JP7009081B2 - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ等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トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。また、この像加熱装置を備える画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置に具備される像加熱装置として、エンドレスベルト（エンドレスフィルムとも言う）と、エンドレスベルトの内面に接触する平板状のヒータと、エンドレスベルトを介してヒータと共にニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。ヒータは、サーミスタ等によってヒータの温度を検出し、画像形成装置に搭載されるＣＰＵによって温度が一定に制御される。しかしながら、サーミスタの故障やＣＰＵの故障によって、温度制御が行われずにヒータが加熱され続ける場合がある。異常な温度にヒータが加熱されると、ヒータに熱ストレスが発生し、セラミック板で構成されるヒータに割れや欠け、ひび等の異常状態を発生させることがある。このような異常状態が生じたことを検出する方法として、特許文献１には、ヒータの割れを検出するためのパターンを基板上に形成したヒータ及び保護回路が提案されている。

特開平６－２０２５１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたパターン構成では、ヒータ基板に設けられた発熱体（発熱抵抗体）も破損するようなヒータの割れは検知できるが、割れには至らないようなパターンにかからない欠けやひび等については検知が難しい場合があった。

本発明の目的は、より精度の高いヒータの異常検知が可能となる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
板状の基板と、前記基板に設けられた発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
前記発熱体の通電を制御する通電制御部と、
前記発熱体への電力供給を遮断する遮断動作を実行可能な電力遮断部と、
を備える像加熱装置において、
前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面には、前記発熱体よりも前記基板の長手方向に対して直交する短手方向における前記基板の一方の端部に近い位置に第１導電体が設けられており、
前記発熱体よりも前記短手方向における前記基板の他方の端部に近い位置には第２導電体が設けられており、
前記長手方向において、前記第１導電体の両端部と前記第２導電体の両端部は前記発熱体の両端部よりも外側に位置しており、
前記第１の導電体と前記第２の導電体の少なくとも一方が破断すると、前記電力遮断部に前記遮断動作を実行させる破損検知部を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のヒータは、
板状の基板と、
前記基板に設けられた発熱体と、
を有し、記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面には、前記発熱体よりも前記基板の長手方向に対して直交する短手方向における前記基板の一方の端部に近い位置に第１導電体が設けられており、
前記発熱体よりも前記短手方向における前記基板の他方の端部に近い位置には第２導電体が設けられており、
前記長手方向において、前記第１導電体の両端部と前記第２導電体の両端部は前記発熱体の両端部よりも外側に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、より精度の高いヒータの異常検知が可能となる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の断面図 実施例１の定着装置の断面図 実施例１のヒータ構成図 実施例１における制御回路図 実施例１における制御フローチャート 実施例２におけるヒータ構成図 実施例２における制御回路図 実施例３におけるヒータ構成図 実施例３における制御回路図 実施例４におけるヒータ構成図 実施例４における制御回路図 実施例５における制御回路図

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］
図１は、本発明の実施例の画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成するレーザプリンタである。

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ドラム（電子写真感光体）１９表面を走査する。これにより像担持体としての感光ドラム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ローラ１７から所定の極性に帯電したトナーが供給されることで、感光ドラム１９上の静電潜像は、トナー画像（現像剤像）として現像される。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、搬送ローラ対１３によってレジストローラ対１４に向けて搬送される。さらに、記録材Ｐは、感光ドラム１９上のトナー画像が感光ドラム１９と転写部材としての転写ローラ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、レジストローラ対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ドラム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（像加熱装置）２００で加熱され、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、搬送ローラ対２６、２７によって画像形成装置１００上部の排紙トレイ３１に排出される。

なお、感光体１９は、クリーナ１８によって表面の残トナー等が除去、清掃される。給紙トレイ（手差しトレイ）２８は、記録紙Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録紙規制板を有しており、定型サイズ以外のサイズの記録紙Ｐにも対応するために設けられている。ピックアップローラ２９は、給紙トレイ２８から記録紙Ｐを給紙するためのローラである。モータ３０は、定着装置２００等を駆動する。商用の交流電源４０１に接続された通電制御部としての制御回路４００から、定着装置２００へ電力供給している。

上述した、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像ローラ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、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、現像ローラ１７を含む現像ユニット、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。

図２は、本実施例の定着装置２００の断面図である。定着装置２００は、定着フィルム（以下、フィルム）２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、フィルム２０２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０８と、金属ステー２０４と、を有する。

フィルム２０２は、エンドレスベルトやエンドレスフィルムとも称される筒状に形成された耐熱フィルムであり、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の表面には耐熱ゴム等の弾性層を設けてもよい。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。ヒータ３００は、耐熱樹脂製の保持部材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。２０４は、保持部材２０１に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーである。加圧ローラ２０８は、モータ３０から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紙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上に設けられた発熱体（発熱抵抗体）３０２ａ、３０２ｂによって加熱される。基板３０５の発熱体３０２ａ、３０２ｂが設けられた面とは反対の面側であって、画像形成装置１００の通紙領域（記録材通過領域）には、温度検出手段（温度検知素子）の一例としてのサーミスタＴＨ１、ＴＨ２が当接している。同様に、安全保護素子２１２（図４）も当接している。安全保護素子２１２は、サーモスイッチや温度ヒューズ等がその一例であり、ヒータ３００の異常発熱の際に作動してヒータ３００に供給する電力を遮断する。

図３を用いて、本実施例に係るヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の断面図、図３（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図である。図３（Ｂ）には、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘ０を示してある。本実施例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐはその搬送方向に直交する方向における中心線が搬送基準位置Ｘ０を沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘ０におけるヒータ３００の断面図となっている。

図３（Ａ）に示すように、ヒータ３００は、基板３０５上の第１の面である摺動面層１の面にヒータ３００（基板３０５）の長手方向に沿って延びる２本の発熱体３０２ａ、３０２ｂが、短手方向（長手方向と直交する方向）に間隔を空けて配置されている。ヒータ３００（基板３０５）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。発熱体３０２ａは、記録紙Ｐの搬送方向の上流側に配置され、導電体３０１ｂは、下流側に配置されている。そして、その発熱体３０２ａ、３０２ｂの上から保護ガラス３０８が覆っている。また、基板３０５の第２の面であり、摺動面層とは反対側の面である裏面層１の面上には導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２が設けられている。この導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２は、ヒータ３００の割れやひび、欠けが発生したことを検知する破損検知部を担う導電体である。そして、後述する破損検知回路に接続され、断線したことを電気的に検知する。

図３（Ｂ）に示すように、摺動面層１にある発熱体３０２ａ、３０２ｂは、長手方向に
沿って並行に配置され、発熱領域Ｘ１－Ｘ２を構成している。そして、発熱体３０２ａ、３０２ｂは、導電体３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを介して電極Ｅ１、Ｅ２に接続される。ヒータ３００への給電は、この電極Ｅ１、Ｅ２を介して行われる。摺動面層２にある保護ガラス３０８は、摺動面層１のうち電極Ｅ１、Ｅ２を除いた領域を覆っている。点線枠で示したＴＨ１、ＴＨ２は、図２で示したサーミスタの当接する位置を示しており、サーミスタＴＨ１はヒータ３００の中央付近に、サーミスタＴＨ２は発熱領域Ｘ１－Ｘ２の端部に置かれている。

ここで、破損検知部である導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２の特徴と効果について説明する。一点鎖線ｓ１のように、ヒータ３００は、異常発熱が起きた際には、熱によるストレスによって応力で割れる場合や、定着装置２００への外的衝撃によって割れることが考えられる。また、同様の要因で、一点鎖線ｓ２、ｓ３のように、ひびや欠けのような異常状態になることも考えられる。ヒータ３００が破損すると、電位差の生じる破損部で放電を起こして局所的に異常発熱したり、温度上昇不良でプリント動作を止めるが、ユーザは原因を特定できない状態になる。そこで、ヒータ３００の破損を検知し、ヒータ３００への給電を停止することや、ユーザへ異常を報知することが求められる。ｓ１の割れに対しては、導電体ＥＫ３－１があり、断線したことを検知すれば、破損を検知することができる。しかし、ｓ２、ｓ３のひびや欠けに対しては、導電体ＥＫ３－１しか存在しない場合、導電体ＥＫ３－１に届かない割れが発生することも考えられるので、ＥＫ３－１だけでは上記異常状態を検出することができない。そのため、破損検知を行う導電体は、ＥＫ３－１、ＥＫ３－２の両方が存在する。さらに、割れやひび、欠けが、ヒータ３００の外周端を起点として入るとするため、基板上における発熱体３０２ａ、３０２ｂよりヒータ３００の外周側に配置されて、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２が先に断線する構成となっている。より具体的には、図３（Ａ）に示すように、導電体ＥＫ３－１は、発熱体３０２ａ、３０２ｂよりも基板３０５の上流側端部に近い位置に配置され、導電体ＥＫ３－２は、発熱体３０２ａ、３０２ｂよりも基板３０５の下流側端部に近い位置に配置されている。また、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２の基板内側の端部が、発熱体３０２ａ、３０２ｂの基板外側の端部と同じ位置かそれよりも外側に位置するように配置される。すなわち、基板３０５の面に垂直な方向に投影して見たときに、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２と発熱体３０２ａ、３０２ｂとが互いに重ならないように、構成されている。これにより、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２が発熱体３０２ａ、３０２ｂより先に破断する。また、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２は、発熱領域Ｘ１－Ｘ２より長手方向に長く構成されており、長手方向における導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２の両端部はそれぞれ、発熱体３０２ａ、３０２ｂの両端部よりも外側に位置しいている。これにより、長手方向のどこから割れが発生しても破損検知が働く構成になっている。

図４は、実施例１のヒータ３００の制御回路４００を示す回路図である。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。電源電圧Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２は、交流電源４０１に接続された図示しないＡＣ／ＤＣコンバータによって生成されたＤＣ電源である。交流電源４０１は、リレー４３０、４４０を介してヒータ３００の電極Ｅ１、Ｅ２に接続される。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１１の通電／遮断により行われる。

トライアック４１１の駆動回路構成について説明する。抵抗４１８、４１９はトライアック４１１を駆動するためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ４１５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。そして、フォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードに通電することによりトライアック４１６をオンさせる。抵抗４１７は、電源電圧Ｖｃｃからフォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗である。そして、トランジスタ４１３は、ベース抵抗４１２を介してＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１信号に従って動作し、フォトトライアックカプラ
４１５をオン／オフする。なお、ＦＵＳＥＲ１信号のオンのタイミングは、ゼロクロス検知部４２１で生成された交流電源４０１のゼロ電位に同期したタイミング信号ＺＥＲＯＸに基づいてＣＰＵ４２０によって生成される。

ヒータ３００の温度検知方法について説明する。図２で説明したように、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２はヒータ３００に当接している。サーミスタＴＨ１は、抵抗４５０と分圧されて、Ｔｈ１信号としてＣＰＵ４２０で検知されている。サーミスタＴＨ２も同様に、抵抗４５１と分圧されてＴｈ２信号としてＣＰＵ４２０で検知されている。
ＣＰＵ４２０の内部処理では、設定温度と、サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。さらに供給する電力に対応した位相角（位相制御）、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４１１を制御している。リレー４３０、リレー４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。

リレー４３０の回路動作を説明する。ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にすると、駆動素子としてのトランジスタ４３３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２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信号をＬｏｗ状態にすると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃ２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。リレー４４０についても動作は同様である。なお、抵抗４３４、４４４は、トランジスタ４３３、４４３のベース電流を制限する抵抗である。

リレー４３０、リレー４４０を用いた安全回路（電力遮断部）の動作（発熱体への電力供給を遮断する遮断動作）について説明する。サーミスタＴｈ１による検知温度が、設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部（ラッチ回路）４３２を動作させ、ラッチ部４３２はＲＬＯＦＦ１信号をＬｏｗ状態にしてラッチする。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。同様に、サーミスタＴｈ２についても、設定された所定値を超えた場合には、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させ、ＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態にしてラッチする。

破損検知回路４６０、４６１について説明する。破損検知信号であるＳＡＦＥ１、ＳＡＦＥ２は、ヒータが割れていない時は、ＧＮＤレベルの電位に固定される。一方、導電体ＥＫ３－１または導電体ＥＫ３－２のいずれかの接続が断線した場合には、電源電圧Ｖｃｃ１を介して、抵抗４６２、４６３でプルアップされるため、破損検知信号であるＳＡＦＥ１、ＳＡＦＥ２はＨｉｇｈ状態となる。破損検知信号ＳＡＦＥ１、ＳＡＦＥ２のいずれかがＨｉｇｈ状態になると、ラッチ部４３２、ラッチ部４４２を動作させる。また、破損検知信号ＳＡＦＥ１、ＳＡＦＥ２は、ＣＰＵ４２０に接続され、図示しないオペレーションパネルなどのユーザＩ／Ｆを介して、ユーザにヒータ３００の異常を報知することできる。

図５は、実施例１におけるフローチャートである。Ｓ５００でプリント要求を受けると、以下の工程に進む。Ｓ５０１では、ＳＡＦＥ１信号とＳＡＦＥ２信号の論理を確認し、ヒータ３００に異常が無いか確認する。Ｌｏｗ状態であれば、ヒータ３００は正常と判断し、次工程に進む。Ｓ５０２では、ＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ出力して、リレー４３０、４４０をＯＮする。Ｓ５０３では、ＣＰＵ４２０は予め図示しないＣＰＵ４２０に内蔵されるメモリに格納された目標温度Ｔａを読み出す。Ｓ５０４では、非通紙部の昇温の限界温度（端部昇温温度）Ｔｂを、内部メモリから読み出す。Ｓ５０５では、温調サーミスタＴｈ１信号の電圧レベルと目標温度Ｔａとの温度差から投入する電力を決定し、ヒータ３０
０を目標温度Ｔａに温調する。Ｓ５０６では、ヒータに通電時にもＳＡＦＥ１信号とＳＡＦＥ２信号をモニタし、ヒータ３００の異常を監視する。また、Ｓ５０７では端部昇温温度に達していないかＴｈ２信号と比較し、超えていたら、Ｓ５０８で通紙枚数の頻度（スループット）を下げて、ヒータ３００の端部の温度を下げる制御に移行する。以上をＳ５０９でプリントジョブが終了するまで繰り返し、終了していればＲＬＯＮをＬｏｗレベルに出力し、リレー４３０、４４０をＯＦＦする。また、Ｓ５１２のように、ＳＡＦＥ１信号と、ＳＡＦＥ２信号によって、ヒータ３００の異常が検知された場合は、ユーザに対してオペレーションパネル等の図示しないユーザＩ／Ｆを介して、異常を報知する。

以上のように、本実施例によれば、ヒータ３００の割れだけでなく、ひび、欠けが発生した場合にも、ヒータの破損を検知し、ヒータ３００への給電を遮断する動作が実行可能となる。また、導電体ＥＫ３－１、ＥＫ３－２が発熱体３０２よりも先に断線するので、より早くヒータ３００への給電を停止できる。さらに、ユーザへ異常を報知できるので、ユーザビリティを向上することができる。

［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。実施例２は、実施例１とは、画像形成装置１００に搭載された破損検知を為す導電体パターンの構成が異なっている。実施例２の構成のうち、実施例１と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例２において、ここで特に説明しない事項は、実施例１と同様である。

図６を用いて、本実施例に係るヒータ６００の構成を説明する。図６（Ａ）はヒータ６００の断面図（図６（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図６（Ｂ）はヒータ６００の各層の平面図である。ヒータ６００の割れ検知手段である導電体ＥＫ６－１は、ヒータの長手方向で折り返すパターンを有している。そして、導電体３０１ａ、３０１ｃより外側（Ｘ３、Ｘ４より外側）にあって、ヒータ６００の短手方向に沿ってパターンが存在する。すなわち、ヒータ６００を基板３０５の面に垂直な方向に投影して見たときに、導電体ＥＫ６－１は、発熱体３０２ａ、３０２ｂと導電体３０１ａ、３０１ｃとを囲むように形成されている。こうすることで、一点鎖線ｓ４のようにヒータの割れやひび、欠けが、ヒータ６００の長手方向と平行に入っても、破損を検知することができる。

図７は、実施例２のヒータ６００の制御回路６０１を示す回路図である。破損検知回路６０４について説明する。回路動作は実施例１と同じく、ヒータの正常時はＧＮＤレベルの電位を出力することに対して、ヒータの割れが発生すると、プルアップ抵抗６０２、６０３によりＳＡＦＥ信号は、Ｈｉｇｈ状態を出力する。ＳＡＦＥ信号は、ラッチ部４３２とラッチ部４４２の両方に接続され、信号レベルがＨｉｇｈ状態となると、リレー４３０、４４０の継電を断つ動作をする。なおプルアップ抵抗６０２、６０３が２個直列に存在するのは、一つの抵抗がショート故障した時にも回路が動作するようにするためである。

以上のように、ヒータ６００のように導電体ＥＫ６－１を短手方向にレイアウトしたので、ヒータ６００の長手方向と平行の割れやひびが入った時にも破損検知が働く。つまり、実施例１に加えてさらにヒータの破断方向の制約を受けずにヒータの破断を検知することができる。

［実施例３］
本発明の実施例３について説明する。実施例３は、実施例１、２におけるサーミスタＴＨ１、ＴＨ２をチップサーミスタとし、それを実装できるヒータ８００に置き換えた構成となっている。実施例３の構成のうち、実施例１、２と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例３において、ここで特に説明しない事項は、実施例１、２と同様である。

図８を用いて、本実施例に係るヒータ８００の構成を説明する。図８（Ａ）はヒータ８００の断面図（図８（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図８（Ｂ）はヒータ８００の各層の平面図である。導電体ＥＴ８－１と導電体ＥＧ８－１の間には、チップサーミスタＴＨ１が実装される。同様に、導電体ＥＴ８－２と導電体ＥＧ８－２の間には、チップサーミスタＴＨ２が実装される。そして、導電体ＥＧ８－１と導電体ＥＧ８－２は、実施例１と同様にヒータ割れ検知部４６０、４６１に接続されてヒータ割れを検知する。
また、破損検知を担う導電体ＥＧ８－１、ＥＧ８－２は、発熱体３０２ａ、３０２ｂよりも短手方向において外側に配置され、かつ長手方向においてより長く形成されている。したがって、ヒータ８００の割れ時には、発熱体３０２ａ、３０２ｂよりも先に導電体ＥＧ８－１若しくは導電体ＥＧ８－２が断線するように構成されている。図８（Ｂ）に示すように、チップサーミスタＴＨ１は、実施例１、２と同様、発熱領域Ｘ１－Ｘ２の中央に配置され、チップサーミスタＴＨ２は、端部に配置されている。

図９は、実施例３のヒータ８００の制御回路８０１を示す回路図である。図示するように、導電体ＥＧ８－１と導電体ＥＧ８－２は、チップサーミスタＴＨ１とチップサーミスタＴＨ２のグランド電位のパターン（グランドに接続するライン）であるとともに、前述のように破損検知を担うパターンも兼ねている。また、導電体ＥＧ８－１には、破損検知回路４６０が接続され、導電体ＥＧ８－２には、破損検知回路４６１が接続される。破損検知回路４６０、４６１の回路構成は実施例１と同様で、抵抗４６２、４６３にそれぞれプルアップされ、ＳＡＦＥ１信号とＳＡＦＥ２信号を出力する。ヒータ８００が破損して、導電体ＥＧ８－１または導電体ＥＧ８－２が断線すると、リレー４３０、４４０の継電を断ち、ヒータ８００への給電を止める。また、ＣＰＵ４２０によって検知して、ユーザへ異常を報知する構成となっている。

以上のように、本実施例では、破損検知の導電体パターンを、サーミスタのグランドパターンとしても兼用することで、部材点数の増加が抑制され、ヒータの幅を広げずに省スペースで、実施例１、２と同様の破損検知が可能となる。

［実施例４］
本発明の実施例４について説明する。実施例４は、実施例１～３とは異なり、長手方向に発熱領域を分割した発熱体を有するヒータ９００を備える構成となっている。実施例４の構成のうち、実施例１～３と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例４において、ここで特に説明しない事項は、実施例１～３と同様である。

図１０を用いて、本実施例に係るヒータ９００の構成を説明する。図１０（Ａ）はヒータ９００の断面図（図１０（Ｂ）の搬送基準位置Ｘ０付近の断面図）、図１０（Ｂ）はヒータ９００の各層の平面図である。ヒータ９００の裏面層１には、基板３０５上に導電体９０１（９０１ａ、９０１ｂ）と導電体９０３が設けられている。導電体９０１は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された導電体９０１ａと、下流側に配置された導電体９０１ｂに分離されている。ヒータ９００は、導電体９０１と導電体９０３の間に発熱体９０２が設けられている。発熱体９０２は、導電体９０１と導電体９０３を介して供給される電力により発熱する。発熱体９０２は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された発熱体９０２ａと、下流側に配置された発熱体９０２ｂに分離されている。また、裏面層１には、給電用に電極Ｅ９が設けられている。裏面層２に設けられた絶縁性の保護ガラス３０８は、裏面層１のうち電極Ｅ９－１～Ｅ９－７、Ｅ３、Ｅ４を除いた領域を覆っている。

図１０（Ｂ）に示すように、ヒータ９００裏面層１には、導電体９０１と導電体９０３と発熱体９０２、電極Ｅ９の組からなる発熱ブロックがヒータ９００の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ９００は、７つの発熱ブロックを有する。この７つの発
熱ブロックとの対応関係を表すため、各発熱ブロックを構成する部材には、例えば、発熱体９０２ａ－１～９０２ａ－７のように、各符号の末尾に対応する発熱ブロックの番号を付している。発熱体９０２ｂ、導電体９０１ａ、９０１ｂ、導電体９０３、電極Ｅ９も同様である。

ヒータ９００の裏面層２の表面保護層３０８は、電極Ｅ９－１～Ｅ９－７、Ｅ３、Ｅ４を露出させるように形成されており、ヒータ９００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になり、独立に給電制御を行うことができる。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Ａ５紙用、ＡＲＥＡ２をＢ５紙用、ＡＲＥＡ３をＡ４紙用、ＡＲＥＡ４をＬｅｔｔｅｒ紙用と分類した。７つの発熱ブロックを独立に制御できるので、記録紙Ｐのサイズに合わせて、給電する発熱ブロックを選択する。なお、発熱領域の数や、発熱ブロックの数は、本実施例の数に限定されるものではない。また、各発熱ブロック内の発熱体９０２ａ－１～９０２ａ－７、９０２ｂ－１～９０２ｂ－７は、本実施例に記載するような連続的なパターンに限定されるものではなく、間隙部を設けた短冊状のパターンでも良い。

ヒータ９００の摺動面層１には、ヒータ９００の発熱ブロック毎の温度を検知するためのサーミスタＴ１－１～Ｔ１－７及び、サーミスタＴ２－２～Ｔ２－６が設置されている。サーミスタＴ１－１～Ｔ１－７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３０５の長手方向における中央）に配置される。サーミスタＴ２－２～Ｔ２－６は、発熱領域より長手方向に狭い記録紙を通紙した際の、非通紙領域の温度を検知するためのサーミスタである。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Ｘ０に対して、各発熱ブロックの外側寄りに配置される。また、サーミスタＴ１－１～Ｔ１－７の一端は、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１－１～ＥＴ１－７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。サーミスタＴ２－２～Ｔ２－６の一端は、導電体ＥＴ２－２～ＥＴ２－６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。

ここで、導電体ＥＧ９と発熱体９０２ａの位置関係について説明する。導電体ＥＧ９、ＥＧ１０は、ヒータ９００の割れやひび、欠けを検知する破損検知を担う導電体であり、後述する破損検知回路に接続される。図１０（Ａ）の位置関係のように、ＥＧ９は、ヒータ９００の短手方向の外側寄りに配置される。本実施例では、ＥＧ９は、図示する長さＬだけ、導電体ＥＧ９が発熱体９０２ａと短手方向でオーバーラップする領域がある。このような場合でも、ヒータ９００の外周から入った割れやひびに対しては、発熱体９０２ａが完全に断線を完了するＹ２線よりも、破損検知である導電体ＥＧ９の断線が完了するＹ１線を外側にしたので、破損検知が先に働く構成になっている。ところで、Ｙ１線まで到達しないひびや欠けが発生することも考えられる。その場合には、導電体ＥＧ９は断線が完了しないので、破損を検知しない。しかし、ヒータ９００のように記録紙Ｐの搬送方向と同方向に電流が流れるヒータにおいては、そのような欠けが発生しても、電流が集中して異常に発熱することはないので、このように導電体ＥＧ９と発熱体９０２ａがオーバーラップする構成でも問題ない。本実施例では、このようなヒータにおいても、Ｙ１線以上の割れやひび、欠けに対しては発熱体９０２ａより先に破損を検知できるようにした。なお、下流側の導電体ＥＧ１０と発熱体９０２ｂの関係についても同様であるので説明を省略する。このように、破損検知である導電体が、発熱体の断線よりも先に働く構成であればよい。また、基板３０５の面に垂直な方向に投影して見たときに、導電体ＥＧ９、ＥＧ１０が、発熱体９０２ａ、９０２ｂと一部重なるように配置することで、ヒータ幅の拡大が抑制され、省スペース化に寄与することができる。

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９０９を有する。表面保護層９０９は、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１－１～ＥＴ１－７、ＥＴ２－２～ＥＴ２－７及び、サーミスタに共通接続される導電体ＥＧ９、ＥＧ１０に電気接点を設けるため、ヒータ９００の両端部を除いて設けられている。

図１１は、実施例４のヒータ９００の制御回路９０１を示す回路図である。トライアック９４１～９４７は、ヒータ９００の各発熱ブロックを独立に駆動するために設けられた素子であり、ＣＰＵ４２０のＦＵＳＥＲ１～ＦＵＳＥＲ７の駆動信号によりＯＮ／ＯＦＦされる。トライアックを駆動する回路部は、実施例１と同様なので、省略して示している。導電体ＥＧ９、ＥＧ１０は、グランド電位に接続される。そして、サーミスタＴ１－１～ＴＨ１－７及び、Ｔ２－２～Ｔ２－６は、プルアップ抵抗９２１～９３２に接続され、分圧された電圧がＣＰＵ４２０で検出される。このように、実施例３と同様、導電体ＥＧ９、ＥＧ１０は、サーミスタのグランドパターンであり、破損検知とサーミスタのグランド接続の両方を兼ねたパターンである。なお、実施例１で説明した制御と同様、ＣＰＵ４２０は、温調用のサーミスタＴ１－１～ＴＨ１－７と設定温度に基づき、発熱ブロックごとに供給する電力を算出してトライアック９４１～９４７を制御する。

ここで、破損検知回路４６０、４６１とヒータ９００の関係について説明する。破損検知回路４６０、４６１の回路構成は、実施例１、２、３と同じである。破損検知回路４６０は、導電体ＥＧ９に接続される、一方、破損検知回路４６１は、導電体ＥＧ１０に接続される。ＳＡＦＥ１信号とＳＡＦＥ２信号は、それぞれ抵抗４６２、４６３にプルアップされ、ヒータ９００に割れやひび、欠けの無い正常の時はＬｏｗレベルを出力し、異常の時にＨｉｇｈレベルを出力して、ラッチ部４３２、４４２を動作させる。また、ＣＰＵ４２０でＳＡＦＥ１信号及びＳＡＦＥ２信号を検知し、異常時にユーザ報知できる構成になっている。

以上のように、ヒータ９００のような長手方向に発熱ブロックが複数配列されたヒータにおいても、割れだけでなく、ひび、欠けが発生した場合にも、ヒータ９００の破損を検知することができる。また、サーミスタのグランドパターンと兼用した導電体ＥＧ９、ＥＧ１０が発熱体９０２ａ、９０２ｂよりも先に断線するので、より早くヒータ９００への給電を停止できる。さらに、ユーザへ異常を報知できるので、ユーザビリティを向上することができる。

［実施例５］
本発明の実施例５について説明する。実施例５は、実施例４のヒータ９００の制御回路９０１における保護回路の変形例である。実施例５の構成のうち、実施例１～４と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例５において、ここで特に説明しない事項は、実施例１～４と同様である。

図１２は、実施例５のヒータ９００の制御回路９０２を示す回路図である。本実施例の特徴である破損検知回路９５１、９５２について説明する。破損検知を担う導電体ＥＧ９は、ヒータ９００の長手方向両端の接点において、一方の接点はグランドに接続される。そして、他方の接点は、ＳＡＦＥ３信号として、リレー４３０を駆動するトランジスタ４３３のエミッタに接続される。つまり、リレー４３０は、Ｖｃｃ２から２次側のコイルとトランジスタ４３３、ヒータ９００の導電体ＥＧ９を介して電流が流れることでＯＮする。ヒータ９００に割れやひび、欠けが発生し、導電体ＥＧ９が断線すると、２次側のコイルに電流は流れなくなるので、リレー４３０がＯＦＦする。同様に、導電体ＥＧ１０はＳＡＦＥ４信号としてリレー４４０に接続されるので、導電体ＥＧ１０が断線した時は、リレー４４０の２次側コイルの電流が流れなくなり、ＯＦＦする。

以上の本実施例の破損検知回路によれば、実施例４のプルアップ抵抗を用いずに構成し、実施例４と同様の効果を得ることができる。

上記各実施例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。

２００…定着装置、３００、６００、８００、９００…ヒータ、３０５…基板、３０２ａ、３０２ｂ、９０２ａ、９０２ｂ…発熱体、ＴＨ１、ＴＨ２、Ｔ１－１～Ｔ１－７、Ｔ２－２～Ｔ２－６…サーミスタ、４００、６０１、８０１、９０１、９０２…制御回路、ＥＫ３－１、ＥＫ３－２、ＥＫ６－１、ＥＧ８－１、ＥＧ８－２ＥＧ９、ＥＧ１０…導電体、４６０、４６１、９５１、９５２…破損検知回路

Claims (14)

1. 板状の基板と、前記基板に設けられた発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
   前記発熱体の通電を制御する通電制御部と、
   前記発熱体への電力供給を遮断する遮断動作を実行可能な電力遮断部と、
   を備える像加熱装置において、
   前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面には、前記発熱体よりも前記基板の長手方向に対して直交する短手方向における前記基板の一方の端部に近い位置に第１導電体が設けられており、
   前記発熱体よりも前記短手方向における前記基板の他方の端部に近い位置には第２導電体が設けられており、
   前記長手方向において、前記第１導電体の両端部と前記第２導電体の両端部は前記発熱体の両端部よりも外側に位置しており、
   前記第１の導電体と前記第２の導電体の少なくとも一方が破断すると、前記電力遮断部に前記遮断動作を実行させる破損検知部を備えることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前記発熱体を囲むように形成さ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。
3. 前記ヒータは、前記基板上に設けられた温度検知素子をさらに有し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は、前記温度検知素子をグランドに接続するラインを兼ねることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
4. 前記発熱体は、前記基板の長手方向に電流が流されて発熱し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前記発熱体と重ならないように配置されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
5. 前記発熱体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向に電流が流されて発熱し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前
   記発熱体と一部重なるように配置されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
6. 前記電力遮断部は、
   電源と前記発熱体との間に接続されたリレーと、
   前記リレーを駆動する駆動素子と、
   前記リレーが前記電力供給を遮断した状態で前記駆動素子をラッチするためのラッチ回路と、
   を有し、
   前記破損検知部は、前記ラッチ回路に接続されるプルアップ抵抗を有し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は、一方の接点がグランドに接続され、他方の接点が前記ラッチ回路と前記プルアップ抵抗との間に接続されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
7. 前記電力遮断部は、
   電源と前記発熱体との間に接続されたリレーと、
   前記リレーを駆動する駆動素子と、
   前記リレーが前記電力供給を遮断した状態で前記駆動素子をラッチするためのラッチ回路と、
   を有し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は、一方の接点がグランドに接続され、他方の接点が前記駆動素子に接続されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 内面が前記ヒータに接触しつつ回転する筒状のフィルムと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像は前記フィルムを介して加熱され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. 板状の基板と、
    前記基板に設けられた発熱体と、
    を有し、記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に用いられるヒータにおいて、
    前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面には、前記発熱体よりも前記基板の長手方向に対して直交する短手方向における前記基板の一方の端部に近い位置に第１導電体が設けられており、
    前記発熱体よりも前記短手方向における前記基板の他方の端部に近い位置には第２導電体が設けられており、
    前記長手方向において、前記第１導電体の両端部と前記第２導電体の両端部は前記発熱体の両端部よりも外側に位置していることを特徴とするヒータ。
11. 前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前記発熱体を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のヒータ。
12. 前記ヒータは、前記基板上に設けられた温度検知素子をさらに有し、
    前記第１導電体と前記第２導電体は、前記温度検知素子をグランドに接続するラインを兼ねることを特徴とする請求項１０に記載のヒータ。
13. 前記発熱体は、前記基板の長手方向に電流が流されて発熱し、
    前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前記発熱体と重ならないように配置され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. 前記発熱体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向に電流が流されて発熱し、
    前記第１導電体と前記第２導電体は、前記基板の面に垂直な方向に投影したときに、前記発熱体と一部重なるように配置され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。

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