、前記絶縁基板の面上に
形成され、電力供給される１本あるいは２本以上の発熱
体から構成される加熱手段において、前記発熱体のうち
少なくとも１本の発熱体が、前記絶縁基板の長さ方向に
対して発熱体の単位長あたりの抵抗値が異なっているこ
とを特徴とする加熱手段。

【００１２】（２）発熱体の単位長あたりの抵抗値が、
発熱体の厚さにより制御されていることを特徴とする
（１）に記載の加熱手段。

【００１３】（３）発熱体の厚さが、前記絶縁基板に印
刷形成される発熱体の印刷回数により制御されているこ
とを特徴とする（２）に記載の加熱手段。

【００１４】（４）発熱体の単位長あたりの抵抗値が、
前記絶縁基板に印刷形成される発熱体の抵抗率により制
御されていることを特徴とする（１）に記載の加熱手
段。

【００１５】（５）絶縁基板の長手方向に対して単位長
当たりの抵抗値が異なる発熱体の幅が均一であることを
特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の加熱手
段。

【００１６】（６）絶縁基板上の発熱体の単位長あたり
の抵抗値が、通紙可能な被加熱材幅に対応した範囲で均
一であり、前記範囲外で単位長あたりの抵抗値が異なる
値で均一であることを特徴とする（１）から（５）のい
ずれかに記載の加熱手段。

【００１７】（７）絶縁基板がＡｌＮあるいはＡｌ₂Ｏ₃
であることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに
記載の加熱手段。

【００１８】（８）加熱手段の熱により被加熱材を加熱
する加熱装置において、支持部材に保持させた、絶縁基
板と前記絶縁基板の面上に形成さている１本あるいは２
本以上の発熱体から構成される加熱手段と、前記１本あ
るいは複数本の発熱体に電力供給可能な電力供給手段を
具備しており、前記発熱体のうち少なくとも１本の発熱
体が、前記絶縁基板の長さ方向に対して発熱体の単位長
あたりの抵抗値が異なっていりことを特徴とする加熱装
置。

【００１９】（９）発熱体の単位長あたりの抵抗値が、
発熱体の厚さにより制御されていることを特徴とする
（８）に記載の加熱装置。

【００２０】（１０）発熱体の厚さが、前記絶縁基板に
印刷形成される発熱体の印刷回数により制御されている
ことを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。

【００２１】（１１）発熱体の単位長あたりの抵抗値
が、前記絶縁基板に印刷形成される発熱体の抵抗率によ
り制御されていることを特徴とする（８）に記載の加熱
装置。

【００２２】（１２）絶縁基板の長手方向に対して単位
長当たりの抵抗値が異なる発熱体の幅が均一であること
を特徴とする（８）から（１１）のいずれかに記載の加
熱装置。

【００２３】（１３）絶縁基板上の発熱体の単位長あた
りの抵抗値が、通紙可能な被加熱材幅に対応した範囲で
均一であり、前記範囲外で単位長あたりの抵抗値が異な
る値で均一であることを特徴とする（８）から（１２）
のいずれかに記載の加熱装置。

【００２４】（１４）絶縁基板がＡｌＮあるいはＡｌ₂
Ｏ₃であることを特徴とする（８）から（１３）のいず
れかに記載の加熱装置。

【００２５】（１５）加熱手段と、この加熱手段に摺動
するフィルムと、このフィルムを介して前記加熱手段と
ニップを形成する加圧ローラを有し、前記ニップで被加
熱材が挟持搬送され、前記フィルムを介した前記加熱手
段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置におい
て、前記加熱手段が（１）から（７）のいずれかに記載
の加熱手段であることを特徴とする加熱装置。

【００２６】（１６）発熱体が形成されている絶縁基板
面をニップ側とは反対側にして加熱手段を配設したこと
を特徴とする（１５）に記載の加熱装置。

【００２７】（１７）発熱体が形成されている絶縁基板
面をニップ側にして加熱手段を配設したことを特徴とす
る（１５）に記載の加熱装置。

【００２８】（１８）記録紙にトナー画像を形成する作
像手段と、記録紙に形成されたトナー画像を加熱定着す
る定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手
段が（８）から（１７）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。

【００２９】［作 用］絶縁基板上に形成された少なく
とも１本の発熱体が、その１本の発熱体のなかで、通紙
域に対応した範囲とその範囲外で、異なる単位長あたり
の抵抗値（発熱量）を有する場合、 １．該発熱体の厚さにより、 ２．該発熱体を構成する抵抗体の抵抗率により、 単位長あたりの抵抗値を制御して、発熱体幅に依存する
ことなく、該発熱体の長手方向の発熱配勾を制御するこ
とができる。この発熱配勾の制御により、絶縁基板内の
発熱体を増やしても、発熱体幅を小さくできる。また、絶
縁基板内における発熱体の配置の自由度を増すことがで
きる。

【００３０】そして、絶縁基板の同一面上に通紙される
記録髪の幅に対応した発熱領域を有する発熱体が形成さ
れたセラミック面発ヒータを加熱源とする加熱装置、該
加熱装置を定着手段として具備する画像形成装置におい
て、セラミック、ヒータを構成する発熱体の発熱配勾が発
熱体幅に依存しない装置を提供することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】［実施例１］ （１）画像形成装置例 図１は本発明に従う加熱装置を熱定着装置（定着器）と
して具備させた画像形成装置例の概略構成模型図であ
る。

【００３２】本例の画像形成装置は、転写式電子写真プ
ロセス利用のレーザプリンタである。

【００３３】１０１はレーザプリンタ本体、１０８は画
像形成部（プロセスカートリッジ）であり、電子写真感
光ドラム１１７と、一次帯電ローラ１１９と、現像器１
２０と、クリーナ１２２等から構成されている。

【００３４】感光ドラム１１７は矢印の時計方向に所定
の周速度をもって回転駆動される。一次帯電ローラ１１
９は回転する感光ドラム１１７の周面を所定の極性・電
位に一様に帯電する。感光ドラム１１７の帯電処理面に
対してレーザスキャナ１０７により画像情報のレーザ走
査露光Ｌがなされることにより、感光ドラム１１７の周
面に走査露光した画像情報パターンに対応した静電潜像
が形成される。

【００３５】レーザスキャナ１０７は、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するレーザユニット１１３と、
このレーザユニット１１３からのレーザ光を感光ドラム
１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、ポリ
ゴンミラー１１４ａ、結像レンズ１１５、折り返しミラ
ー１１６等からなる。

【００３６】感光ドラム１１７の周面に形成された静電
潜像は現像器１２０によりトナー像として反転現像ある
いは正規現像される。

【００３７】次いで感光ドラム１１７面に形成されたト
ナー像は感光ドラム１１７と転写帯電ローラ１２１との
圧接部である転写ニップ部に後述する給紙部より所定の
制御タイミングにて給送された記録紙Ｓ上に順次に転写
されていく。

【００３８】転写ニップ部でトナー像の転写を受けた記
録紙Ｓは感光ドラム１１７面から分離され、熱定着装置
１０９に導入される。熱定着装置１０９は記録紙Ｓ上に
形成されたトナー像を熱定着する。熱定着装置１０９の
下流側には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１
０、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。

【００３９】一方、記録紙分離後の感光ドラム１１７面
はクリーナ１２２により転写残トナー等の残留付着汚染
物の除去処理を受けて清浄面化されて、繰り返して作像
に供される。

【００４０】給紙部に関して、レーザプリンタ本体１０
１は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２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を定着ニップ
部に同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられて
いる。

【００４１】レーザプリンタ本体内における記録紙Ｓの
搬送基準は、本例では記録紙Ｓ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（中央基準搬送）。

【００４２】１２３はメインモータであり、給紙ローラ
１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、またレ
ジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２
５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、熱定着装置１０
９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。

【００４３】１２６はエンジンコントローラであり、レ
ーザスキャナ１０７、画像形成部１０８、熱定着装置１
０９による電子写真プロセスの制御、記録紙の搬送制御
等を行っている。

【００４４】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
フェイス（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イ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Ｖ
ＤＯ信号として、インタフェイス１２８を介してエンジ
ンコントローラ１２６へ送出している。１２９は排熱フ
ァンである。

【００４５】（２）熱定着装置１０９ ａ）装置の全体的な概略構成 図２は本例の熱定着装置１０９の概略構成を示す横断面
模型図である。本例の熱定着装置１０９は、加熱手段と
してセラミック面発ヒータ（以下、セラミックヒータと
記す）を用いたフィルム加熱方式の加熱装置である。

【００４６】６２はヒータ支持部材を兼ねさせたフィル
ムガイド（ステー）であり、横断面略半円樋型で、図面
に垂直方向を長手とする横長の、耐熱性、断熱性、剛性
のある部材である。

【００４７】２４は図面に垂直方向を長手とする横長の
セラミックヒータであり、フィルムガイド６２の下面の
略中央部にフィルムガイド長手に沿って設けた溝穴部
（座ぐり穴）に嵌入して保持させてある６１は円筒状の
耐熱材製の定着フィルムであり、上記のようにセラミッ
クヒータ２４を取り付けたフィルムガイド６２に対して
ルーズに外嵌させてある。

【００４８】６３は弾性加圧ローラであり、芯金の両端
部を回転自由に軸受支持させてある。

【００４９】この弾性加圧ローラ６３の上側に、上記の
フィルムガイド６２・セラミックヒータ２４・定着フィ
ルム６１のアセンブリをセラミックヒータ２４側を下向
きにして弾性加圧ローラ６３と並行に配置し、フィルム
ガイド６２を不図示の加圧手段により下方に押圧付勢す
ることで、下向きのセラミックヒータ２４を弾性加圧ロ
ーラ６３の上面に対して定着フィルム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
成させている。

【００５０】弾性加圧ローラ６３は駆動手段Ｍにより矢
印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この
弾性加圧ローラ６３の回転による該ローラ６３の外面と
定着フィルム６１の外面との、定着ニップ部Ｎにおける
圧接摩擦力により定着フィルム６１に回転力が作用して
定着フィルム６１がフィルムガイド６２の外回りを従動
回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。

【００５１】弾性加圧ローラ６３が回転駆動され、それ
に伴って定着フィルム６１が回転状態になり、またセラ
ミックヒータ２４に通電がなされることで該セラミック
ヒータ２４の発熱で定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち
上がって温調された状態（セラミックヒータ２４が所定
温度に加熱された状態）において、定着ニップ部Ｎの定
着フィルム６１と弾性加圧ローラ６３との間に未定着ト
ナー画像ｔを担持した記録紙Ｓが導入され、定着ニップ
部Ｎにおいて記録紙Ｓのトナー画像担持面側が定着フィ
ルム６１の外面に密着して定着フィルム６１と一緒に定
着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程
において、セラミックヒータ２４の熱が定着フィルム６
１を介して記録紙Ｓに付与され、記録紙Ｓ上の未定着ト
ナーｔが記録紙Ｓ上に加熱、加圧されて溶融定着され
る。記録紙Ｓは定着ニップ部Ｎを通過すると、回転する
定着フィルム６１の外面から曲率分離して搬送される。

【００５２】ｂ）セラミックヒータ２４ 図３は図２の装置におけるセラミックヒータ２４部分の
拡大横断面模型図である。図４の（ａ）はセラミックヒ
ータ２４の一方面側の平面模型図、（ｂ）は（ａ）にお
いて表面層である保護層を除いた状態の平面模型図、
（ｃ）はセラミックヒータ２４の他方面側の平面模型図
である。

【００５３】３１はＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ²Ｏ³等のセラ
ミック系の絶縁基板であり、定着フィルム６１もしくは
記録紙Ｓの搬送方向に直交する方向を長手とする、電気
絶縁性、耐熱性、良熱伝導性、低熱容量の横長・薄肉部
材である。

【００５４】３２と３３は上記絶縁基板３１の第一面側
に長手に沿って形成した並行２条の第１と第２の発熱体
であり、Ａｇ／Ｐｂ等の抵抗発熱抵抗体ペースト材のス
クリーン印刷・焼成等によって形成される。

【００５５】３６は第１と第２の発熱体３２・３３の一
端部側の絶縁基板面に形成した第１の電極部である。こ
の第１の電極部３６は第１と第２の発熱体３２・３３に
対する共通電極部であり、延長導電部３６ａ、分岐導電
部３６ｂ・３６ｃを介して第１と第２の発熱体３２・３
３のその側の各端部と電気的に導通させてある。

【００５６】３７と３８は第１と第２の発熱体３２・３
３の他端部側の絶縁基板面に形成した第２と第３の電極
部である。第２の電極部３７は延長導電部３７ａを介し
て第１の発熱体３２のその側の端部と電気的に導通させ
てある。第３の電極部３８は延長導電部３８ａを介して
第２の発熱体３３のその側の端部と電気的に導通させて
ある。

【００５７】上記の第１から第３の電極部３６・３７・
３８、延長導電部３６ａ・３７ａ・３８ａ、分岐導電部
３６ｂ・３６ｃはＡｇ等の導電材ペーストのスクリーン
印刷・焼成等によって形成される。

【００５８】３４は上記の第１と第２の発熱体３２・３
３を覆わせて形成したガラス等の耐熱性・絶縁性の保護
層であり、ガラスペーストのスクリーン印刷・焼成等に
よって形成される。

【００５９】この保護層３４上にセラミックヒータの温
度を検出する温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が
配されている。温度検出素子２１は例えばサーミスタ感
温素子であり、発熱体３２・３３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。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。

【００６０】本例では上記のセラミックヒータ２４を、
図３のように、絶縁基板３１の発熱体３２・３３を形成
具備させた第一面側とは反対面側（第二面側）を定着ニ
ップ部Ｎ側にしてフィルムガイド６２の下面側に配設し
てある。絶縁基板３１の第二面側には定着フィルム６１
との摺動性を増すために、上記のように摺動性ガラス層
３５を形成具備させてある。

【００６１】図５のように、絶縁基板３１の発熱体３２
・３３を形成具備させた第一面側を定着ニップ部Ｎ側に
してフィルムガイド６２の下面側に配設してもかまわな
い。この場合には温度検出素子２１や過昇温防止手段２
３は絶縁基板３１の第二面側に配設される。

【００６２】本例装置において、記録紙Ｓの通紙は前記
したように中央基準搬送でなされ、Ｏはその中央基準線
である。Ｗ１は装置に通紙可能な最大サイズ記録紙の通
紙領域幅（大サイズ通紙領域幅）であり、第２の発熱体
３３の長さはこの最大通紙領域幅Ｗ１と対応している。
Ｗ２は幅の狭い小サイズ記録紙の通紙領域幅（小サイズ
通紙領域幅）である。Ｗ３・Ｗ３は小サイズ記録紙を通
紙したときの非通紙領域幅（小サイズ通紙領域幅Ｗ２よ
りも外側で、大サイズ通紙領域幅Ｗ１以内の領域）であ
る。

【００６３】第１の発熱体３２の全体的長さは第２の発
熱体３３の長さとほぼ同じである。中央部部分である
（ａ）の長さ範囲が小サイズ通紙領域幅Ｗ２と対応して
おり、その両側部分（ａａ）・（ａａ）の長さ範囲が非
通紙領域幅Ｗ３・Ｗ３と対応している。そして第１の発
熱体３２において、非通紙領域幅Ｗ３・Ｗ３と対応して
いる（ａａ）・（ａａ）の長さ範囲部分の単位長さあた
りの発熱量は、小サイズ通紙領域幅Ｗ２と対応している
（ａ）の長さ範囲部分と比較すると、小さくなるように
制御されている。

【００６４】温度検出素子２１と過昇温防止手段２３
は、記録紙搬送の中央基準Ｏ、つまり第１と第２の発熱
体３２・３３の長さ方向の中心に対して左右対称な位置
であり、かつ小サイズ通紙領域幅Ｗ２の内側の位置に配
設されている。

【００６５】フィルムガイド６２に装着したセラミック
ヒータ２４の両端部に対してはそれぞれ不図示の第１と
第２の給電用コネクタが装着されて、セラミックヒータ
２４側の第１〜第３の電極部３６・３７・３８と給電回
路とが電気的に接続化される。

【００６６】ｃ）セラミックヒータ２４の駆動及び制御
回路 図６にセラミックヒータ２４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・給電コネクタ
（不図示）を介してセラミックヒータ２４の第1の発熱
体３２または第２の発熱体３３へ供給することにより発
熱させるようになっている。

【００６７】第1と第２の発熱体３２・３３の共通電極
である第１の電極部３６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。第２の電
極部３７は第1の発熱体３２を制御するトライアック１
３に接続され、第３の電極部３８は第２の発熱体３３を
制御するトライアック４に接続され、交流電源1のNeutr
al端子に接続される。

【００６８】第１の発熱体３２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。抵抗５、６はトラ
イアック４のためのバイアス抵抗で、フォトトライアッ
クカプラ７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。

【００６９】第２の発熱体３３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。抵抗１４・１５
はトライアック１３のためのバイアス抵抗で、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１１からのＯＮ
２信号にしたがって動作する。

【００７０】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１２では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧
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１１に送出されるこの信号をZEROX信号と呼ぶ。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。

【００７１】セラミックヒータ２４の温度を検出する温
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１１にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力され
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の第1の発熱体３２または第２の発熱体３３
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信号を送出する。

【００７２】セラミックヒータ２４の第1の発熱体３２
または第２の発熱体３３に電力を供給し、制御する手段
が故障し、第1の発熱体３２または第２の発熱体３３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。この過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒュー
ズやサーモスイッチであり、電力供給制御手段の故障に
より、第1の発熱体３２または第２の発熱体３３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OPENになり、第1の発熱体３
２および第２の発熱体３３への通電が断たれる。

【００７３】記録紙幅が小サイズ通紙領域幅Ｗ２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ＯＮ２信号によりトライアック１
３を制御して、第２の発熱体３３への通電を制御する。
第1の発熱体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。

【００７４】また、記録紙幅が小サイズ通紙領域幅Ｗ２
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ＯＮ１信号によりトライ
アック４を制御して、第1の発熱体３２への通電を制御
する。第２の発熱体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。

【００７５】このような制御により、小サイズ紙が通紙
された場合、小サイズ紙の通紙領域幅Ｗ２内では、小サ
イズ通紙領域幅Ｗ２と対応している、第1の発熱体３２
のうちの中央部部分である（ａ）の長さ範囲の発熱部に
より未定着画像を定着させうる程度の発熱をおこない、
小サイズ紙の通紙域外では単位長あたりの発熱量が少な
い（ａａ）・（ａａ）の長さ範囲の発熱部により非通紙
域の温度が極端に上昇しないようにしている。つまり、
発熱部３２（ａ）と発熱部３２（ａａ）の発熱量の比率
の設定により、記録紙幅が異なる記録紙が通紙されて
も、定着ニップ部の温度分布が概均一になるように制御
することができる。

【００７６】この発熱部３２（ａ）、３２（ａａ）の単
位長あたりの発熱量、つまり抵抗値は、図７に示したよ
うに、発熱体３２の厚さで制御されている.図７は第1の
発熱体３２の部分の長手方向の断面模型図である。保護
ガラス３４、摺動性ガラス３５は省略した。

【００７７】第1の発熱体３２の、小サイズ通紙領域幅
Ｗ２と対応している中央部部分（ａ）の長さ範囲の発熱
体厚さがｔ１であり、非通紙領域幅Ｗ３・Ｗ３と対応し
ている両側部分（ａａ）・（ａａ）の長さ範囲の発熱体
厚さがｔ２（＞ｔ１）となっている。発熱体厚さが大き
いと、単位長あたりの抵抗値が小さくなり、発熱量が小
さくなる。発熱体の厚さの制御としては、発熱体を絶縁
基板上に形成する印刷の回数によりおこなっても、それ
ぞれの領域の発熱体を印刷形成する際の1回の印刷厚さ
によりおこなってもよい。

【００７８】本実施例の構成をとることにより、セラミ
ックヒータを構成する発熱体幅に依存することとなく、
単位長あたりの抵抗値を制御することができる。つま
り、発熱体幅の発熱配勾に依存しないため、絶縁基板内
の発熱配勾を有する発熱体の本数を増やしても、基板幅
を小さくすることがでる。また、絶縁基板における発熱
体の配置の自由度を増すことができる。

【００７９】［実施例２］本実施例は発熱体の上記実施
例１におけるセラミックヒータ２４において、第1の発
熱体３２の長さ部分（ａ）と（ａａ）の単位長さあたり
の発熱量の制御を、発熱体を形成する抵抗体の抵抗率で
制御したものである。

【００８０】図８は本実施例のセラミックヒータ２４に
ける第1の発熱体３２の部分の長手方向の断面模型図で
ある。保護ガラス３４、摺動性ガラス３５は省略した。

【００８１】本実施例において、第1の発熱体３２の長
さ部分（ａ）と（ａａ）の単位長さあたりの発熱量、つ
まり抵抗値は発熱体を形成する抵抗体の抵抗率で制御さ
れている。

【００８２】小サイズ通紙領域幅Ｗ２と対応している中
央部部分（ａ）の長さ範囲の発熱体の抵抗率がρ１であ
り、非通紙領域幅Ｗ３・Ｗ３と対応している両側部分
（ａａ）・（ａａ）の長さ範囲の発熱体の抵抗率がρ２
（＜ρ１）となっている。

【００８３】発熱体の抵抗率が地裁と、単位長あたりの
抵抗率が小さ九なり、発熱量が小さくなる。発熱体の抵
抗率の制御は、（ａ）と（ａａ）のそれぞれの領域の発
熱体を絶縁基板３1上に印刷するペースト材の抵抗率を
調整することによりおこなっている。

【００８４】上記以外の装置構成、セラミックヒータ構
成等は実施例１のものと同様であるから再度の説明は省
略する。

【００８５】本実施例の構成をとることにより、セラミ
ックヒータを構成する発熱体幅に依存することとなく、
単位長あたりの抵抗値を制御することができる。つま
り、発熱体幅の発熱配勾に依存しないため、絶縁基板内
の発熱配勾を有する発熱体の本数を増やしても、基板幅
を小さくすることがでる。また、絶縁基板における発熱
体の配置の自由度を増すことができる。さらに、ペース
ト材の抵抗率の調整により抵抗値分布を制御するため、
単位長あたりの抵抗値の設定が容易になる。

【００８６】被加熱材である記録紙Ｓの通紙は片側基準
搬送であっても勿論よく、その場合には加熱手段である
セラミックヒータ２はそれに対応して公正される。

【００８７】本発明の加熱装置は、実施例の熱定着装置
に限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表
面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その
他被加熱材の加熱乾燥装置、熱プレス装置、加熱ラミネ
ート装置など、広く被加熱材を加熱処理する装置として
使用できる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁基板の同一面上に通紙される記録紙の幅に対応した発
熱領域を有する発熱体が形成されたセラミック面発ヒー
タ（加熱手段）について、発熱体の単位長あたりの抵抗
値を制御して、発熱体幅に依存することなく、該発熱体の
長手方向の発熱配勾を制御することができる。この発熱
配勾の制御により、絶縁基板内の発熱体を増やしても、発
熱体幅を小さくできる。また、絶縁基板内における発熱
体の配置の自由度を増すことができる。

【００８９】そして、該セラミック面発ヒータを加熱源
とする加熱装置、該加熱装置を定着手段として具備する
画像形成装置において、セラミック、ヒータを構成する発
熱体の発熱配勾が発熱体幅に依存しない装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】 熱定着装置の概略構成を示す横断面模型図

【図３】 図２の装置の要部の拡大模型図

【図４】 セラミックヒータの図２の装置の要部の拡大
模型図

【図５】 他の例の要部の拡大模型図

【図６】 実施例１のセラミックヒータの駆動制御回路
図

【図７】 第１の発熱体の構成を説明する模型図

【図８】 実施例２におけるセラミックヒータの第１の
発熱体の構成を説明する模型図

【符号の説明】

１０１は画像形成装置、１０９は熱定着装置、２４はセ
ラミックヒータ、２１はサーミスタ感温素子、１１はエ
ンジンコントローラ、２３は過昇温防止手段、３２・３
３は第１と第２の発熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９３ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９３ Ｆターム(参考） 2H033 AA03 AA21 BA25 BA26 BE03 3K034 AA02 AA10 AA15 AA16 AA34 AA37 BA05 BA13 BA15 BB06 BB14 BC04 BC12 BC25 CA03 CA14 CA17 CA27 CA32 DA05 HA01 HA10 JA01 JA04 JA06 JA10 3K058 AA44 AA65 AA86 AA91 BA18 CA23 CA45 CA61 CC06 CD01 CD06 CE02 CE13 CE19 CE23 CE24 CE29 CE32 DA05 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB31 QB43 QB49 QB51 QB64 QB68 QB75 QB76 QC07 QC20 QC25 QC49 QC58 RF03 RF11 RF17 RF22 UA06 UA17 UC07 UC08 VV03 VV18 VV22 VV23

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板と、前記絶縁基板の面上に形成さ
   れ、電力供給される１本あるいは２本以上の発熱体から
   構成される加熱手段において、 前記発熱体のうち少なくとも１本の発熱体が、前記絶縁
   基板の長さ方向に対して発熱体の単位長あたりの抵抗値
   が異なっていることを特徴とする加熱手段。
2. 【請求項２】発熱体の単位長あたりの抵抗値が、発熱体
   の厚さにより制御されていることを特徴とする請求項１
   に記載の加熱手段。
3. 【請求項３】発熱体の厚さが、前記絶縁基板に印刷形成
   される発熱体の印刷回数により制御されていることを特
   徴とする請求項２に記載の加熱手段。
4. 【請求項４】発熱体の単位長あたりの抵抗値が、前記絶
   縁基板に印刷形成される発熱体の抵抗率により制御され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の加熱手段。
5. 【請求項５】絶縁基板の長手方向に対して単位長当たり
   の抵抗値が異なる発熱体の幅が均一であることを特徴と
   する請求項１から４のいずれかに記載の加熱手段。
6. 【請求項６】絶縁基板上の発熱体の単位長あたりの抵抗
   値が、通紙可能な被加熱材幅に対応した範囲で均一であ
   り、前記範囲外で単位長あたりの抵抗値が異なる値で均
   一であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
   記載の加熱手段。
7. 【請求項７】絶縁基板がＡｌＮあるいはＡｌ₂Ｏ₃である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の加
   熱手段。
8. 【請求項８】加熱手段の熱により被加熱材を加熱する加
   熱装置において、 支持部材に保持させた、絶縁基板と前記絶縁基板の面上
   に形成さている１本あるいは２本以上の発熱体から構成
   される加熱手段と、 前記１本あるいは複数本の発熱体に電力供給可能な電力
   供給手段を具備しており、 前記発熱体のうち少なくとも１本の発熱体が、前記絶縁
   基板の長さ方向に対して発熱体の単位長あたりの抵抗値
   が異なっていりことを特徴とする加熱装置。
9. 【請求項９】発熱体の単位長あたりの抵抗値が、発熱体
   の厚さにより制御されていることを特徴とする請求項８
   に記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】発熱体の厚さが、前記絶縁基板に印刷形
    成される発熱体の印刷回数により制御されていることを
    特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
11. 【請求項１１】発熱体の単位長あたりの抵抗値が、前記
    絶縁基板に印刷形成される発熱体の抵抗率により制御さ
    れていることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
12. 【請求項１２】絶縁基板の長手方向に対して単位長当た
    りの抵抗値が異なる発熱体の幅が均一であることを特徴
    とする請求項８から１１のいずれかに記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】絶縁基板上の発熱体の単位長あたりの抵
    抗値が、通紙可能な被加熱材幅に対応した範囲で均一で
    あり、前記範囲外で単位長あたりの抵抗値が異なる値で
    均一であることを特徴とする請求項８から１２のいずれ
    かに記載の加熱装置。
14. 【請求項１４】絶縁基板がＡｌＮあるいはＡｌ₂Ｏ₃であ
    ることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載
    の加熱装置。
15. 【請求項１５】加熱手段と、この加熱手段に摺動するフ
    ィルムと、このフィルムを介して前記加熱手段とニップ
    を形成する加圧ローラを有し、前記ニップで被加熱材が
    挟持搬送され、前記フィルムを介した前記加熱手段から
    の熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、 前記加熱手段が請求項１から７のいずれかに記載の加熱
    手段であることを特徴とする加熱装置。
16. 【請求項１６】発熱体が形成されている絶縁基板面をニ
    ップ側とは反対側にして加熱手段を配設したことを特徴
    とする請求項１５に記載の加熱装置。
17. 【請求項１７】発熱体が形成されている絶縁基板面をニ
    ップ側にして加熱手段を配設したことを特徴とする請求
    項１５に記載の加熱装置。
18. 【請求項１８】記録紙にトナー画像を形成する作像手段
    と、記録紙に形成されたトナー画像を加熱定着する定着
    手段を有する画像形成装置において、 前記定着手段が請求項８から１７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。