JP2004207159A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定支持された加熱手段３７と、内面が該加熱手段と摺動して回転する回転体３４と、該回転体を介して前記加熱手段に圧接してニップＮを形成する加圧部材２９と、を有し、ニップの回転体と加圧部材との間で被加熱材Ｐを挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により加熱する加熱装置において、高温多湿環境下で、コシのない幅広の長尺紙を被加熱材として通紙した場合においても紙しわの発生をなくす事にある。
【解決手段】ニップの被加熱材搬送方向における加熱手段発熱分布を調整する制御手段を有し、該制御手段により、ニップに通紙する被加熱材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりも小さい小サイズ材である場合とで加熱手段発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの被加熱材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整すること。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機・プリンター等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置として用いて好適な加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子写真プロセスの複写機・プリンター等の画像形成装置には、記録材上に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた未定着トナー画像を永久画像として定着させるための加熱装置としての加熱定着装置が搭載される。
【０００３】
この加熱定着方式には、熱エネルギーのみを利用するラジアントフラッシュ定着やオーブン定着方式、熱エネルギーと圧力を利用する熱ローラー方式、フィルム加熱定着方式などがある。現在は、高速性と安全性から、熱圧力定着方式を用いたフィルム加熱定着方式が主流である。
【０００４】
フィルム加熱定着方式の装置は、固定支持された加熱手段（加熱体）としての例えばセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）と、該ヒーターと摺動する摺動移動部材としての例えば耐熱性樹脂フィルム（以下、フィルムと記す）と、該フィルムを介して前記ヒーターに圧接してニップを形成する加圧部材としての弾性加圧ローラー（以下、加圧ローラーと記す）と、を有し、ニップのフィルムと加圧ローラーとの間で未定着トナー画像を担持した記録材を挟持搬送させてフィルムを介した加熱手段からの熱により未定着トナー画像を記録材上に加熱溶融定着させるものである（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
上記のようなフィルム加熱定着方式の装置は、フィルムは、薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、ヒーターの熱応答を、ほぼそのままニップ内に反映する事ができる。よって、ヒーターオン時より短時間の定着温度到達が達成され、これに伴う省電力が実現される。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献３】
特開平４−２０４９８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子写真方式のプリンターの市場は世界規模になり、多種多様な記録材（被加熱材、以下、紙と記す）が使われるようになった。またプリンターの使用環境として高温多湿環境下で使用される機会が増えた。高温多湿環境では、紙の吸湿に伴い紙のコシが弱くなり紙しわが発生しやすく、さらには従来には無かった紙しわが発生しやすい紙も増えた。また、Ａ３やＢ４、ＬＧＬの幅広の長尺紙は面積が大きいため、ニップ内に突入した時の急激な温度変化による収縮範囲が広く、特に紙しわが発生しやすくなっている。
【０００７】
本発明はかかる状況を鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記のようなフィルム加熱タイプの加熱装置において、高温多湿環境下で、コシのない幅広の長尺紙を被加熱材として通紙した場合においても紙しわの発生をなくす事にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定支持された加熱手段と、内面が該加熱手段と摺動して回転する回転体と、該回転体を介して前記加熱手段に圧接してニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップの回転体と加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により加熱する加熱装置において、ニップの被加熱材搬送方向における加熱手段発熱分布を調整する制御手段を有し、該制御手段により、ニップに通紙する被加熱材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりも小さい小サイズ材である場合とで加熱手段発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの被加熱材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整することを特徴とする加熱装置、である。
【０００９】
このように、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの被加熱材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整することで、回転体の温度を上昇させることが出来、ニップ手前での回転体の熱によるプレヒート効果によりニップ手前で被加熱材中の水分の気化を促進させることが出来る。これにより大サイズ材の被加熱材がニップに突入する時には、被加熱材表面の水分が十分飛ばされ均一化され、しわになりにくくする効果を発揮できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［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模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターである。
【００１１】
通例、電子写真方式における画像形成は、以下のプロセスにて行われる。すなわち、給紙カセット８から紙（記録材、転写材）Ｐが給紙ローラー９で給紙されたのち、転写部Ｔに至る紙パス（搬送路）５１の途中に設けられたトップセンサー２０にて紙Ｐの先端が認識され、これに同期して感光体ドラム２上に画像が形成される。１０は紙搬送ローラーである。
【００１２】
感光体ドラム２は矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動され、その周面が帯電ローラー３によってマイナスの所定電位に一様に帯電される。その感光体ドラム２の一様帯電面に対してレーザー光学系６によってレーザービーム走査露光Ｌがなされて、紙Ｐの搬送に同期して、感光体ドラム２上に画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像器４でネガトナーによってトナー画像として現像される。感光体ドラム２上のトナー画像は、転写部Ｔにおいて紙Ｐを介して転写ローラー１１からネガトナーと逆の極性のプラス電圧を印加することで、紙Ｐ上に転写される。１７は転写ローラー１１に対する転写バイアス印加電源である。
【００１３】
転写部Ｔを出た紙Ｐは感光体ドラム２の面から分離され、紙パス５２を通って加熱定着装置１４に導入され、紙Ｐ上に転写されたトナー画像は熱と圧をかけられることで紙上に永久画像として固着される。加熱定着装置１４を出た紙Ｐは紙パス５３を通って排紙ローラー１６により排紙トレイ７にプリントとして排出される。
【００１４】
また、転写部Ｔにおいて紙分離後に感光体ドラム２上に残ったトナーと紙粉はクリーナー５によって除去され、感光体ドラム２は繰り返して作像に供される。
【００１５】
１はプリンター本体に対して着脱交換自在なプロセスカートリッジである。本例のプリンターにおいては、プロセスカートリッジ１に、感光体ドラム２、帯電ローラー３、現像器４、クリーナー５の４器を包含させてある。
【００１６】
（２）加熱定着装置１４
図２は加熱定着装置１４の概略構成模型図である。本例の加熱定着装置１４は、例えば特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等に開示されている、加圧回転体駆動方式(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。
【００１７】
３７は加熱手段（加熱体）としてのセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）である。このヒーター３７は図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱体層を基本構成とするもので、通電発熱体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒーターである。
【００１８】
３３は上記のヒーター３７を固定支持させたヒーター支持体兼フィルムガイドである。このフィルムガイド３３は横断面略半円弧状樋型で、図面に垂直方向を長手とする耐熱・断熱性部材である。ヒーター３７はこのフィルムガイド３３の下面に長手に沿って形成具備させた溝部にヒーター表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定して配設してある。
【００１９】
３４は回転体としての円筒状（エンドレス）の耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）であり、上記のヒーター３７を含むフィルムガイド３３にルーズに外嵌させてある。
【００２０】
定着フィルム３４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、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ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。金属製フィルムも使用できる。
【００２１】
２９は加圧部材としての弾性加圧ローラーであり、芯金２９ａとシリコンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム層２９ｂからなり、芯金２９ａの両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。
【００２２】
この加圧ローラー２９の上側に上記のヒーター３７・フィルムガイド３３・定着フィルム３４のアセンブリを、ヒーター３７側を下向きにして加圧ローラー２９に並行に配置し、フィルムガイド３３を不図示の付勢部材で下方に押圧させることで、ヒーター３７の下面を定着フィルム３４を介して加圧ローラー２９の上面にローラー弾性層の弾性に抗し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。
【００２３】
加圧ローラー２９は不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。定着フィルム３４はこの加圧ローラー２９の回転駆動により、定着ニップ部Ｎでの加圧ローラー表面（非通紙時）もしくは記録材表面（通紙時）との圧接摩擦力により定着フィルム内面がヒーター３７の下向き面に密着して摺動しながらフィルムガイド３３の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００２４】
加圧ローラー２９が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム３４が従動回転状態になり、またヒーター３７に通電がなされて該ヒーターが迅速に昇温して所定の定着温調温度に達したのちに、定着ニップ部Ｎの定着フィルム３４と加圧ローラー２９との間に未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー画像担持側面が定着フィルム３４の外面に密着して定着フィルム３４と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この際、記録材Ｐがスムーズに定着ニップ部Ｎに突入するために定着装置入り口には入り口ガイド３８が設けてある。
【００２５】
記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過することで、ヒーター３７の熱を定着フィルム３４を介して受けて記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着フィルム３４は、薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、ヒーター３７の熱応答を、ほぼそのまま定着ニップ部Ｎ内に反映する事ができる。よって、ヒーターオン時より短時間の定着温度到達が達成され、これに伴う省電力が実現される。
【００２６】
定着ニップ部Ｎを抜けた記録材Ｐは定着フィルム３４の面から曲率分離して排出搬送され、先端部は排紙上ガイド３２ａおよび排紙下ガイド３２ｂにより規制され、排紙センサー３５及び排紙ローラー対をなす排紙コロ３６ａと排紙ローラー３６ｂとのニップ部に導かれる。排紙センサー３５は通例、定着装置内を記録材Ｐが所定の時間で通過するかをモニターすることでジャム発生の有無を監視するために設けてある。また通例、排紙ローラー対３６ａ・３６ｂは記録材Ｐを、次のステップである排紙口へ、安定して搬送するために設けてある。
【００２７】
（３）ヒーター３７
図３は本実施例における加熱手段としてのセラミックヒーター３７の構造模型図である。（ａ）はヒーター表面側の一部切欠き平面模型図、（ｂ）はヒーター背面側の平面模型図、（ｃ）はヒーターの拡大横断面模型図である。
【００２８】
ａはヒーター基板であり、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向を長手とする、厚み数百μｍ〜１ｍｍ程度の横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミックス板（高絶縁性・高熱伝導性基板）である。
【００２９】
ヒーター表面側において、ｂとｃは第１と第２の並列２本の抵抗発熱体層であり、ヒーター基板長手に沿って、２本並行に、スクリーン印刷等により、厚み約１０μm程度、幅１〜３ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料層である。
【００３０】
ｄとｅは上記第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃの各一端部側にそれぞれ電気的に導通させて設けた第１と第２の給電用電極部である。
【００３１】
ｆは上記第１と第２の抵抗発熱体層ｂとｃの各他端部側に電気的に導通させて共通に設けた共通電極部である。ｇはこの共通電極部ｆからの延長電路であり、ヒーター基板長手に沿って第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃに並行に、第１の給電用電極部ｄの近くまで至らせてある。
【００３２】
ｈとｉは第１と第２の温調用電極部であり、共通電極部ｆ側のヒーター端部のヒーター基板面に設けてある。
【００３３】
上記の第１と第２の給電用電極部ｄ・ｅ、共通電極部ｆと延長電路ｇ、第１と第２の温調用電極部ｈ・ｉは、ヒーター基板ａの表面側にＡｇ等の導電材ペーストを用いてスクリーン印刷等によりパターンを塗工し焼成して形成される。
【００３４】
ｊはヒーター表面のオーバーコート層であり、第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃ、共通電極部ｆ、延長電路ｇを定着フィルム内面との摺擦から保護するためにそれらを覆わせて形成した、厚さ数十μｍ程度のガラス等の耐熱材料層である。
【００３５】
ヒーター基板ａの背面側において、ｋは第３の給電用電極部(背面電極）であり、ヒーター基板表面側の共通電極部延長電路ｇの端部とスルーホールｍを介して導通させてある。
【００３６】
５０は温度検出素子としてのサーミスターであり、ヒーター基板背面側で、ヒーター基板長手中央部寄りの位置において、ヒーター発熱量を的確に検知するために、ヒーター基板表面側の第１と第２の抵抗発熱体層ｂとｃの中間の位置に対応する位置に接触させて配設してある。
【００３７】
ｑとｒはサーミスターと導通させた２本の導電路であり、それらの端部はそれぞれ基板表面側の第１と第２の温調用電極部ｈとｉにスルーホールｕとｖを介して導通させてある。
【００３８】
上記の第３の給電用電極部ｋと、第１と第２の温調用電極部ｈとｉはヒーター基板ａの背面側にＡｇ等の導電材ペーストを用いてスクリーン印刷等によりパターンを塗工し焼成して形成される。
【００３９】
上記のヒーター３７は、ヒーター支持体兼フィルムガイド３３の下面に長手に沿って形成したヒーター嵌合溝内にヒーター表面側を外側にして嵌め込んで耐熱性接着剤で接着して保持させてある。
【００４０】
第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃは定着ニップ部Ｎにおける記録材搬送方向に関して、第１の抵抗発熱体層ｂが上流側であり、第２の抵抗発熱体層ｃが下流側のである。
【００４１】
このような複数の抵抗発熱体層ｂ・ｃを並列に配置するのは、おもに高速プリントを行うプリンターのフリッカー対策として用いられ、従来はそれぞれが均等の発熱になるように制御されている。
【００４２】
（４）ヒーター駆動回路１００
図４はヒーター駆動回路１００である。ヒーター３７の第１〜第３の給電用電極部ｄ・ｅ・ｋ側の端部には給電用電気コネクター（不図示）が嵌着されて、また第１と第２の温調用電極部ｈ・ｉ側の端部には温調用電気コネクター（不図示）が嵌着されて、それらの電極部ｄ・ｅ・ｋ、ｈ・ｉとヒーター駆動回路１００とがＡＣケーブルとＤＣケーブルを介して電気的に連絡状態となる。
【００４３】
図４のヒーター駆動回路１００において、４０ａと４０ｂは第１と第２のトライアック、４１は交流電源、４２は制御回路部（ＣＰＵ）、４３はゼロクロス発生回路である。第１と第２のトライアック４０ａと４０ｂはそれぞれ制御回路部４２により制御される。第１のトライアック４０ａはヒーター３７の第１の抵抗発熱体層ｂに対する通電・遮断を行う。第２のトライアック４０ｂは第２の抵抗発熱体層ｃに対する通電・遮断を行う。すなわち第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃは各々独立駆動可能である。
【００４４】
交流電源４１はゼロクロス検知回路４３を介して制御回路部４２にゼロクロス信号を送出する。制御回路部４２はこのゼロクロス信号を基に第１と第２のトライアック４０ａと４０ｂを制御する。ヒーター駆動回路１００からヒーター３７の第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃに通電されることで、ヒーター３７の全体が急速昇温する。
【００４５】
ヒーター３７の温度すなわちサーミスター５０の温度は電圧値として制御回路部４２でモニターされ、これによりヒーター温度が所定の設定定着温度に温調維持されるようにヒーター３７への通電電力の制御が行われる。
【００４６】
代表的な温度制御方式としては検知温度と設定温度の差に比例した電力を出力する方法（Ｐ制御）、温度偏差の積分に比例して電力を出力する方法（Ｉ制御）、温度の変化率に比例して電力を出力する方法（Ｄ制御）が知られており、一般にはこれらＰ、Ｉ、Ｄを組み合わせてＰＩ制御や、ＰＩＤ制御、ＰＤ制御などが用いられている。また電力の制御法としては、波数制御や位相制御などがあるが、ここではとりあえず位相制御を用いて説明する。
【００４７】
すなわちサーミスター５０の温度を制御回路部４２が２μｓｅｃごとに検知し、制御回路部４２内で所望の温調温度に制御するようにＰＩ制御にてヒーター３７への電力供給量を決定する。
【００４８】
たとえば電力の指定を５％刻みで行うには、一般に電源から供給される交流波形の１半波にたいして５％刻みの通電角を用いて行われる。通電角はゼロクロス発生回路４３にてゼロクロス信号を検知したときを起点にトライアック４０ａ・４０ｂをＯＮするタイミングとしてもとめられる。具体的に５０％通電の時のヒーターへの通電を図５に示しておく。
【００４９】
（５）定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向におけるヒーター発熱分布の調整
制御回路部４２は定着ニップ部Ｎに通紙される記録材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりもサイズが小さい小サイズ材である場合とで定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向におけるヒーター発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりもヒーター発熱分布の発熱ピークが定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整する。
【００５０】
本実施例においては、Ａ３やＢ４、ＬＧＬの幅広の長尺紙を大サイズ材とし、よれよりもサイズが小さい短尺紙を小サイズ材とした。そして不図示の用紙サイズ検知手段等によりプリンターに通紙使用される記録材Ｐが大サイズ材であるか小サイズ材であるかが検知・判断されて、その通紙記録材サイズ情報が制御回路部４２に入力する。
【００５１】
本実施例においては、制御回路部４２はその入力した通紙記録材サイズ情報に基づいて、ヒーター３７の第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃに対する通電比率を制御して、定着ニップ部Ｎに通紙される記録材が大サイズ材の時は小サイズ材通紙時よりもヒーター発熱分布の発熱ピークが定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整している。
【００５２】
位相制御を例に本実施例を説明する。位相制御の方法は前述した通りであるが、通電量の制御において前述と異なるのは、ヒーター３７の上下流の第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃの発熱比率を通紙記録材の大サイズ材と小サイズ材それぞれで変える事である。
【００５３】
第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃに対する具体的な通電量は図６及び図７に示す第１と第２の通電パターンテーブル従って行なわれる。図６の第１の通電パターンテーブルは小サイズ材通紙時用、図７の第２の通電パターンテーブルは大サイズ材通紙時用の、上下流の第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃへの通電量をしめす。この第１と第２の通電パターンテーブルは制御データとして制御回路部４２にメモリ(格納)されている。第１と第２の各通電パターンテーブルの通電量は、フル通電を１０とした場合の第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃへの通電量を示す。図８は制御回路部４２の制御フローチャートである。
【００５４】
１）通紙記録材Ｐが小サイズ材であるときには、図６の第１の通電パターンテーブルに従いヒーター３７の上下流の第１と第２の各抵抗発熱体層ｂ・ｃへ通電される。ここで発熱体Ａ，Ｂとは上流もしくは下流の発熱体をしめす。Ａ，Ｂへの割り当ては、一方が上流側の発熱体の時、他方は下流側の発熱体をさし、１半波ごとにそれぞれ上流発熱体、下流発熱体と交互に入れ替わるため、結果的に各発熱体の発熱量が等しくなるように制御される。
【００５５】
２）通紙記録材Ｐが大サイズ材であるときには、図７に示すように下流側の発熱体の発熱量を多くする制御を行う。
【００５６】
図７では上流側発熱体と下流側発熱体の出力割合は、１：２〜１：３になるように各発熱体の通電量を設定してある。この図中に示すように出力が大きい場合には、必ずしもこの範囲に入る下流側大の通電にならないし、極端に少ない１０％通電のときなどは上下流均等発熱が行われてしまうが、これらの出力値は、極端に大きい若しくは小さい値なので、自動両面プリントの場合にはまず定常的に使われることはない。また出力の調整が２μｓｅｃごとに行われるため、一時的に入ることはあっても、すぐに変更されるため、結果として秒単位で見た場合には不均一発熱が実現される。
【００５７】
このように通電パターンテーブルを用紙サイズにあわせて変えることで、上流発熱量：下流発熱量＝１：２〜１：３の発熱が実現できる。
【００５８】
あまり発熱比率を大きくすると定着ニップ内部の温度勾配が大きくなりトナー加熱時間が短くなる傾向になる。
【００５９】
実験的に言っても、通電比率は１：２〜１：３の範囲が妥当である。
【００６０】
このように下流側の発熱体の発熱量を多くすることで、定着フィルムの温度を上昇させることが出来、定着ニップ手前でのプレヒート効果により定着ニップ手前で紙中の水分の気化を促進させることが出来る。これにより大サイズ材の記録材（幅広長尺紙）が定着ニップに突入する時には、紙表面の水分が十分飛ばされ均一化され、しわになりにくくする効果を発揮できる。
【００６１】
小サイズ材である幅が狭い紙や短い紙などはしわが発生しにくいため、先に述べたように定着性を良くすることや非通紙部昇温を抑えることを優先するため、発熱比率は均等にする必要がある。
【００６２】
［実施例２］
本実施例は上述した実施例１において、ヒーター３７の背面側の温度検出素子としてのサーミスター５０の配設位置を図９のように、ヒーター表面側の第１と第２の抵抗発熱体層ｂ・ｃの内の記録材搬送方向上流側である第１の抵抗発熱体層ｂの位置に対応するヒーター背面部分に配置したことを特徴とする。その他の装置構成・ヒーター構成・制御等は実施例１のものと同じである。
【００６３】
サーミスター５０は記録材搬送方向上流側である第１の抵抗発熱体層ｂの位置に対応するヒーター背面部分配置することによって、ヒーター温度は上流側抵抗発熱体層ｂの温度変化により制御されるようになるため、上流発熱量：下流発熱量＝１：２〜１：３とした場合、サーミスター５０を複数の発熱体の中心に配置した時よりも相対的に下流側発熱体の温度が高くなる。
【００６４】
よって、しわの発生を抑えつつ、十分な定着性を確保することが可能となる。
【００６５】
［その他］
ａ）加熱手段（加熱体）としては例示のセラミックヒーターに限られるものではなく、その他、例えば、ＳＵＳヒーター、背面加熱型ヒーター、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒーター、電磁誘導発熱性部材などを用いることもできる。
【００６６】
ｂ）フィルム加熱方式の加熱定着装置は、実施例のものは加圧用回転体駆動方式であるが、摺動移動部材としてのエンドレスの定着フィルムの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の装置であってもよい。
【００６７】
ｃ）加圧回転体は、ローラ体の代わりに、エンドレスベルト体にすることもできる。また、例えば、特開２００１−２２８７３１公報に開示されているエンドレスベルトと加圧部材からなる加圧フィルムユニットを用いて小熱容量化を図ってもよい。
【００６８】
ｄ）ニップに通紙する被加熱材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、所定サイズよりもサイズが小さい小サイズ材である場合とで加熱手段発熱分布を異ならせる手段構成は実施例のものに限られないことは勿論である。
【００６９】
ｅ）本発明の加熱装置は実施形態例の加熱定着装置としてに限らず、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、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００７０】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００７１】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００７２】
〔実施態様１〕 固定支持された加熱手段と、内面が該加熱手段と摺動して回転する回転体と、該回転体を介して前記加熱手段に圧接してニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップの回転体と加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により加熱する加熱装置において、
ニップの被加熱材搬送方向における加熱手段発熱分布を調整する制御手段を有し、該制御手段により、ニップに通紙する被加熱材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりも小さい小サイズ材である場合とで加熱手段発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの被加熱材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整することを特徴とする加熱装置。
【００７３】
〔実施態様２〕 加熱手段は各々独立駆動可能な複数本の発熱体を有し、これらの複数本の発熱体はニップ内で被加熱材搬送方向に配列されており、制御手段は各発熱体に対する通電比率を制御して加熱手段発熱分布を調整することを特徴とする実施態様１に記載の加熱装置。
【００７４】
〔実施態様３〕 複数の発熱体はニップ内で被加熱材搬送方向の上流側と下流側に配置された並列接続の２本の発熱体であることを特徴とする実施態様２に記載の加熱装置。
【００７５】
〔実施態様４〕 加熱手段の温度制御に使用するための温度検出素子は、該加熱手段の複数の発熱体の内の被加熱材搬送方向最上流側の発熱体の位置に対応する加熱手段背面部分に配置したことを特徴とする実施態様２または３に記載の加熱装置。
【００７６】
〔実施態様５〕 加圧部材はローラーであることを特徴とする実施態様１から４の何れかに記載の加熱装置。
【００７７】
〔実施態様６〕 被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする実施態様１から５の何れかに記載の加熱装置。
【００７８】
〔実施態様７〕 加熱手段と、この加熱手段を内包する回転体を有し、該回転体は未定着画像を担持した記録材と等速で移動し、該回転体に加圧圧接してニップを形成するための加圧ローラーを有し、前記ニップの回転体と加圧ローラーとの間で未定着画像を担持した記録材を挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により未定着画像を記録材上に加熱定着させる像加熱装置において、
前記加熱手段は各々独立駆動可能な複数本の発熱体を有し、これらの複数本の発熱体はニップ内で記録材搬送方向に配列されており、制御手段は各発熱体に対する通電比率を制御して、ニップに通紙する記録材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりもサイズが小さい小サイズ材である場合とで、ニップの記録材搬送方向における加熱手段発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの記録材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整することを特徴とする像加熱装置。
【００７９】
〔実施態様８〕 複数の発熱体はニップ内で記録材上流側と下流側に配置された並列接続の２本の発熱体であることを特徴とする実施態様７に記載の像加熱装置。
【００８０】
〔実施態様９〕 加熱手段の温度制御に使用するための温度検出素子は、該加熱手段の複数の発熱体の内の被加熱材搬送方向最上流側の発熱体の位置に対応する加熱手段背面部分に配置したことを特徴とする実施態様７または８に記載の像加熱装置。
【００８１】
〔実施態様１０〕 記録材上に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を永久固着させるための画像加熱定着手段を有し、前記画像加熱定着手段が、実施態様１から６の何れかに記載の加熱装置、もしくは請求項７から９の何れかに記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルム加熱方式の加熱装置のように、固定支持された加熱手段と、内面が該加熱手段と摺動して回転する回転体と、該回転体を介して前記加熱手段に圧接してニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップの回転体と加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により加熱する加熱装置において、高温多湿環境下で、被加熱材がコシのない幅広の長尺紙であっても紙しわの発生をなくす事ができる。
【００８３】
又、温度検出素子を上流側発熱体の背面にずらして配置することによって紙しわの発生を抑制しながら十分な被加熱材加熱性、加熱定着装置にあっては十分な定着性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における画像形成装置例の概略構成図
【図２】加熱定着装置部分の概略構成図
【図３】ヒーターの構成説明図
【図４】ヒーター駆動回路図の概略構成図
【図５】位相制御の５０％通電パターンを示した図
【図６】第１の通電パターンテーブル（小サイズ材通紙時用：短尺紙の出力値毎の上下流各ヒーターへの通電量を示した図）
【図７】第２の通電パターンテーブル（大サイズ材通紙時用：幅広長尺紙の出力値毎の上下流各ヒーターへの通電量を示した図）
【図８】制御フローチャート
【図９】実施例２におけるヒーターの構成模型図
【符号の説明】
１４・・加熱定着装置（加熱装置）、３７・・セラミックヒーター（加熱手段）、ａ・・ヒーター基板、ｂとｃ・・第１と第２の抵抗発熱体層、３４・・定着フィルム（回転体）、２９加圧ローラー（加圧部材）、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材（被加熱材）、１００・・ヒーター駆動回路

Claims (1)

1. 固定支持された加熱手段と、内面が該加熱手段と摺動して回転する回転体と、該回転体を介して前記加熱手段に圧接してニップを形成する加圧部材と、を有し、ニップの回転体と加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送させて回転体を介した加熱手段からの熱により加熱する加熱装置において、
   ニップの被加熱材搬送方向における加熱手段発熱分布を調整する制御手段を有し、該制御手段により、ニップに通紙する被加熱材が所定サイズ以上の大サイズ材である場合と、それよりも小さい小サイズ材である場合とで加熱手段発熱分布を異ならせ、大サイズ材通紙時は小サイズ材通紙時よりも加熱手段発熱分布の発熱ピークがニップの被加熱材搬送方向下流側に来るような発熱分布に調整することを特徴とする加熱装置。

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