JP2008192398A

JP2008192398A - 加熱体、及び像加熱装置

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Publication number: JP2008192398A
Application number: JP2007024021A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Nakahara; 久司中原; Takashi Narahara; 隆史楢原
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Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP4928293B2

Abstract

【課題】基板の長手方向において導電部及び発熱体が断線した場合に、発熱体への通電を検知できるようにした加熱体、及びその加熱体を用いる加熱装置の提供。
【解決手段】基板２７と、前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱体２６と、を有し、サイズの異なる被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体２３において、前記基板の長手方向と直交する短手方向における一端側と他端側にそれぞれ該基板の長手方向に沿って設けられた導電部２９・３０を有し、前記基板の短手方向において前記導電部間に前記発熱体を有し、前記基板の長手方向の一端部に、前記導電部に通電するための電極２９ａ・３０ａと、温度検知型の保安素子１００と、をそれぞれ有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加熱材を加熱する加熱体、及びその加熱体を用いる加熱装置に関するものであり、特に、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱定着装置（定着器）に用いて好適なものである。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する像加熱装置（定着器）として、セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する可撓性部材と、可撓性部材を介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものがある。特許文献１、２にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー画像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリンタ指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間（FPOT:first printout time)を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。

ところで、可撓性部材を用いた定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域（非通紙領域）が過度に昇温（いわゆる非通紙部昇温）することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを保持するホルダや加圧ローラが熱により損傷する場合がある。

そこで、上記定着装置を搭載するプリンタは、小サイズの記録材を連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。

しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当りの出力枚数いわゆるスループットを減らすものであり、単位時間当たりの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等或いは若干少ない程度に抑えることが望まれる。

そこで、従来、定着装置のヒータを改良することが行われている。

特許文献３、４、５には、非通紙領域において過昇温を抑制できるようにしたヒータが提案されている。そのヒータの一例を図１０に示す。

ヒータ２３は、細長い基板２７の長手方向と直交する短手方向（幅方向）の一端側と他端側にそれぞれ該基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を設けている。そしてその導電部２９・３０間にＰＴＣ（抵抗の正の温度係数）特性を有する発熱体２６を基板２７の長手方向に沿って設けている。そして導電部２９・３０に給電用電極２９ａ・３０ａを通じて通電することにより発熱体２６が発熱する。

上記ヒータにおいて、プリンタに用いられる大サイズの記録材が通過する領域（大サイズ通紙領域）に小サイズの記録材を通過させた場合には、その小サイズの記録材が通過する領域（小サイズ通紙領域）の外側に非通紙領域が生ずる。小サイズ通紙領域は記録材に熱が奪われるため比較的熱が下がるけれども、非通紙領域は記録材に熱が奪われないため温度が上昇していく。しかしながら、発熱するほど発熱体の抵抗が上昇し発熱を抑制する効果が働くため、非通紙領域の温度上昇を抑制することができる。
特開２０００−１７３７５２号公報特開２００１-１００５５６号公報特開平５−１９６５２号公報特開２００５−２０９４９３号公報特開２００５−２３４５４０号公報

上記ヒータにおいて、異常昇温時の熱的応力や、衝撃等による機械的応力等により基板の短手方向にヒータ割れが生じた場合、導電部及び発熱体が基板の長手方向において断線することがある。その場合、電極から断線箇所までの間に導電部と発熱体が残っていれば通電経路が構成されるために、導電部への通電によって発熱体が発熱してしまう。

そこで、本発明の目的は、基板の長手方向において導電部及び発熱体が断線した場合に、発熱体への通電を検知できるようにした加熱体、及びその加熱体を有する加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための構成は、基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱体と、を有し、サイズの異なる被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板の長手方向と直交する短手方向における一端側と他端側にそれぞれ前記基板の長手方向に沿って設けられた導電部を有し、前記基板の短手方向において前記導電部間に前記発熱体を有し、前記基板の長手方向の一端部に、前記導電部に通電するための電極と、温度検知型の保安素子と、をそれぞれ有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための構成は、基板と前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱体とを有する加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でサイズの異なる被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、
前記加熱体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向における一端側と他端側にそれぞれ前記基板の長手方向に沿って設けられた導電部を有し、前記基板の短手方向において前記導電部間に前記発熱体を有し、前記基板の長手方向の一端部に、前記導電部に通電するための電極と、温度検知型の保安素子と、をそれぞれ有することを特徴とする。

本発明によれば、基板の長手方向において導電部及び発熱体が断線した場合に、発熱体への通電を検知できるようにした加熱体、及びその加熱体を用いる加熱装置の提供を実現できる。

本発明を図面に基づいて説明する。

（１）画像形成装置例
図８は本発明に係る加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は、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である。

１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）であり、矢印方向に所定の周速度をもって回転される。この感光体ドラム１は、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。

回転中の感光ドラム１の外周面（表面）は帯電手段としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。次に、感光体ドラム１の一様帯電面に対して、画像露光手段としてのレーザービームスキャナ３から出力される画像情報に対応して変調されたレーザー光Ｌによる走査露光がなされる。これにより感光体ドラム１表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２４によりトナー（現像剤）によってトナー像として現像（可視化）される。

一方、被加熱材としての記録材Ｐは給送カセット５から給送ローラ６によって一枚ずつ分離給送され、レジストローラ７に送られる。そのレジストローラ７によって記録材Ｐは感光体ドラム１表面に形成されたトナー画像と同期を取られ、シートパス８ａを通じて感光体ドラム１と転写ローラ９とで形成される転写ニップ部Ｔに導入される。すなわち、感光体ドラム１表面のトナー像の先端部が転写ニップ部Ｔに到達したとき、記録材Ｐの先端部もちょうど転写ニップ部Ｔに到達するタイミングとなるようにレジストローラ７により記録材Ｐの搬送が制御される。

転写ニップ部Ｔに導入された記録材Ｐはこの転写ニップ部Ｔで挟持搬送され、その間、転写ローラ９には不図示の転写バイアス印加電源からトナーと逆極性の転写バイアスが印加される。感光体ドラム１表面のトナー像はその転写バイアスの作用によって記録材Ｐ面に静電的に転写される。

転写ニップ部Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは感光体ドラム１表面から分離されてシートパス８ｂを通って定着装置１１へ搬送される。そしてその定着装置１１によってトナー像は記録材Ｐ面上に加熱定着される。定着装置１１を出た記録材Ｐはシートパス８ｃ側に進路案内されて排出口１３から排出トレイ１４上に排出される。

トナー像の転写後、感光体ドラム１表面はクリーニング装置１０により転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置
図２は定着装置１１の一例の縦断面模型図である。図３は定着装置１１の横断面模型図である。図４は定着装置１１を記録材導入側から見た図である。

以下の説明において、定着装置又はその定着装置を構成している部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。

また、本実施例に示す加熱体としてのヒータに関し、従来のヒータとの構成上の差異を容易に理解できるようにするために、従来のヒータと同じ部材・部分には同じ符号を付している。

本実施例に示す定着装置１１は、加熱体としてのセラミックヒータ２３と、可撓性部材としての定着フィルム２２と、ガイド部材としてのステー２１と、加圧部材としての加圧ローラ２４と、を有する。ステー２１と、フィルム２２と、ヒータ２３と、加圧ローラ２４は、何れも長手方向に細長い部材である。

ステー２１は耐熱性及び剛性を有する所定の材料を用いて縦断面樋型形状に形成してある。ステー２１にはヒータ２３を保持させている。フィルム２２は耐熱性フィルムによりエンドレス（円筒状）に形成してある。そしてそのフィルム２２はステー２１に外嵌されている。フィルム２２の内周長とステー２１の外周長はフィルム２２の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてある。従ってフィルム２２は周長に余裕を持ってステー２１に外嵌させてある。フィルム２２の内周面とステー２１の外周面との間には潤滑剤（不図示）を介在させてある。これによってステー２１の外周面と接触しながら回転するフィルム２２の摺動抵抗を低下させている。潤滑剤としてはフッ素樹脂ＰＴＦＥで増稠したＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）グリスを使用している。

各部材について更に詳しく説明する。

１）定着フィルム
フィルム２２において、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以上に設定してある。フィルム２２の材料として、耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面に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。本実施例では、膜厚約５０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものをフィルム２２として用いた。フィルム２２の外径は１８ｍｍとした。

２）ステー
ステー２１は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等により構成できる。本実施例では、液晶ポリマーを用い、液晶ポリマーを金型に射出し、成形することで、縦断面樋型形状に形成してある。このステー２１は長手方向の両端部が定着装置１１の不図示の側板対に保持されている。ステー２１の加圧ローラ２４側の下面には長手方向に沿って凹字形状の溝２１ａが設けられ、その溝２１ａによってヒータ２３を保持している。

３）加圧ローラ
加圧ローラ２４は、芯金２４ａと、その芯金２４ａの周囲に設けられた弾性体層２４ｂと、その弾性体層２４ｂの周囲に設けられた最外層の離形層２４ｃと、を有する。その加圧ローラ２４は、芯金２４ａの長手方向の両端部が定着装置１１の側板対に軸受３２Ｌ・３２Ｒにより回転自在に保持されている。本実施例では、芯金２４ａはアルミニウムを、弾性体層２４ｂはシリコーンゴムを、離形層２４ｃは厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ２４の外径は２０ｍｍ、弾性体層２４ｂの厚さは３ｍｍとした。そしてフィルム２２の下方においてフィルム２２と並列に配置された加圧ローラ２４は、芯金２４ａ両端部が加圧バネ等の加圧手段によってステー２１側に加圧されている。これにより、加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の外周面（表面）とヒータ２３との間にフィルム２２を挟んで記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔの加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎ（定着ニップ部）を形成している。

４）ヒータ
図１に本実施例に係るヒータ２３の一例を示す。（ａ）はヒータ２３の背面図、（ｂ）はヒータ２３の正面図、（ｃ）は（ｂ）のヒータ２３のｃ−ｃ断面と、そのヒータ２３に用いられる通電制御回路の一例を表わす図である。

ヒータ２３は、長手方向に細長い耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板２７の一面（ニップ部Ｎ側の面）に、抵抗発熱体２６と、導電部２９・３０と、給電用電極２９ａ・３０ａと、耐熱性オーバーコート層２８と、を有する全体に低熱容量の加熱体である。つまり、基板２７の一面（以下、表面と記す）において、短手方向における一端側と他端側にそれぞれ基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を設け、その導電部２９・３０間にＰＴＣ（抵抗の正の温度係数）特性を有する発熱体２６を設けている。そして基板２７の長手方向の一端部に給電用電極２９ａ・３０ａを設けている。

発熱体２６は、酸化ルテニウム・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板２７上に線帯状に形成して得たものである。発熱体２６の材料としては、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）以外に、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、Ｔａ_２Ｎ等の電気抵抗材料を用いても、混合して用いても良い。発熱体２６の抵抗値は常温で２０Ωとした。

基板２７は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。本実施例では、短手方向における幅７ｍｍ・長手方向における長さ２７０ｍｍ・厚さ１ｍｍのアルミナ基板を使用している。電極２９ａ・３０ａは銀のスクリーン印刷パターンを用いた。オーバーコート層２８は、発熱体２６とヒータ２３表面との電気的な絶縁性と、ヒータ２３表面とフィルム２２内周面との摺動性と、を確保することが主な目的である。
オーバーコート層２８は、発熱体２６と、導電部２９・３０と、電極２９ａ・３０ａと、を覆うように基板２７表面に設けられている。本実施例では、オーバーコート層２８として厚さ約５０μｍの耐熱性ガラス層を用いた。図５の（ｃ）においては、発熱体２６と、電極２９ａ・３０ａとの関係を容易に理解できるようにするため、オーバーコート層２８は省略してある。

電極２９ａ・３０ａは、それぞれ基板２７の短手方向に対して所定の間隔を保つように離間させて設けられた約２ｍｍ幅の導電部２９・３０に接続されている。電極２９ａ・３０ｂはそれぞれ対応する導電部２９・３０に通電するためのものである。導電部２９・３０は電極２９ａ・３０ａと同じ材料によって作られている。発熱体２６は、それぞれの導電部２９・３０の間を接続するように導電部２９・３０間（導電部間）に基板２７の長手方向に沿って約２２０ｍｍ程度形成されている。発熱体２６は電極２９ａ・３０ａを通じて導電部２９・３０に給電され発熱する。

また、ヒータ２３は、基板２５の裏面（加圧ローラ２４と反対側の面）に温度検知素子（以下、検温素子と記す）２５を有する。検温素子２５は、ヒータ２３の温度を検知するために設けられたものである。本実施例では、検温素子としてヒータ２３から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。この外部当接型サーミスタ２５は、例えば支持体（不図示）上に断熱層（不図示）を設け、その断熱層の上にチップサーミスタの素子を固定し、その素子を基板２７裏面に向けて所定の加圧力により加圧して支持体を基板２７裏面に取り付けるような構成をとる。本実施例では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。その外部当接型サーミスタ２５は、ニップ部Ｎに導入される所定サイズの記録材Ｐが必ず通過する最小サイズ通紙領域内に配置されている。

上記ヒータ２３は、ステー２１の溝２１ａ内に基板２７が基板２７表面を下向きにして固定される。これによりヒータ２３のオーバーコート層２８をフィルム２２内周面に接触させている。

（３）定着装置の加熱定着動作
加圧ローラ２４の芯金２４ａの端部に設けられた駆動ギアＧ（図４）が定着モータＭにより回転駆動されることによって、加圧ローラ２４は矢印方向に回転する。この加圧ローラ２４の回転によりニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４表面とフィルム２２表面との摩擦力によりフィルム２２に回転力が作用する。その回転力によりフィルム２２はその内面側がニップ部Ｎにおいて加熱体２３の表面に密着して摺動しながらステー２１の外回りを矢印方向に加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。

制御手段としてのＣＰＵ４１（図１）は、通電制御手段としてのトライアック４２をオンする。これにより交流電源４３から後述する保安素子１００を通じてヒータ２３の電極２９ａ・３０ａに通電される。ヒータ２３は、電極２９ａ・３０ａを通じて導電部２９・３０に通電されることにより発熱体２６全域が発熱し昇温する。その昇温に応じて加熱される基板２７の温度をサーミスタ２５が検知する。ＣＰＵ４１は、サーミスタ２５の出力（検知温度）をＡ／Ｄ変換して取り込む。そしてサーミスタ２５からの出力に基づいて、トライアック４２によりヒータ２３に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、ヒータ２３の温度制御を行う。即ち、ＣＰＵ４１は、サーミスタ２５の検知温度が所定の設定温度（目標温度）より低い場合にはヒータ２３を昇温させ、設定温度より高い場合にはヒータ２３を降温させるようにトライアック４２を制御することにより、ヒータ２３を設定温度に保っている。本実施例では、位相制御により出力を０〜１００％まで５％刻みの２１段階で変化させている。出力１００％はヒータ２３に全通電したときの出力を示す。

ヒータ２３の温度が定着温度に立ち上がり、かつ加圧ローラ２４の回転によるフィルム２２の回転周速度が定常化した状態において、ニップ部Ｎに記録材Ｐが導入される。そして、記録材Ｐがフィルム２２と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されることによりヒータ２３の熱がフィルム２２を介して記録材Ｐに付与され記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはフィルム２２表面から分離されて搬送される。

（４）ヒータへの保安素子の配置態様
図５の（ａ）にヒータ２３の正常時の発熱分布を、（ｂ）にヒータ２３の異常時の発熱分布を、それぞれ示す。

基板２７の短手方向にヒータ割れ等が生じていないヒータ２３（（ａ）参照）は、導電部２９・３０を通じて発熱体２６全域に通電されることから、ヒータ長手の発熱分布曲線は発熱体２６の発熱温度に応じた温度となる。

これに対して、基板２７の短手方向にヒータ割れ等が生じているヒータ２３（(ｂ)参照）は、ヒータ割れ等によって基板破壊及び印刷パターン破壊により導電部２９・３０及び発熱体２６が基板２７の長手方向において断線している可能性がある。その場合、電極２９ａ・３０ａから断線箇所までの間に導電部２９・３０及び発熱体２６が残っていれば、ヒータ長手の発熱分布曲線は発熱体２６の発熱温度に応じた温度となる。

そこで、本実施例では、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６が断線した場合に発熱体２６への通電を検知できるようにするために、基板２７の長手方向の電極２９ａ・３０ａ側の一端部に温度検知型の保安素子１００を設けている。特に、基板２７の他面（ニップ部Ｎと反対側の面）において、発熱体２６と発熱体長手端部の境界部に保安素子１００を設けている。これにより、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６がどの位置で断線したとしても、導電部２９・３０とともに通電経路を構成する発熱体２６の発熱領域内に温度ヒューズ１００を確実に位置させることができる。また、本実施例では、保安素子１００として、熱に反応して電極２９ａへの通電を遮断する温度ヒューズを用いている。図６は温度ヒューズ１００の一例の構成模型図である。

１３１は温度ヒューズ１００の外装金属ケースである。１３２は第１リード線である。第１リード線１３２は、その先端部に絶縁セラミック製の円筒部材１３３を有し、該円筒部材１３３をケース１３１内の一端部側に挿入して該ケース１３１をかしめることによりケース１３１とは絶縁して抜け止めしてある。１３４は第２リード線である。第２リード線１３４は、その先端部をケース１３１内の他端側に挿入し該ケース１３１をかしめてケース１３１に電気的に導通させて抜け止めしてある。１３５・１３６・１３７・１３８・１３９・１４０は、それぞれ、ケース１３１内に第１リード線１３２側から第２リード線１３４側に順次に配列内蔵させた、第１スプリング、可動電極、円板、第２スプリング、円板、感温ペレットである。第１スプリング１３５は円筒部材１３３と可動電極１３６との間に縮設してある。第２スプリング１３８は円板１３７と円板１３９間に縮設してある。第２スプリング１３８のバネ力を第１スプリング１３５よりも大きくしてある。１４１はケース１３１内の気密性を保たせるために、ケース１３１の第１リード線取付け側の端面と第１リード線基部にかけて塗着形成した封口（封止）樹脂部である。

温度ヒューズ１００において、図６の（ａ）に示す平常時は第２スプリング１３８の円板１３７・１３９間での突っ張り力により、第１スプリング１３５が可動電極１３６と円筒部材１３３との間に押し縮められている。また可動電極１３６が第１リード線１３２の先端部に押圧されて該第１リード線１３２との電気的導通が保たれる。また感温部材である有機物から成る感温ペレット１４０が第２リード線１３４の先端に当接して受け止められ、円板１３９と第２リード線１３４の先端間にスペーサ部材として介在した状態に保たれる。可動電極１３６はその外周縁がケース１３１の内面に接触していて該ケース１３１との電気的導通を保ってケース１３１内を軸線方向に移動自由である。

温度ヒューズ１００の平常時状態において、ヒータ２３の電極２９ａへの通電は、電源３３に接続された第２リード線１３４、感温ペレット１４０、円板１３７、可動電極１３６、第１リード線１３２を経由して行われる。

一方、通電制御回路の故障によってヒータ２３が暴走し異常昇温すると、ヒータ２３の熱が基板２７からケース１３１を介して感温ペレット１４０に伝わる。そして感温ペレット１４０の温度が所定の動作温度以上になると、感温ペレット１４０が溶融または昇華して図６（ｂ）に示すように液状または消滅する。すると、第１スプリング１３５のバネ力で第２スプリング１３８が第２リード線１３４側へ押し動かされて可動電極１３６が第１リード線１３２の先端から離れる。これによって、ヒータ２３の電極２９ａへの通電が遮断される。つまり、ヒータ２３の異常昇温時（暴走時）に電極２９ａへの通電を遮断できる。

温度ヒューズ１００において、感温ペレット１４０がヒータ２３の発熱体２６側に向くように、或いは感温ペレット１４０がヒータ２３の電極２９ａ側に向くようにしても作動時間に差異が見られないため、温度ヒューズ１００の向きはいずれの向きでもよい。本実施例では、温度ヒューズ１００の向きを感温ペレット１４０がヒータ２３の発熱体２６側に向くように設定している。

（５）実験例
以下に、上記の温度ヒューズ１００を設けることにより暴走時に通電をストップさせることが可能となる他のヒータ構成を比較例とし、本実施例のヒータ２３と、そのヒータ２３の使いこなしの有効性を説明する。比較例のヒータにおいて、本実施例のヒータ２３と同一機能を有する部材・部分に同じ符号を付している。

コスト、コンパクト性、ＰＴＣ特性の強弱を有利な方から、○、△、×の３段階で評価を行った。

比較例１：図７（ａ）に示すヒータ２３は、基板２７の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を有し、その導電部２９・３０間に発熱体２６を有する。そして基板２７の長手方向の両端部に電極２９ａ・３０ａを有する。

比較例２：図７（ｂ）に示すヒータ２３は、基板２７の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を有し、その導電部２９・３０間に発熱体２６を有する。そして基板２７の長手方向の一端部に設けられた電極２９ａ・３０ａのうち一方の電極２９ａを基板２７の長手方向に折り返している。

比較例３：図７（ｃ）に示すヒータ２３は、基板２７の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を有し、その導電部２９・３０間に発熱体２６を有する。そして基板２７の長手方向の一端部において、基板２７の表面に一方の導電部３０の電極３０ａを、基板２７の裏面に他方の導電部２９の電極２９ａを、それぞれ有する。他方の導電部２９の電極２９ａは、基板２７の長手方向の他端部に設けられたスルーホール２７ｈを通じて基板２７表面の導電部２９と接続してある。

比較例４：図７（ｄ）に示すヒータ２３は、基板２７の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板２７の長手方向に沿って導電部２９・３０を有する。また、基板２７の短手方向の中央に該基板２７の長手方向に沿って共通導電部３１を有する。その共通導電部３１と導電部２９との間、及び共通導電部３１と導電部３０との間に、それぞれ発熱体２６−１・２６−２を有する。そして基板２７の長手方向の一端部に電極２９ａ・３０ａを有する。

比較例１のヒータ２３は、電極２９ａ・３０ａが基板２７の長手方向の両端部にあるため、電極接続用のコネクタを複数設けなければならない。また、コネクタを基板２７の長手方向の両端部に設けることにより、コネクタ分のコスト、及びスペースを確保しなければならないため、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。

比較例２のヒータ２３は、電極２９ａを折り返すための余分なスペースを基板２７上に設けなければならず、そのためには、基板２７上の大きさを確保しなければならなくなり、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。その理由としては以下の理由が挙げられる。印刷パターンを設けるための条件の一つに、基板２７の長手方向において発熱を一様にさせるためには、前述した特開２００５−２０９４９３号公報、特開２００５−２３４５４０号公報に記載のような電極抵抗と発熱体抵抗の関係を満たす必要がある。さらに発熱体２６のシート抵抗が大きくなると、ＰＴＣ特性からＮＴＣ特性へ徐々に変わっていくという特性がある。このため、ＰＴＣ特性を強く維持するためには、ある程度、シート抵抗を低めに維持しながら導電部２９・３０及び、発熱体２６の寸法で抵抗を調整していくことが必要となってくる。そのため、コンパクト性が損なわれ、それとともにコストアップしていくことになる。

比較例３のヒータ２３は、電極２９ａを折り返すためのスペースを発熱体２６側の基板２７面に設けなくてもよく、コンパクト性は確保できるものの、基板２７裏面に電極２９ａを設けるために、基板２７にスルーホール２７ｈを設けることになる。そのため、コストアップする。

比較例４のヒータ２３は、共通導電部３１を折り返すための余分なスペースを基板２７上に設けなければならず、そのためには、基板２７上の大きさを確保しなければならなくなり、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。

以上の比較例１〜４と比較検討してみても本実施例のヒータ２３における印刷パターンは、コスト、コンパクト性、ＰＴＣ特性の強弱のいずれの観点からも有効である。また、本実施例のヒータ２３は、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６が断線した場合に電極２９ａへの通電が温度ヒューズ１００によって遮断される点においても有効である。

本実施例では、保安素子として温度検知型の温度ヒューズ１００を用いたが、保安素子は温度ヒューズ１００に限られずサーモスイッチ、サーモスタット等他の温度検知型の保安素子を用いてもよい。

本実施例では、保安素子としてサーミスタ（温度検知素子）を用いたヒータの一例を説明する。実施例１のヒータ２３と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

図９は本実施例に係るヒータ２３の構成と、そのヒータ２３に用いられる通電制御回路の一例を表わす図である。

本実施例のヒータ２３は、実施例１のヒータ２３において温度ヒューズ１００を設けた位置と同じ位置に保安素子としてサーミスタ２５ａを設けている。これにより、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６がどの位置で断線したとしても、導電部２９・３０とともに通電経路を構成する発熱体２６の発熱領域内にサーミスタ２５ａを確実に位置させることができる。これによって、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６が断線した場合に発熱体２６への通電を検知できる。ＣＰＵ４１は、サーミスタ２５ａの出力（検知温度）をＡ／Ｄ変換して取り込む。そしてＣＰＵ４１は、サーミスタ２５ａの検知温度がある閾値を超えたか否かを判断し、検知温度が閾値を超えた場合に、電源４３と温度ヒューズ１００との間のＡＣライン中に設けられた通電遮断手段としてのリレー４４をオフする。これにより、実施例１のヒータ２３と同様、基板２７の長手方向において導電部２９・３０及び発熱体２６が断線した場合に発熱体２６への通電をストップできる。また、ヒータ２３の暴走時には基板２７の裏面の所定位置に設けた温度ヒューズ１００が作動し電極２９ａ・３０ａへの通電を停止する。

ヒータの一例の構成模型図であって、（ａ）はヒータの背面図、（ｂ）はヒータの正面図、（ｃ）は（ｂ）のヒータのｃ−ｃ断面と、そのヒータに用いられる通電制御回路の一例を表わす図定着装置の一例の縦断面模型図定着装置の横断面模型図定着装置を記録材導入側から見た図（ａ）はヒータの正常時の発熱分布図、（ｂ）はヒータの異常時の発熱分布図温度ヒューズの一例の構成及び動作を表わす図比較例のヒータの構成模型図画像形成装置の一例の構成模型ヒータの他の例の構成と、そのヒータに用いられる通電制御回路の一例を表わす図。従来例のヒータの構成を表わす図

符号の説明

１１‥‥定着装置、２２‥‥定着フィルム、２３‥‥セラミックヒータ、２４‥‥加圧ローラ、２５ａ‥‥サーミスタ、２６‥‥抵抗発熱体、２７‥‥基板、２９・３０‥‥導電部、２９ａ・３０ａ‥‥給電用電極、１００‥‥温度ヒューズ、Ｐ‥‥記録材

Claims

基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱体と、を有し、サイズの異なる被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板の長手方向と直交する短手方向における一端側と他端側にそれぞれ前記基板の長手方向に沿って設けられた導電部を有し、前記基板の短手方向において前記導電部間に前記発熱体を有し、前記基板の長手方向の一端部に、前記導電部に通電するための電極と、温度検知型の保安素子と、をそれぞれ有することを特徴とする加熱体。
前記保安素子は、前記基板の長手方向の一端部において前記発熱体の長手方向の境界部に跨るように設けられることを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
前記保安素子は、サーミスタ、温度ヒューズ、サーモスイッチ、又はサーモスタットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱体。
基板と前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱体とを有する加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でサイズの異なる被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、
前記加熱体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向における一端側と他端側にそれぞれ前記基板の長手方向に沿って設けられた導電部を有し、前記基板の短手方向において前記導電部間に前記発熱体を有し、前記基板の長手方向の一端部に、前記導電部に通電するための電極と、温度検知型の保安素子と、をそれぞれ有することを特徴とする加熱装置。
前記保安素子は、前記基板の長手方向の一端部において前記発熱体の長手方向の境界部に跨るように設けられることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
前記保安素子は、サーミスタ、温度ヒューズ、サーモスイッチ、又はサーモスタットであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の加熱装置。