JP2021131415A - 像加熱装置、画像形成装置及びヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部における温度をより正確に検知し、より最適な温度制御を可能にすることができる技術を提供する。【解決手段】複数の発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７を有するヒータ３００と、ヒータ３００により加熱される加熱回転体２０２と、加熱回転体２０２との間に記録材を搬送するニップ部を形成する加圧回転体２０８と、ヒータ３００の温度を検知するための複数の温度検知素子Ｔと、を備え、記録材に形成された画像をヒータ３００の長手方向に並ぶ複数の発熱体の熱を利用して加熱する像加熱装置２００において、複数の温度検知素子Ｔは、第一の温度検知素子Ｔａ−１〜Ｔａ−７と、第一の温度検知素子Ｔａ−１〜Ｔａ−７よりも長手方向と直交する記録材搬送方向の上流側に配置される第二の温度検知素子Ｔｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真記録方式の画像形成装置に搭載する定着器、あるいは記録材上の定着済みトナー画像を再度加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置およびその像加熱装置に装備される加熱ヒータに関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される像加熱装置として、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータで定着部材を構成し、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラとを有する装置がある。この像加熱装置を搭載する画像形成装置において記録材として小サイズ紙を連続プリントすると、ニップ部長手方向において紙が通過しない領域の温度が徐々に上昇するという現象（非通紙部昇温）が発生する。

この非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして、ヒータ上の発熱抵抗体をヒータ長手方向において複数の発熱ブロックに分割し、記録材のサイズに応じてヒータの発熱ブロックを切換える装置が提案されている（特許文献１）。このようなヒータを以下、長手分割ヒータと称する。

また、長手分割ヒータの各発熱ブロックに複数のサーミスタ（温度検知素子）を配置する例が提案されている（特許文献２）。各発熱ブロックに複数のサーミスタを配置させることにより、１つのサーミスタが断線等により温度検知不能になった場合でも、他方のサーミスタにより異常発熱等の故障を検知し給電を停止することができる。また、発熱ブロックの分割位置に適合しないサイズの記録材が通紙された場合に発生する非通紙部昇温を検知することができるメリットがある。

特開２０１７−５４０７１号公報 特開２０１８−１９４６８２号公報

ところで、加熱回転体としての定着フィルムと加圧回転体としての加圧ローラとの圧接により形成されるニップ部は、記録材搬送方向の温度分布や加圧力による面圧の分布が均一でない。したがって、加熱定着器の温度制御を最適に行う為には、温度検知素子としてのサーミスタを適切な位置に配置し、画像不良や、異常発熱を防止することが重要である。特許文献２に開示された配置方法では、各発熱ブロックの温度制御を行うための温調サーミスタはニップ上流に配置されている。このような配置では、より高温になるニップ下流側の温度検知ができず、適切な温度制御ができない場合がある。その結果、定着不良やホットオフセットのような画像不良が発生する可能性がある。

本発明の目的は、ニップ部における温度をより正確に検知し、より最適な温度制御を可能にすることができる技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の像加熱装置は、
複数の発熱体を有するヒータと、
前記ヒータにより加熱される加熱回転体と、
前記加熱回転体との間に記録材を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と、
前記ヒータの温度を検知するための複数の温度検知素子と、
を備え、前記記録材に形成された画像を前記ヒータの長手方向に並ぶ前記複数の発熱体の熱を利用して加熱する像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、第一の温度検知素子と、前記第一の温度検知素子よりも前記長手方向と直交する記録材搬送方向の上流側に配置される第二の温度検知素子と、を含むことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が本発明の像加熱装置であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明のヒータは、
基板と、
前記基板上に前記基板の長手方向に並ぶように設けられた複数の発熱体と、
前記基板において前記発熱体が設けられる面とは反対側の面に設けられる複数の温度検知素子と、
を有し、像加熱装置において加熱回転体と加圧回転体との間に形成したニップ部で搬送する記録材に形成された画像の加熱に用いられるヒータにおいて、
前記複数の温度検知素子は、第一の温度検知素子と、前記基板上において前記第一の温度検知素子よりも前記長手方向と直交する記録材搬送方向の上流側に配置される第二の温度検知素子と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ニップ部における温度をより正確に検知し、より最適な温度制御が可能となる。

実施例１の画像形成装置の断面図 実施例１の像加熱装置の断面図 実施例１のヒータ構成図 実施例１の効果を説明する図 実施例１の比較例 実施例１の効果を説明する図 実施例１の応用例 実施例１の応用例 実施例１の応用例 実施例２のヒータ構成図 実施例２の応用例 実施例１のヒータの制御回路図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
（１）画像形成装置例
図１は、実施例１に係る電子写真記録技術を用いた画像形成装置１００の断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、複写機などが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光体（感光ドラム）１９を走査する。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器（現像ローラ）１７からトナーが供給され、感光体１９上に画像情報に応じたトナー画像（トナー像）が形成される。

一方、給紙カセット１１に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録材Ｐは、感光体１９上のトナー画像が感光体１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは定着部（像加熱部）としての定着装置２００においてヒータの熱を利用して加熱されてトナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、ローラ２６、２７によって画像形成装置１００上部のトレイに排出される。

なお、クリーナ１８は感光体１９に残存するトナーを清掃する。画像形成装置１００は、装置本体に定着装置２００等を駆動するモータ３０を有する。定着装置２００は、商用の交流電源４０１に接続された制御手段としての制御回路４００から電力供給されている。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。また、本実施例では、帯電ローラ１６、現像器１７を含む現像ユニット、感光体１９、ドラムクリーナ１８を含むクリーニングユニットが、プロセスカートリッジ１５として画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、スキャナユニット２１には、光源２２、ポリゴンミラー２３、反射ミラー２４が設けられている。

また、上記の画像形成装置は、単色のモノクロトナーを使用したモノクロレーザプリンタを代表例に説明を行っているが、これに限られるものではなく、２色以上のカラートナーを中間転写ベルトを介して記録材上に転写し画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタに適用することも可能である。

（２）定着装置（定着部）例
図２は、本実施例の像加熱装置としての定着装置２００の概略断面図である。定着装置２００は、加熱回転体（加熱部材）としての筒状のフィルム２０２と、熱源としてフィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、フィルム２０２の外面に接触する加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ２０８と、金属ステー２０４と、を有する。加圧ローラ２０８は、定着フィルム２０２を介してヒータ３００に圧接され、定着フィルム２０２との間に定着ニップ部Ｎを形成する。

フィルム２０２のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。また、フィルム２０２には耐熱ゴム等の弾性層を設けてもよい。さらにその上からフッ素樹脂等の離型層を設けてもよい。

加圧ローラ２０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層２１０を有する。さらにその上からフッ素樹脂製のチューブやコートより形
成される離型層を設けてもよい。

ヒータ３００は、液晶ポリマーのような耐熱樹脂の保持部材２０１に保持されている。保持部材２０１は、フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。

加圧ローラ２０８は、モータ３０から駆動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、フィルム２０２が従動して回転する。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。

ヒータ３００は、後述するセラミック製の基板３０５と、基板３０５の一方の面上に設けられ電力を供給することによって発熱する発熱抵抗体（発熱体）３０２ａ、３０２ｂを有する。基板３０５の一方の面とは反対側の他方の面である定着ニップ部Ｎ側の面（第１の面）には、ヒータの温度を検知する第一の温度検知素子としてのサーミスタＴａと、第二の温度検知素子としてのサーミスタＴｂが設けられている。また、フィルム２０２の摺動性を確保するため、ガラス製の表面保護層３０８が設けられている。

定着ニップ部Ｎ側の面とは反対側の面（第２の面）には、発熱抵抗体を絶縁するため、ガラス製の表面保護層３０７が設けられている。第２の面には電極Ｅ４が露出しており、給電用の電気接点Ｃ４が電極に接触することにより発熱抵抗体が電気的に制御回路４００と接続される。なお、ヒータ３００の詳細な説明は後述する。

金属製のステー２０４は、保持部材２０１に不図示のバネの圧力を加えるためのものであるとともに、保持部材２０１、及びヒータ３００を補強する役目もある。

（３）ヒータの構成
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例１のヒータ３００の構成図を示している。本実施例の画像形成装置は記録材の長手方向（搬送方向に対して直交する方向）の中央を搬送基準位置Ｘに合わせて搬送する中央基準の装置である。図３（ａ）は、ヒータ３００の長手中央位置における断面図であり、図３（ｂ）の基準位置Ｘの断面に相当する。図３（ｂ）は、ヒータ３００の裏面層の平面図を示しており、図３（ｃ）は、ヒータ３００の摺動面層の平面図を示している。

図３（ａ）に示すように、ヒータ３００は、基板３０５と、基板３０５上に設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１と、摺動面層１を覆う摺動面層２と、から構成される。ヒータ３００は、その長手方向が記録材Ｐの搬送方向と直交するように配置される。ヒータ３００の裏面層１には、基板３０５上に、第１の導電体３０１ａ、３０１ｂと、第２の導電体３０３と、それらを介して供給される電力により発熱する発熱体３０２ａ、３０２ｂと、が設けられている。第１の導電体３０１ａ、３０１ｂは、ヒータ３００（基板３０５）の長手方向に沿って設けられている。導電体３０１ｂは、導電体３０１ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。導電体３０３は、ヒータ３００の長手方向と直交する方向（記録材搬送方向）において導電体３０１ａと導電体３０１ｂの間に、ヒータ３００の長手方向に沿って複数に分割されて（長手方向に複数並ぶように）設けられている。発熱体３０２ａは、記録材Ｐの搬送方向下流側に配置されており、発熱体３０２ｂは、搬送方向上流側に配置されている。発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂは、それぞれ複数設けられ、それぞれヒータ３００（基板３０５）の長手方向に沿って並ぶように配置されている（発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７と発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）。また、給電用に電極Ｅ４が設けられている。さらに、裏面層２には、絶縁性の保護ガラス３０８が電極Ｅ４以外を覆っている。

図３（ｂ）に示すように、ヒータ３００の裏面層１において、記録材Ｐの搬送方向と直行する方向（長手方向）に、独立して発熱する発熱ブロックＨＢが複数設けられている。本実施例のヒータ３００は、合計７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を有する。すなわち、導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとから構成される発熱部位は、ヒータ３００（基板３０５）の長手方向に対し７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に分割されている。発熱体３０２ａは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つの領域に分割されている。また、発熱体３０２ｂは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。さらに、導電体３０３は、発熱体３０２ａ、３０２ｂの分割位置に合わせて、導電体３０３−１〜３０３−７の７つの領域に分割されている。裏面層１は、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体３０３−１〜３０３−７の領域内に設けられており、導電体３０３−１〜３０３−７を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７それぞれに電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ３００の長手方向端部の導電体３０１に接続するよう設けられており、導電体３０１を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。前述の表面保護ガラス３０８は、電極Ｅ１〜Ｅ７、および各発熱ブロックに対する共通電極である電極Ｅ８−１、Ｅ８−２を露出させるように形成されており、ヒータ３００の裏面側から図示しない電気接点が接続可能な構成となっている。そして、各発熱ブロックに対してそれぞれ独立に給電可能である。このように７つの発熱ブロックに分けることで、ＡＲＥＡ１〜ＡＲＥＡ４のように４つの通紙領域を形成することができる。本実施例ではＡＲＥＡ１をＡ６幅（１０５ｍｍ）用、ＡＲＥＡ２をＢ５幅（１８２ｍｍ）用、ＡＲＥＡ３をＡ４幅（２１０ｍｍ）用、ＡＲＥＡ４をＬｅｔｅｒ幅（２１６ｍｍ）用と分類した。なお、長手分割ヒータの発熱ブロックの分割数と分割位置はこれらに限られたものではなく、画像形成装置の仕様に合わせて任意に変更できることは言うまでもない。

ヒータ３００の摺動面層１（基板３０５において発熱体が設けられた面とは反対側の面上）には、ヒータ３００の発熱ブロックごとの温度を検知するための温度検知素子としてサーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７、及びサーミスタＴｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６が設置されている。サーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７は、主に各発熱ブロックの温調制御に使われるため、各発熱ブロックの中央（基板長手方向における中央）に配置される。以下、温度制御用サーミスタ全体を表す場合はサーミスタＴａと呼ぶ。サーミスタＴｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６は、発熱領域より幅が狭い記録紙を通紙した際の、非通紙領域（端部）の温度を検知するための端部サーミスタである。そのため、発熱領域が狭い両端の発熱ブロックを除き、搬送基準位置Ｘに対して、各発熱ブロックの外側寄りに配置される。サーミスタＴｂ−４に関しては発熱ブロックＨＢ４の両端部にサーミスタＴｂ−４１、サーミスタＴｂ−４２として配置させてある。以下、端部サーミスタ全体を表す場合はＴｂと呼ぶ。

また、図３（ａ）、図３（ｃ）に示すように、温度制御用に用いるサーミスタＴａは、記録材Ｐの搬送方向において、下流側の位置に配置され、端部サーミスタＴｂは、上流側の位置に配置されている。より詳しくは、サーミスタＴａは、裏面層１に設けた下流側の発熱体３０２ａの対向位置（基板３０５の面に垂直な方向に見たときに重なる位置）に、また、端部サーミスタＴｂは、上流側の発熱体３０２ｂの対向位置に配置されている。ニップ上下流におけるサーミスタの配置に関する効果については後述する。

サーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７の一端は、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴａ−１〜ＥＴａ−７にそれぞれ接続されると共に、他方は導電体ＥＧ９に共通接続される。また、サーミスタＴｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６の一端は、導電体ＥＴｂ−２、ＥＴｂ−３、ＥＴｂ−４１、ＥＴｂ−４２、ＥＴｂ−５、ＥＴｂ−６にそれぞれ接続されると共に、他方は導電体ＥＧ１０に共通接続される。
ヒータ３００の摺動面層２には、摺動性のあるガラスのコーティングによる表面保護層３０８を有する。表面保護層３０８は、摺動面層１の各導電体に電気接点を設けるため、ヒータ３００の両端部を除いて設けてある。

次に、ヒータ３００の各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の独立制御について説明する。ヒータ３００の電力制御は、７つの発熱ブロックに対して図３（ｂ）の電極Ｅ１〜Ｅ７に接触する電気接点Ｃ１〜Ｃ７を経由して独立に接続したトライアック（図１２）への通電／遮断により行われる。独立した７つのトライアックは、それぞれ画像形成装置の制御部４００内のＣＰＵからのヒータ駆動信号に従って動作し（図１２）、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を独立に制御することができる。

サーミスタの温度検知回路については、前述の導電体ＥＧ９と導電体ＥＧ１０はグランド電位に接続される。そして、全てのサーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７、Ｔｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６は、それぞれプルアップ抵抗と分圧される（図１２）。分圧された電圧は、Ｔｈａ−１〜Ｔｈａ−７信号、Ｔｈｂ−２、Ｔｈｂ−３、Ｔｈｂ−４１、Ｔｈｂ−４２、Ｔｈｂ−５、Ｔｈｂ−６信号として、ＣＰＵで検出され、予めＣＰＵの内部メモリ内に設定された情報によって電圧から温度に換算することで温度検出している。

（４）ヒータ制御回路の構成
図１２は、本実施例におけるヒータ３００の制御回路４００の回路図である。画像形成装置１００には、商用の交流電源４０１が接続されている。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１１〜トライアック４１７の通電／遮断により行われる。トライアック４１１〜４１７は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ７信号に従って動作する。トライアック４１１〜４１７の駆動回路は省略して示してある。
ヒータ３００の制御回路４００は、７つのトライアック４１１〜４１７によって、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を独立制御可能な回路構成となっている。
ゼロクロス検知部４２１は、交流電源４０１のゼロクロスを検知する回路であり、ＣＰＵ４２０にＺＥＲＯＸ信号を出力している。ＺＥＲＯＸ信号は、トライアック４１１〜４１７の位相制御や波数制御のタイミングの検出等に用いている。

ヒータ３００の温度検知方法について説明する。ヒータ３００の温度検知は、サーミスタＴ（Ｔａ−１〜Ｔａ−７、Ｔｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６）によって行われる。サ−ミスタＴａ−１〜Ｔａ−７と抵抗４５１〜４５７との分圧がＴｈａ−１〜Ｔｈａ−７信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈａ−１〜Ｔｈａ−７信号を温度に変換している。同様に、サ−ミスタＴｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６と抵抗４６２、４６３、４６４１、４６４２、４６５、４６６との分圧が、Ｔｈｂ−２、Ｔｈｂ−３、Ｔｈｂ−４１、Ｔｈｂ−４２、Ｔｈｂ−５、Ｔｈｂ−６信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈｂ−２、Ｔｈｂ−３、Ｔｈｂ−４１、Ｔｈｂ−４２、Ｔｈｂ−５、Ｔｈｂ−６信号を温度に変換している。

ＣＰＵは、各発熱ブロックの設定温度（制御目標温度）と、各サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給電力を算出する。更に、算出した供給電力を対応する位相角（位相制御）や波数（波数制御）等の制御タイミングに換算する。この制御タイミングをヒータ駆動信号として発信し、トライアックへの通電/遮断を制御している。定
着処理中、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の各々は、各発熱ブロックに配置させた温度検知用サーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７の検知温度が設定温度（制御目標温度）を維持するように制御される。

リレー４３０、リレー４４０は、電源ＯＦＦ時やスリープ時、故障等によりヒータ３００が過昇温したときの、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。

リレー４３０、及びリレー４４０の回路動作を説明する。ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４３３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに通電され、リレー４３０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４３０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。同様に、ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４４３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに通電され、リレー４４０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４４０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。なお、抵抗４３４、抵抗４４４は電流制限抵抗である。

次に、リレー４３０、及びリレー４４０を用いた、安全回路の動作について説明する。サーミスタＴａ−１〜Ｔａ−７による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部４３２を動作させ、ラッチ部４３２はＲＬＯＦＦ１信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ１信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４３０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。尚、ラッチ部４３２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ１信号をオープン状態の出力にしている。
同様に、サーミスタＴｂ−２、Ｔｂ−３、Ｔｂ−４１、Ｔｂ−４２、Ｔｂ−５、Ｔｂ−６による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させ、ラッチ部４４２はＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ２信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４４０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。同様に、ラッチ部４４２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ２信号をオープン状態の出力にしている。

（５）本実施例の効果
前述したように、本実施例では、記録材Ｐの搬送方向において、下流側の発熱体の対向位置に温度制御用サーミスタＴａが、上流側の発熱体の対向位置に端部サーミスタＴｂが配置されている。図４に、ヒータ３００の搬送方向の断面に対し、定着装置が記録材を加熱している際のヒータ面の温度分布を示した。ヒータ３００の断面図には上流側に配置された端部サーミスタＴｂの位置も点線で示している。図より明らかなように、定着装置が回転動作中は、ヒータ面の温度は下流側のほうが上流側より温度が高くなる。これは、回転動作中に定着ニップ部に導入される記録材Ｐの温度が低く、上流側の方が記録材Ｐへの熱量の移動が大きいために生じる。ニップ部を通過するフィルムと記録材Ｐの温度は上流側から下流側に移動するにつれて温度上昇する。

ここで、各発熱ブロックの温度制御用サーミスタＴａが、上流側に配置される場合（サーミスタＴｂを含む全てのサーミスタが上流側に配置される場合）と、下流側に配置される場合（本実施例の配置構成の場合）を考える。

例えば、定着装置が停止している状態からヒータに電力を供給し、急にヒータを立ち上げて目標温度に制御する際に、ヒータが目標温度を超えないように電力制御を行う。つまり、ヒータが目標温度よりオーバーシュートしないように制御することが望ましい。温度制御用サーミスタＴａをより温度が高い下流側に設けておけば、オーバーシュートを抑制しながら制御することが容易であるが、より温度の低い上流側に配置させると下流側の温
度を検知できない。上流側と下流側の温度差が常に一定であれば予測等により制御できるが、定着ニップ部に導入される記録材の厚みや温度はユーザの使用形態や環境温度によって異なるため、上流側の温度のみで下流側の温度を予測することは困難である。下流側のヒータ温度が予想以上にオーバーシュートし、ヒータの使用限界温度を超えてしまう恐れや、未定着トナーに過剰な熱エネルギーを供給してしまい、ホットオフセット等の画像不良が発生する可能性がある。以上より、温度の高くなる下流側に温度制御用サーミスタＴａを配置させることが望ましい。

一方で、図５に示すように下流側に温度制御用サーミスタＴａも端部サーミスタＴｂもすべて配置させるような配置も考えられる。同じグランド電位の導電体ＥＧ９の回路上に配置させることになる。この場合、導電体ＥＧ９に断線等の故障が生じた場合に、発熱体が異常昇温するような不具合を検知することができない。したがって、温度制御用サーミスタＴａと端部サーミスタＴｂはグランド電位に接続する導電体を分けて配置させたほうがよい。以上より、端部サーミスタＴｂの配置は下流位置以外の場所に配置させることになる。

本実施例では、端部サーミスタＴｂを加熱ニップの搬送方向にみて上流側に配置させたが、この配置がより望ましいことを次に説明する。図６（ａ）は、ヒータ３００の搬送方向の断面に対して、ニップ内の面圧の分布を模式的に示した図である。ニップ内の面圧は、加圧ローラ２０８の弾性層２１０のつぶれ量が多い中央付近にピークを持っており、搬送方向上下流に向かうほど面圧が低くなる。

図６（ｂ）に、サーミスタ部の構成の拡大図を示す。サーミスタは、基板３０５上にサーミスタ材料をスクリーン印刷等の方法により塗工して形成する他に、サーミスタ素子を基板上に接着等の方法で密着させることで形成している。また、サーミスタは、前述のようにサーミスタ保護用のガラス３０８で覆われている。サーミスタが配置されている部分は、配置されていない部分よりも厚みが厚くなることが多く、図６（ｂ）に示すように微小な凸部が形成されている。サーミスタの大きさや保護ガラス３０８にもよるが、数μｍ〜十数μｍの凸部が形成されている。このような凸部がニップ内の面圧の高い箇所に存在すると、加熱定着後の画像上にタテ筋やグロスムラを与える場合がある。図６（ａ）に示すようにニップ部の面圧はニップ中央付近にピークを持つ。したがって、面圧の高い部分にサーミスタの凸部があると、よりタテ筋やグロスムラが目立ちやすいが、ニップ上下流の面圧が低くなる部分に配置されると、圧力の影響が減少する為、画像不良が抑制される。このような理由により、サーミスタは面圧が低くなる上下流位置に配置されることが望ましい。もっとも、サーミスタの構成により凸部が問題とならない場合や、凸部が形成されないようなヒータ構成の場合は、図７のように端部サーミスタＴｂを中央付近に配置させても問題はない。

（実施例１のその他の応用例）
上記の説明では、記録材Ｐの搬送方向において、下流側の発熱体の対向位置に温度制御用サーミスタＴａが、上流側の発熱体の対向位置に端部サーミスタＴｂが配置されているが、例えば図８（ａ）に示すように、上下流のサーミスタの配置の両方あるいはいずれか一方を、発熱体の対向位置に対してさらに基板外側に配置させたり、図８（ｂ）に示すように基板中央寄りに配置させたりすることも可能である。基板外側に配置させることにより、図６で説明したように、サーミスタ部の摺動面に凸部が形成される場合は、より面圧の低い位置に配置できるので、凸部によるグロスムラや画像不良を抑制しやすい。

また、基板内側に配置させることにより、図４で説明したようなヒータ温度のピーク位置からずらすことができる。図４では温度ピークがなだらかであるが、発熱体３０２の幅や抵抗特性によっては温度ピークが急峻となるケースもある。ピークが急峻であると、サ
ーミスタの位置バラツキ等に対して検知温度の差が大きくなるため、基板内側にずらして安定化を図ることも可能である。

また、本実施例では、上下流に２本の発熱体を有するヒータについて、説明を行った。例えば、図９に示すように、中央に１本の発熱体を有するような分割ヒータであっても、温度制御用のサーミスタの配置を中央より下流側に、端部サーミスタの配置を温度制御サーミスタより上流側に配置させることにより、同様の効果を得ることができる。

（実施例２）
実施例１では、温度制御用サーミスタＴａを搬送方向下流側に配置させ、長手方向に一列上に配置させる構成としている。また、端サーミスタＴｂも搬送方向上流側に配置させ、長手方向に一列上に配置させる構成としている。これは、図４に示す搬送方向の温度分布が長手方向の各発熱ブロックにおいて略均一であるため、一列上に配置させることで各発熱ブロックの温度制御を独立に行っても、長手に均一な発熱分布を得られやすいためである。しかしながら、像加熱装置の構成によっては、長手歩方向における温度制御用サーミスタＴａの配置や、端部サーミスタＴｂの配置を必ずしも一列上に配列する必要はない。例えば、図１０（ａ）に示すように、ヒータの長手方向に対して発熱ブロックが中央に向かうに連れて各サーミスタの配置位置を、記録材搬送方向のより基板中央側に寄せた位置となるように配置させてもよい（以下、Ｖ字状配置と呼ぶ）。

これは、例えば図１０（ｂ）に示すように長手方向における定着ニップ幅が、長手中央部が細く、長手端部は中央部よりも顕著に太くなるような構成の場合に適用できる。記録材の搬送をより安定させる目的で、長手端部の方が中央に比べて記録材の搬送力がアップし、紙シワ等の不具合が抑制できる。温度制御用のサーミスタＴａや端部サーミスタＴｂは、定着ニップ内に配置し、定着ニップ内の温度を正確に検知する必要がある。

上記のようなニップ形状を有する像加熱装置の場合、確実に定着ニップ内に各サーミスタを配置させるためには、図１０（ａ）に示すようにサーミスタをニップ形状に合わせて配置することが望ましい。また、記録材搬送方向の上下流の温度分布や温度ピークが長手方向で異なる場合もあるので、各発熱ブロックの温度分布に応じて最適な位置に配置させることが望ましい。図１０（ａ）では、下流側の温度制御用サーミスタＴａも、上流側の端部サーミスタＴｂもＶ字状に配置させたが、ニップ形状によっては上下流いずれか一方のサーミスタをＶ字状に配列にし、他方のサーミスタは一列上に配置させるような構成であってもよい。

また、図１１に示すように、温度制御サーミスタＴａ、あるいは端部サーミスタＴｂを図１０のようなＶ字状の配列ではなく、長手最端部のサーミスタのみ、搬送方向の配置位置を変更するような配置であってもよい。また、下流側の温度制御サーミスタＴａおよび上流側の端部サーミスタＴｂの配置は図１０や図１１に限られるものではない。加熱定着装置のニップ幅の長手形状や、ヒータ周囲の部材により長手の熱分布が異なるような場合でも、自在に個別のサーミスタ配置を調整することができる。

２００…定着装置、３００…ヒータ、Ｅ０〜Ｅ７…電極、Ｔａ…温度制御用サーミスタ、Ｔｂ…端部サーミスタ、ＨＢ１〜ＨＢ７…発熱ブロック

Claims (15)

1. 複数の発熱体を有するヒータと、
   前記ヒータにより加熱される加熱回転体と、
   前記加熱回転体との間に記録材を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記ヒータの温度を検知するための複数の温度検知素子と、
   を備え、前記記録材に形成された画像を前記ヒータの長手方向に並ぶ前記複数の発熱体の熱を利用して加熱する像加熱装置において、
   前記複数の温度検知素子は、第一の温度検知素子と、前記第一の温度検知素子よりも前記長手方向と直交する記録材搬送方向の上流側に配置される第二の温度検知素子と、を含むことを特徴とする像加熱装置。
2. 前記第一の温度検知素子は、前記ヒータにおける前記記録材搬送方向の中央より下流側に配置され、
   前記第二の温度検知素子は、前記ヒータにおける前記記録材搬送方向の中央より上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記第一の温度検知素子及び前記第二の温度検知素子の少なくともいずれか一方は、前記長手方向に複数並ぶように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
4. 前記ヒータは、前記複数の発熱体が一方の面に設けられる基板を有し、
   前記複数の温度検知素子は、前記基板における一方の面とは反対側の他方の面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
5. 前記温度検知素子は、前記基板の面に垂直な方向に見たときに、前記発熱体と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
6. 前記第一の温度検知素子に接続するグランド電位は、前記基板上に設けられた第一の導電体に接続されており、
   前記第二の温度検知素子に接続するグランド電位は、前記基板上に前記第一の導電体とは独立に設けられた第二の導電体に接続されていることを特徴とする請求項４または５に記載の像加熱装置。
7. 加熱回転体は、内面に前記ヒータが接触し、外面に前記加圧回転体が接触する筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 前記温度検知素子は、サーミスタであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
9. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
   記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
   を有する画像形成装置において、
   前記定着部が請求項１〜８のいずれか１項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。
10. 基板と、
    前記基板上に前記基板の長手方向に並ぶように設けられた複数の発熱体と、
    前記基板において前記発熱体が設けられる面とは反対側の面に設けられる複数の温度検知素子と、
    を有し、像加熱装置において加熱回転体と加圧回転体との間に形成したニップ部で搬送する記録材に形成された画像の加熱に用いられるヒータにおいて、
    前記複数の温度検知素子は、第一の温度検知素子と、前記基板上において前記第一の温度検知素子よりも前記長手方向と直交する記録材搬送方向の上流側に配置される第二の温度検知素子と、を含むことを特徴とするヒータ。
11. 前記第一の温度検知素子は、前記基板における前記記録材搬送方向の中央より下流側に配置され、
    前記第二の温度検知素子は、前記基板における前記記録材搬送方向の中央より上流側に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のヒータ。
12. 前記第一の温度検知素子及び前記第二の温度検知素子の少なくともいずれか一方は、前記長手方向に複数並ぶように設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のヒータ。
13. 前記温度検知素子は、前記基板の面に垂直な方向に見たときに、前記発熱体と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のヒータ。
14. 前記第一の温度検知素子に接続するグランド電位は、前記基板上に設けられた第一の導電体に接続されており、
    前記第二の温度検知素子に接続するグランド電位は、前記基板上に前記第一の導電体とは独立に設けられた第二の導電体に接続されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のヒータ。
15. 前記温度検知素子は、サーミスタであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のヒータ。

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