JP2012226079A

JP2012226079A - 加熱装置

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Publication number: JP2012226079A
Application number: JP2011092972A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Mine; 峯　　隆太; Toshiyuki Abe; 敏行阿部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: US20120269535A1; EP2515182A3; US9766577B2; EP2515182A2; JP5893261B2; EP2515182B1; KR20120123204A; CN102749830A; CN102749830B; KR101540839B1

Abstract

【課題】基板の長手方向片側に給電用電極を集中配置して、可撓性部材の着脱を容易にする。
【解決手段】発熱抵抗体群は発熱抵抗体３０３、３０４（内側発熱抵抗体Ｒｉｎ）、発熱抵抗体３０２、３０５（外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔ）からなる。発熱抵抗体３０３、３０４は、基板３０１の短手方向において基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置される。発熱抵抗体３０２、３０５は、基板３０１の短手方向において、内側発熱抵抗体Ｒｉｎよりも基準位置Ｃ０から遠い側（外側）に、基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置される。内側発熱抵抗体Ｒｉｎの電気的端部Ｅｂ、Ｅｃに接点３０７、３０８が接続され、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの電気的端部Ｅａ、Ｅｄに接点３０６、３０８が接続され、接点３０６〜３０８の全てが基板３０１の長手方向における一端部の側（Ｅ側）に集中配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、未定着画像を形成した記録材を加熱して画像を定着させる加熱装置に関する。

従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等において、転写材や感光紙等の記録材に形成された未定着トナー画像を永久定着像として熱定着させる加熱装置の１つとしてオンデマンドのフィルム加熱方式の装置が知られている（下記特許文献１）。

このフィルム加熱方式の装置に用いられる加熱体にはセラミックヒータが採用されている。これは電気抵抗性・耐熱性・良熱伝導性のセラミック材基板（例えばアルミナ、窒化アルミニウム）と、該基板に印刷・焼成等の手段でパターン整形した、電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体（例えば銀パラジウム）を含む１次の回路とを有する。そして、発熱抵抗体に電力を供給して発熱させる構成であり、全体に低熱容量で温度上昇の速いものとなっている。

この加熱体を用いた加熱装置は熱容量が少ないため、加熱体の長手方向に対し小さいサイズの記録材を熱定着し続けた場合に、記録材が通過する部位に対し、通過しない部位の温度が上昇する。そうなった場合、加熱体の長手方向に対して、温度差により光沢度のムラが発生してしまう。それを回避するためには、プリントスピードを低減したり温度差を減らしたりする必要がある。

あるいは、発熱抵抗体を複数設け、加熱体の長手方向における温度を複数の温度検出素子を用いて検出し、複数の発熱抵抗体の通電を制御する。すなわち、いずれのサイズの記録材も通過する部位において大きく発熱する発熱抵抗体と、大小サイズの記録材のうち大きいサイズの記録材のみが通過する部位において大きく発熱する発熱抵抗体とからなる発熱抵抗体群で加熱体を形成する。そして、複数の温度検出素子を用いて複数の発熱抵抗体の通電を制御することにより、いかなるサイズの記録材を加熱した場合でも所定の温度で制御できるような構成としている。

こうした複数の発熱抵抗体からなる加熱体においては、瞬間的に加熱体内で発熱部と非発熱部との間に大きな温度差が生じることがある。例えば、ヒータ制御系や温調制御部の暴走時、加熱体の熱暴走（異常昇温・異常加熱）時である。他にも、１つの発熱抵抗体のみが通電され続けた場合において、１つの発熱抵抗体のみでも非常に多くの電力が投入されるため上記のような温度差が生じることがある。温度差が生じると熱応力による影響で加熱体が変形や破壊するおそれがあるため、それを回避するためには、非常に高速に応答する安全素子を追加する等、構成が複雑化し、コストアップに繋がる。

このような問題に対応するものとして、セラミック材基板上に形成されている発熱抵抗体の配置を基板の短手方向に対して略中央位置を基準に略対称になるようにした技術も知られている（下記特許文献２）。すなわち、基板の短手方向の中央位置を基準に発熱抵抗体のパターンが略対称となるように構成し、中央位置に近い位置に配置された内側の発熱抵抗体と、該内側の発熱抵抗体よりも中央位置から遠い側に配置された外側の発熱抵抗体とを有する。これにより、セラミックヒータの制御系や温調制御部の暴走時、あるいは１つの発熱抵抗体のみが通電され続けた場合においても、加熱体内の温度差が大きくならないようにし、基板にかかる熱応力を小さくしている。

特開２００２−２９６９５５号公報特開２００６−００４８６１号公報

近年、寿命部品のサービス施行時の交換性の向上が求められており、オンデマンドのフィルム加熱方式の加熱装置に用いられる定着フィルムについても同様に交換性の向上が求められている。また、納品後の交換だけでなく、製品完成までの定着フィルムの組み付け作業も容易であることが望まれる。

しかしながら、上記特許文献２においては、外側の発熱抵抗体に給電するコネクタ接点（給電用電極）と、内側の発熱抵抗体に給電するコネクタ接点との組み合わせが基板の一方の端部に配置される。そして、基板の他方の端部に上記の内側、外側の発熱抵抗体の共通電極であるコネクタ接点が配置される構成となっている。従って、基板の長手方向における両方の端部に給電用のコネクタが取り付けられることになる。

そのため、両方のコネクタが取り付けられた状態では、加熱装置の定着フィルムを着脱乃至交換する際に、接続されているコネクタに定着フィルムが干渉してしまう。従って、加熱体のどちら側の方向から定着フィルムを着脱するとしても、いずれかのコネクタを取り外した状態としなければならないため、作業性が良くない。しかも、作業工程によっては、定着フィルムの着脱のためにコネクタの挿脱回数が増えることもあり、作業性だけでなく、コネクタとコネクタ接点との導通状態の信頼性の低下にも繋がる。

また、発熱抵抗体群の配置や導体パターンの引き回しを工夫するとしても、短手方向における対称性の確保には留意する必要がある。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、基板の長手方向片側に給電用電極を集中配置して、可撓性部材の着脱を容易にすることにある。

上記目的を達成するために本発明は、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抵抗体群とを有する加熱体と、前記加熱体を内包するように配設され前記加熱体に接触しつつ移動する可撓性部材と、前記加熱体とにより前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置であって、前記発熱抵抗体群は、前記基板の短手方向における所定の基準位置を基準として略対称に配置された複数の発熱抵抗体からなる第１の発熱抵抗体と、前記基板の短手方向において前記第１の発熱抵抗体よりも前記基準位置から遠い側に配置され前記基準位置を基準として略対称に配置された少なくとも１つの発熱抵抗体からなる第２の発熱抵抗体とからなり、前記第１、第２の発熱抵抗体は、それぞれ２つの電気的端部を有し、前記第１の発熱抵抗体の前記２つの電気的端部にそれぞれ接続された給電用電極と、前記第２の発熱抵抗体の前記２つの電気的端部にそれぞれ接続された給電用電極とが、いずれも、前記基板の長手方向における一端部の側に配置され、それぞれ前記基板の長手方向における他端部の側に位置する前記第１の発熱抵抗体の端部と前記第２の発熱抵抗体の端部とは、電気的に非導通とされていることを特徴とする。

本発明によれば、基板の長手方向片側に給電用電極を集中配置して、可撓性部材の着脱を容易にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る加熱装置が適用される画像形成装置の構成を示す図である。加熱定着装置の概略構成を示す模式的な断面図である。加熱体の模式的な図、Ａ−Ａ線に沿う断面図である。基板のＡ−Ａ線に沿う断面における温度分布を示す図である。加熱定着装置を定着フィルムの内側から加圧ローラの方向に向かって見た模式図である。加熱体とその周囲の電気的な接続を示す模式的な配線図である。プリント動作要求時における通電制御の処理のフローチャートである。発熱抵抗体群の変形例を示す模式図である。発熱抵抗体群の変形例、接点配置の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る加熱装置が適用される画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置としては、電子写真装置、静電記録装置等が適用可能であるが、本実施の形態では、一例としてデジタル複合機であるとする。このデジタル複合機は、加熱装置として、オンデマンドのフィルム加熱方式の加熱定着装置１４１を備える。

操作部１０１からユーザが操作することによって、原稿読み取り装置１０２は原稿画像に基づいた画像情報を読み取り、画像形成装置１３０のコントロール部に信号を伝達する。記録材である転写紙束１０３〜１０６をそれぞれ収容した給紙ユニット１０７〜１１０には、それぞれカセット１１５〜１１８が内蔵される。各カセット１１５〜１１８には、収容されている転写紙束の用紙サイズを検知する用紙サイズセンサ１２０が設けられている。各カセット１１５〜１１８からピックアップローラ１１１〜１１４及びそれらに圧接する不図示の分離パットで転写紙が一枚ずつ分離給送され、搬送ローラ、レジストローラ等からなる搬送手段１１９で搬送される。

画像形成装置１３０は、原稿読み取り装置１０２より得た画像信号によってポリゴンミラースキャナモータ、及びレーザ、レンズ群等からなる光学ユニット１３１を動作させる。そして、画像情報に基づいたレーザ光を、ドラム形状の電子写真感光体である各色に対応した感光ドラム１３２、１３３、１３４、１３５に照射してこれら感光ドラム１３２〜１３５に潜像を形成する。その後、この潜像を現像剤（以下「トナー」という）で現像してトナー像を形成する。

上記トナー像の形成と同期して、給紙ユニット１０７〜１１０の１つ、例えば給紙ユニット１０７から転写紙が給送される。そして、各色に対応したプロセスカートリッジ１３６、１３７、１３８、１３９内にカートリッジ化された感光ドラム１３２、１３３、１３４、１３５に形成したトナー像を、転写ベルト１４０に高圧電圧を印加することによって転写する。そしてそれを、転写ベルト１４０から給送された転写紙に再転写する。再転写により画像が形成された被加熱材としての記録紙２０１（図２参照）が、加熱定着装置１４１へと搬送される。加熱定着装置１４１は、記録紙２０１に熱と圧力をかけることでトナーを定着させ、記録紙２０１を排紙トレイ１４５へ給送する。

図２は、加熱定着装置１４１の概略構成を示す模式的な断面図である。図２において、矢印Ａ方向が記録紙２０１の搬送方向である。従って、図２は、図１の手前側、すなわち記録紙２０１の平面方向で且つ搬送方向に垂直な方向から見た図である。

加熱定着装置１４１は、加熱体１４２と、それを内包する耐熱性の可撓性部材である定着フィルム１４３と、定着フィルム１４３に対向するよう配置された加圧部材である加圧ローラ１４４とを備える（図１も参照）。さらに、剛体ステー２０２、サーミスタ２０５、２０６等を備える。剛体ステー２０２は、記録紙２０１の搬送路を横断する方向（図２の手前及び奥方向）を長手方向とし、耐熱性・断熱性を有した横長の部材である。剛体ステー２０２は、加熱体１４２の固定と、定着フィルム１４３の内面摺動時のガイドの役割を果たす。

加熱体１４２は、記録紙２０１の搬送路を横断する方向（図２の手前及び奥方向）を長手方向とする横長の部材である。剛体ステー２０２の記録紙２０１に対向する側の面には、記録紙２０１の搬送路を横断する方向（図２の手前及び奥方向）に沿って形成した溝部が設けられる。この溝部に加熱体１４２が嵌入されて耐熱性接着剤で固定支持される。

定着フィルム１４３は、円筒状の耐熱性フィルム材であり、加熱体１４２を取り付けた剛体ステー２０２にルーズに外嵌させてある。定着フィルム１４３は、例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性・離型性・強度・耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の円筒状単層フィルムである。あるいはポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の円筒状フィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムであってもよい。

加圧ローラ１４４は、芯金２０３の外周にシリコンゴム等の耐熱性弾性層２０４をローラ状に同心一体に設けた弾性ローラである。この加圧ローラ１４４と剛体ステー２０２側の加熱体１４２とにより定着フィルム１４３を挟むことで、加圧ローラ１４４の弾性に抗して圧接される範囲である定着ニップ部Ｎが形成される。

加圧ローラ１４４は矢印Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ１４４の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ１４４と定着フィルム１４３の外面との摩擦力によって、定着フィルム１４３に直接的に回転力が作用する。記録紙２０１が矢印Ａ方向に移動して定着ニップ部Ｎに導入されたときは、記録紙２０１を介して定着フィルム１４３に回転力が間接的に作用する。この作用により、定着フィルム１４３が加熱体１４２の内面に接触しつつ移動、すなわち圧接摺動しつつ矢印Ｃの方向に回転駆動される。

剛体ステー２０２は、フィルム内面ガイド部材としても機能して、剛体ステー２０２の周りにおける定着フィルム１４３の回転を容易にする。定着フィルム１４３の内面と加熱体１４２の加圧ローラ１４４に対向する側の面との摺動抵抗を低減するために、両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させてもよい。

加圧ローラ１４４の回転による定着フィルム１４３の回転が定常化し、加熱体１４２上で長手方向に複数位置に配置されたサーミスタ２０５、２０６によって温度を監視し、加熱体１４２の温度が所定通りに立ち上がった状態になるのを待つ。この状態で、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１４３と加圧ローラ１４４との間に画像定着すべき記録紙２０１が導入されると、定着ニップ部Ｎで定着フィルム１４３と一緒に記録紙２０１を挟持搬送しつつ記録紙２０１を加熱する。

これにより、加熱体１４２の熱が定着フィルム１４３を介して記録紙２０１の未定着画像に効率よく伝達付与され、記録紙２０１上の未定着画像が記録紙２０１に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録紙２０１は定着フィルム１４３の面から分離されて矢印Ａ方向に搬送される。

図３（ａ）は、加熱体１４２の模式的な図であり、加熱体１４２を加圧ローラ１４４から見た図である。図３（ａ）において、加熱体１４２の長手方向のうち、一端部の側であるＥ側が図２の紙面奥側、他端部の側であるＦ側が図２の紙面手前側とするが、これの逆であってもよい。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。基板３０１の短手方向が、加熱定着時における記録紙２０１の搬送方向となる。

加熱体１４２は、加熱定着装置１４１に導入されている状態の記録紙２０１の紙面に平行な板状の基板３０１を有する。基板３０１は、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材により成形される。基板３０１は、主な面である第１面３０１ａ及び第２面３０１ｂを有する（図３（ｂ）参照）。第１面３０１ａに、複数（４本）の発熱抵抗体３０２〜３０５及び複数の（３個の）接点３０６〜３０８が印刷・焼成されている。発熱抵抗体３０２〜３０５は銀パラジウム等でなり、電力供給を受けて発熱する。接点３０６〜３０８は、コネクタ５０１の接点に対する電気的な接点となる給電用電極である。

発熱抵抗体３０２〜３０５の全てを総称して「発熱抵抗体群」と呼称し、発熱抵抗体３０３、３０４の対（第１の発熱抵抗体）を「内側発熱抵抗体Ｒｉｎ」と呼称する。また、発熱抵抗体３０２、３０５の対（第２の発熱抵抗体）を「外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔ」と呼称する。基板３０１の短手方向における所定の基準位置をＣ０とする。本実施の形態では、基準位置Ｃ０は、基板３０１の短手方向における中央位置と一致するが、発熱抵抗体群自身の対称中心となるよう予め定めればよく、基板３０１の中央位置と必ずしも一致しなくてもよい。

内側発熱抵抗体Ｒｉｎにおいて、発熱抵抗体３０３、３０４は、基板３０１の短手方向において基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置される。外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔにおいて、発熱抵抗体３０２、３０５は、基板３０１の短手方向において、内側発熱抵抗体Ｒｉｎよりも基準位置Ｃ０から遠い側（外側）に、基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置される。内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔはいずれも、基板３０１の第１面３０１ａを正面から見て、基準位置Ｃ０を挟んでそれぞれ線対称であると表現することもできる。なお「略対称」には完全なる対称も含まれる。

発熱抵抗体３０３、３０４は同じ抵抗値、抵抗分布を有し、発熱抵抗体３０２、３０５は同じ抵抗値、抵抗分布を有する。発熱抵抗体３０３、３０４は、長手方向における中間部が両端部よりも幅広となっており、発熱抵抗体３０２、３０５は、長手方向における中間部が両端部よりも幅狭となっている（図３（ａ）参照）。

これにより、発熱抵抗体３０３、３０４は、中間部よりも両端部における発熱量が大きく、一方、発熱抵抗体３０２、３０５は、中間部の方が両端部よりも発熱量が大きい。ただし、上記の対称配置により、内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔはそれぞれ、基準位置Ｃ０を基準とした略対称の位置における発熱量が同じである。また、発熱抵抗体３０３、３０４と発熱抵抗体３０２、３０５とは、抵抗分布及び抵抗値が異なっている。

発熱抵抗体３０３、３０４の長手方向における物理的（位置的な）な両端部のうちＦ側の端部同士は、導体パターン３１０により接続され電気的に導通状態とされている。一方、発熱抵抗体３０３、３０４のＥ側の端部からはそれぞれ、導体パターン３１３、３１４が引き出されている。従って、発熱抵抗体３０３、３０４は電気的には直列接続されているので、２つの電気的端部を認識することができ、導体パターン３１３、３１４の先端部が電気的端部Ｅｂ、Ｅｃとなる。

また、発熱抵抗体３０２、３０５の長手方向における物理的な両端部のうちＦ側の端部同士は、導体パターン３０９により接続され電気的に導通状態とされている。一方、発熱抵抗体３０２、３０５のＥ側の端部からはそれぞれ、導体パターン３１２、３１５が引き出されている。従って、発熱抵抗体３０２、３０５は電気的には直列接続されているので、２つの電気的端部を認識することができ、導体パターン３１２、３１５の先端部が電気的端部Ｅａ、Ｅｄとなる。

接点３０６、３０７、３０８はいずれも、基板３０１の長手方向の端部のうちＥ側に集中配置されている。導体パターン３１２の電気的端部Ｅａが接点３０６に接続され、導体パターン３１３の電気的端部Ｅｂｃが接点３０７に接続されている。導体パターン３１４の電気的端部Ｅｃと導体パターン３１５の電気的端部Ｅｄとはいずれも、接点３０８に接続されている。すなわち、接点３０６は、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの給電用の電極であり、接点３０７は、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの給電用の電極である。そして接点３０８は、接点３０８は電気回路上、同電位となるため、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの給電用と外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの給電用の共通電極となっている。

コネクタ５０１は、図３（ａ）の矢印Ｇ方向とその逆方向に挿脱される。接点３０６、３０７、３０８の各々から見れば、基板３０１の平面方向において同じ所定の側でコネクタ５０１が挿脱される。すなわち、各々から見て基板３０１の短手方向に平行でコネクタ５０１が挿脱される側の領域は、領域３０１ｃに含まれる。そして、４本の導体パターン３１２〜３１５は、領域３０１ｃを通っていない。すなわち、内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔとそれらに対応する給電用電極の各々との間の導通経路が領域３０１ｃを避けて確保されている。

仮に領域３０１ｃに導体パターンがあるとすると、コネクタ５０１を抜き差しする際に、それら導体パターンを擦りながら移動することとなり、導体パターンに損傷（ダメージ）を与えるおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、基板３０１の領域３０１ｃに導体パターンがなく縁部まで開放されているので、導体パターンの断線等が防止され信頼性が高まる。また、断線防止のためにコネクタ挿入時にＯＨＰシートを挟む等の工程が不要となり、作業性向上にも寄与する。

図４は、基板３０１のＡ−Ａ線に沿う断面における温度分布を示す図である。

図４に示すように、全発熱抵抗体（発熱抵抗体群の全て）が通電されたときには、基板３０１の短手方向間で温度差が小さい。しかしそれだけでなく、発熱抵抗体３０２〜３０５が対称に配置されることで、内側発熱抵抗体Ｒｉｎ（発熱抵抗体３０３、３０４）だけが通電されたときでも、基板３０１の短手方向間での温度差はそれほど大きくならない。あるいは外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔ（発熱抵抗体３０２、３０５）だけが通電されたときにおいても、基板３０１の短手方向間での温度差はそれほど大きくならない。

これにより、仮に内側発熱抵抗体Ｒｉｎまたは外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔのいずれかの回路のみが暴走し通電された場合であっても、温度差が小さくて済むので、生じる熱応力が小さくなり、加熱体１４２が変形や破壊するまでの時間が長くなる。従って、安全素子等を用いる安全回路の構成を簡素化することができる。

図５は、加熱定着装置１４１を定着フィルム１４３の内側から加圧ローラ１４４の方向に向かって見た模式図である。

上記で説明したように、従来の構成に比較し、給電のための全ての接点３０６、３０７、３０８が基板３０１の長手方向の片側の端部（Ｅ側の端部）に集中配置されている。従って、コネクタ５０１はＥ側の端部に設けられることとなるが、Ｆ側の端部にはコネクタが必要とされない。

ここで、定着フィルム１４３は、剛体ステー２０２に対してＦ側の端部から装着され、剛体ステー２０２を覆うように配設される。交換等のために外すときには、Ｆ側の端部から取り外す。Ｆ側の端部にコネクタがないことから、定着フィルム１４３の着脱作業においてコネクタと干渉することがなく、作業が非常に簡単となる。よって、定着フィルム１４３の装着性や交換性が向上する。

図６は、加熱体１４２とその周囲の電気的な接続を示す模式的な配線図である。

上述したように、発熱抵抗体３０２、３０５（外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔ）はそれぞれ加熱体１４２の長手方向において中央部がより多く発熱する。また、発熱抵抗体３０３、３０４（内側発熱抵抗体Ｒｉｎ）は加熱体１４２の長手方向において両端部がより多く発熱する構成となっている。

加熱体１４２の長手方向における中央部にサーミスタ２０５が配置され、長手方向における端部にサーミスタ２０６が配置される。ＣＰＵ６０１は、サーミスタ２０５、２０６から検出信号を得て、加熱体１４２の長手方向における中央部と端部の各温度を監視する。

ＣＰＵ６０１は、監視した温度を基に、発熱抵抗体３０２、３０５と商用電源６０２の通電を制御する遮断素子６０３の電気回路と、発熱抵抗体３０３、３０４と商用電源６０２の通電を制御する遮断素子６０４の電気回路との通電比率を制御する。なお、過昇保護素子（不図示）を、商用電源６０２と接点３０８との間に設けている。

図７は、プリント動作要求時における通電制御の処理のフローチャートである。

プリント動作の制御を行うＣＰＵ６０１にプリント動作要求が入力されると、ＣＰＵ６０１は、これから通紙される記録紙２０１のサイズを、用紙サイズセンサ１２０（図１参照）の出力から判断する（ステップＳ７０１）。

例えば、加熱体１４２の長手方向における記録紙２０１の幅が２７０ｍｍ以上となるサイズを大サイズ、２７０ｍｍを下回るようなサイズを小サイズとする。そして、ＣＰＵ６０１は、記録紙２０１のサイズに応じて遮断素子６０３、６０４を制御して温度制御を開始する。まず、小サイズである場合は、ＣＰＵ６０１はステップＳ７０２に処理を進める。ここでは遮断素子６０３を制御することによって、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔを通電比率１００％で通電すると共に、遮断素子６０４を制御することによって内側発熱抵抗体Ｒｉｎを通電比率５０％で通電するよう制御する。これにより、記録紙２０１の非通紙部（加熱体１４２の端部相当）の温度が上がり過ぎないような温度制御となる。

一方、大サイズである場合は、加熱体１４２のほぼ全面を記録紙２０１が通過することになる。この場合は、ＣＰＵ６０１は、遮断素子６０３、６０４を制御することによって、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔ、内側発熱抵抗体Ｒｉｎを共に一律の通電比率７５％で通電するよう制御する（ステップＳ７０３）。これにより、加熱体１４２の面内の温度ムラがなくなるような温度制御となる。

次に、ＣＰＵ６０１は、記録紙２０１を通紙して加熱定着するよう制御する（ステップＳ７０４）。そしてＣＰＵ６０１は、記録紙２０１が通過するごとにサーミスタ２０５、２０６の出力を監視し、両者の出力を比較することで加熱体１４２の長手方向における中央部と端部との温度差を比較する（ステップＳ７０５）。

その比較の結果、ＣＰＵ６０１は、中央部の温度と端部との温度差が所定以内でありほぼ同じと判断すれば、処理をステップＳ７０８に進める。この場合は、通電比率は変更されずそのままとなる。

しかし、端部に比べ中央部が高くなっていれば、ＣＰＵ６０１は、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの通電比率を少し（例えば５％程度）上げるよう制御する（ステップＳ７０６）。これにより、端部の温度が中央部に対して相対的に上がる。一方、中央部に比べ端部が高くなっていれば、ＣＰＵ６０１は、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの通電比率を少し（例えば５％程度）下げるよう制御する（ステップＳ７０７）。これにより、端部の温度が中央部に対して相対的に下がる。

ＣＰＵ６０１は、この処理ルーチンをプリント動作が続く限り行い（ステップＳ７０８）、プリント動作要求が終了すれば、発熱抵抗体群への通電を全てオフにし、温度制御を終了する（ステップＳ７０９）。そして、本プリント動作が終了する。こうした制御を行うことで、加熱体１４２の通常の温度制御時に中央部と端部との温度差を少なくしている。

本実施の形態によれば、内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔはそれぞれ、基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置されている。そして、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの電気的端部Ｅｂ、Ｅｃに接点３０７、３０８が接続され、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの電気的端部Ｅａ、Ｅｄに接点３０６、３０８が接続される。そしてこれら接点３０６〜３０８の全てが基板３０１の長手方向における一端部の側（Ｅ側）に集中配置される。これにより、定着フィルム１４３の着脱（装着や交換）を容易にすることができる。

また、接点３０８は、内側発熱抵抗体Ｒｉｎと外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔとの共通の給電用電極となっているので、構成が簡単となり、コスト削減に寄与する。

また、内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの各給電用電極の各々との間の導通経路が、コネクタ挿脱にコネクタ５０１が移動する領域３０１ｃを避けて配設されている。これにより、コネクタ５０１の抜き差しにより導通経路にダメージを与えるおそれがない。

ところで、第１の発熱抵抗体としての内側発熱抵抗体Ｒｉｎ、第２の発熱抵抗体としての外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔは、それぞれ一対、すなわち各２本の発熱抵抗体で構成した。しかしこれに限られず、それぞれ、基板３０１の短手方向において基準位置Ｃ０を基準として略対称であれば数は問わない。ただし、第１の発熱抵抗体の２つの電気的端部にそれぞれ設けられた給電用電極と、第２の発熱抵抗体の２つの電気的端部にそれぞれ設けられた給電用電極とが、いずれも、基板３０１の長手方向における一端部の側に配置される必要がある。さらに、基板３０１の長手方向における他端部の側においては、第１の発熱抵抗体の端部と第２の発熱抵抗体の端部とが電気的に非導通とされる必要がある。これらの条件を満たす変形例を、図８、図９で示す。

図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）〜（ｄ）は、発熱抵抗体群の変形例を示す模式図である。図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｃ）は、基板３０１の第１面３０１ａの正面視に相当し、図における方向（Ｅ側、Ｆ側）は図３（ａ）と同じである。これらの変形例においては、各発熱抵抗体の幅は長手方向において一様に描いているが、図３（ａ）に示す例と同様に長手方向において変化させてもよい。

まず、図８（ａ）に示すように、内側発熱抵抗体Ｒｉｎは、２本ではなく４本としてもよい。この場合、発熱抵抗体３０３Ａと発熱抵抗体３０３Ｂとは、長手方向におけるＦ側（同図右側）の端部が導体パターン３１０Ａにより電気的に導通状態とされる。発熱抵抗体３０４Ａと発熱抵抗体３０４Ｂとは、Ｆ側の端部が導体パターン３１０Ｂにより電気的に導通状態とされる。また、発熱抵抗体３０３Ｂと発熱抵抗体３０４Ｂとは、Ｅ側の端部が導体パターン３１０Ｃにより電気的に導通状態とされる。

従って、４本の発熱抵抗体３０３Ａ、３０３Ｂ、３０４Ｂ、３０４Ａは電気的には直列接続されており、その２つの電気的端部Ｅｂ、Ｅｃに接点３０７、３０８が接続されている。この内側発熱抵抗体Ｒｉｎは基準位置Ｃ０を基準として略対称である。外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの構成や、接点３０６、３０７、３０８の配置位置については図３（ａ）の例と同じである。従って、図８（ａ）の構成によっても、図３（ａ）の構成と同様の効果を奏することができる。

また、図８（ｂ）に示すように、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔを発熱抵抗体３０２Ａ、３０２Ｂ、３０５Ａ、３０５Ｂの４本で構成し、基準位置Ｃ０を基準として略対称に配置してもよい。これら発熱抵抗体３０２Ａ、３０２Ｂ、３０５Ｂ、３０５Ａは、導体パターン３０９Ａ、３０９Ｃ、３０９Ｂによって直列に接続される。ただし、導体パターン３０９Ｃについては、Ｅ側の端部において、スルーホール３２０を介して基板３０１の第２面３０１ｂを通して導通をとっている。

図９（ｂ）、（ｄ）は、図９（ａ）、（ｃ）に示す発熱抵抗体群の基板３０１の短手方向に沿う模式的断面図である。

まず、図９（ａ）、（ｂ）に示す変形例では、内側発熱抵抗体Ｒｉｎについては、基準位置Ｃ０を基準として略対称に、基板３０１の第１面３０１ａに設けた１本の発熱抵抗体のみで構成する。そして、導体パターン３２１によって、２つの電気的端部Ｅｂ、ＥｃがＥ側（図の左側）の端部に位置するようにしている。

すなわち、Ｆ側の端部とＥ側の端部までの間において、２つのスルーホール３２０を介して基板３０１の第２面３０１ｂを通して導通をとり、導体パターン３２１を基準位置Ｃ０に沿ってＥ側まで延ばしている。導体パターン３２１の先端部が電気的端部Ｅｃとなり、接点３０８に接続される。外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの構成や、接点３０６、３０７、３０８の配置位置については図３（ａ）の例と同じである。

図９（ｂ）、（ｃ）に示す変形例では、内側発熱抵抗体Ｒｉｎについては、基準位置Ｃ０を基準として略対称に、基板３０１の第１面３０１ａと第２面３０１ｂとに設けた２本の発熱抵抗体３０３、３０４で構成する。この例では発熱抵抗体３０３、３０４は基板３０１を挟んで対称でもある。発熱抵抗体３０３、３０４とのＦ側の端部での導通はスルーホール３２０を介してとる。第２面３０１ｂの発熱抵抗体３０４から接点３０８までの導通は、Ｅ側においてスルーホール３２０を介してとる。外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの構成や、接点３０６、３０７、３０８の配置位置については図３（ａ）の例と同じである。

このように、基板３０１の両面を用いて発熱抵抗体群を配置してもよく、上記した対称性や給電用電極の配置の条件を満たす上で設計の自由度が高くなる。

また、図９（ｅ）に接点配置の変形例を示すように、外側発熱抵抗体Ｒｏｕｔの電気的端部Ｅａ、Ｅｄ、内側発熱抵抗体Ｒｉｎの電気的端部Ｅｂ、Ｅｃにそれぞれ独立して接続される４つの給電用電極を設けてもよい。すなわち、定着フィルム１４３の着脱を容易にするという観点からは、接点３０８を共通電極とすることは必須でなく、図９（ｅ）に示すように接点３０８Ａ、３０８Ｂの２つに分けてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

１４１加熱定着装置
１４２加熱体
１４３定着フィルム
３０１基板
３０３〜３０５発熱抵抗体
３０６〜３０８接点
Ｒｉｎ内側発熱抵抗体
Ｒｏｕｔ外側発熱抵抗体
Ｃ０基準位置
Ｅａ〜Ｅｄ電気的端部

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抵抗体群とを有する加熱体と、前記加熱体を内包するように配設され前記加熱体に接触しつつ移動する可撓性部材と、前記加熱体とにより前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置であって、
前記発熱抵抗体群は、前記基板の短手方向における所定の基準位置を基準として略対称に配置された複数の発熱抵抗体からなる第１の発熱抵抗体と、前記基板の短手方向において前記第１の発熱抵抗体よりも前記基準位置から遠い側に配置され前記基準位置を基準として略対称に配置された少なくとも１つの発熱抵抗体からなる第２の発熱抵抗体とからなり、
前記第１、第２の発熱抵抗体は、それぞれ２つの電気的端部を有し、
前記第１の発熱抵抗体の前記２つの電気的端部にそれぞれ接続された給電用電極と、前記第２の発熱抵抗体の前記２つの電気的端部にそれぞれ接続された給電用電極とが、いずれも、前記基板の長手方向における一端部の側に配置され、
それぞれ前記基板の長手方向における他端部の側に位置する前記第１の発熱抵抗体の端部と前記第２の発熱抵抗体の端部とは、電気的に非導通とされていることを特徴とする加熱装置。
前記第１の発熱抵抗体に接続された給電用電極のうち一方の給電用電極と前記第２の発熱抵抗体に接続された給電用電極のうち一方の給電用電極とは共通電極となっていることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
前記第１、第２の発熱抵抗体はそれぞれ、前記基準位置を基準として略対称に２本の発熱抵抗体が対となって配置されてなり、前記第１の発熱抵抗体の対は、前記基板の長手方向における前記他端部の側に位置する端部同士が電気的に導通状態とされ、前記第２の発熱抵抗体の対は、前記基板の長手方向における前記他端部の側に位置する端部同士が電気的に導通状態とされていることを特徴とする請求項１または２記載の加熱装置。
前記第１、第２の発熱抵抗体はそれぞれ、前記基準位置を基準とした略対称の位置における発熱量が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置。
前記第１、第２の発熱抵抗体とそれらに接続される給電用電極の各々との間の導通経路が、前記基板の平面方向において前記給電用電極の各々から見て同じ所定の側の領域を避けて確保されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱装置。