JPH10282819A

JPH10282819A - 加熱装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10282819A
Application number: JP9102580A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mukaitaka; 理向高
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】基板１１₁ と、該基板に具備させた、電力の
供給を受けて発熱する抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ を含む
１次系回路と、温度検知素子を含む２次系回路を基本構
成とする加熱体１１を有する加熱装置において、加熱体
の熱暴走時には１次系回路だけを断線させた特定の割れ
方・割れ位置で加熱体割れを確実且つ安全に生じさせて
熱暴走を停止させること。【解決手段】加熱体１１の幅方向の中心線Ｏ−Ｏに対
して一方側と他方側の加熱体部分に熱膨張変位量に差が
生じるように基板１１₁ に対して抵抗発熱体１１₄ ・１
１₆ を具備させて加熱体の加熱状態時における加熱体平
面内の長手方向のしなりを一定方向に規定させ、加熱体
支持部材１２側に、加熱体熱暴走時に加熱体のしなり側
を受け止めてしなりを規制し集中ストレスで加熱体に抵
抗発熱体を含む１次系回路の断線を含む割れを発生させ
る凸部１２ｂを設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板と、該基板に
具備させた、電力の供給を受けて発熱する抵抗発熱体を
含む１次系回路と、温度検知素子を含む２次系回路を基
本構成とする加熱体を有する加熱装置、及び該加熱装置
を画像加熱定着装置として備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真複写機・プリンタ等の
画像形成装置において、転写材・感光紙等の被記録材に
形成担持させた未定着トナー画像を永久定着像として熱
定着させる画像加熱定着装置の１つとしてオンデマンド
のフィルム加熱方式の装置がある。

【０００３】これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体
と摺動し他方の面が被記録材と接して共に移動するフィ
ルムとを有し、フィルムを介した加熱体からの熱により
未定着トナー画像を被記録材に熱定着させるものであ
る。

【０００４】このようなフィルム加熱方式の装置におい
ては、加熱体や、該加熱体の熱を被記録材に伝導する部
材としてのフィルムを低熱容量化できるため、オンデマ
ンドで、省電力化、ウエイトタイムの短縮化（クイック
スタート性）が可能である。

【０００５】即ち、装置を冷めた状態から所定温度へ昇
温させる時間が短時間で済み、待機中に加熱体の通電加
熱を行なう必要がなく、画像形成装置への電源投入後す
ぐに通紙しても被記録材が定着部位に到達するまでに加
熱体を所定温度まで十分に昇温させることができて、消
費電力を低く抑えることや画像形成装置の機内昇温を低
下させることが可能である。

【０００６】低熱容量で昇温の速い加熱体としては具体
的には所謂セラミックヒータが用いられている。これ
は、電気絶縁性・耐熱性・良熱伝導性のセラミック材基
板（ヒータ基板、例えばアルミナ基板）と、該基板に印
刷・焼成等の手段でパターン形成した、電力の供給を受
けて発熱する抵抗発熱体（例えば銀パラジウム）を含む
１次系回路（以下、ＡＣラインと記す）を有し、抵抗発
熱体に電力を供給して発熱させる、全体に低熱容量で昇
温の速いものである。

【０００７】また該加熱体（以下、ヒータと記す）には
検温素子（例えばサーミスタ）を含む２次系回路（以
下、ＤＣラインと記す）を具備させ、このＤＣラインを
接続した温調制御系により、ヒータが所定の設定温度に
温調されるように抵抗発熱体に対する供給電力が制御さ
れる。

【０００８】また、安全対策として、ＡＣラインに直列
に温度ヒューズ等の安全素子を介入させ、これをヒータ
に当接もしくは近接させて配設することで、ヒータの熱
暴走時にはこの安全素子の作動で抵抗発熱体に対する電
力供給を緊急遮断させるようにしてある。

【０００９】また２重の安全対策として、上記安全素子
の不作動や作動遅れを想定して、その場合でも発煙や発
火に至る前にヒータの熱暴走を停止させるべく、ヒータ
が過熱状態になったとき該ヒータにＡＣラインを断線さ
せた状態で割れ（ヒータ割れ）が発生するようにしてい
る。

【００１０】具体的には、ヒータ基板の予め定めた部位
に弱化部としてスルーホールを開けたり、溝を入れてお
き、熱暴走で過熱状態になったヒータ基板の熱応力の該
弱化部への集中にて該弱化部を起点にヒータ基板にＡＣ
ラインを断線させた割れを生じさせるものである。この
ＡＣラインの断線で抵抗発熱体に対する電力供給が遮断
されて熱暴走が停止する。

【００１１】この場合、ヒータ割れが、ＡＣラインとＤ
Ｃラインとの絶縁が取れない割れ方・割れ位置、ＡＣラ
インは断線しないでＤＣラインが断線した割れ方・割れ
位置の場合には、ヒータの熱暴走を停止させることがで
きないか、漏電・感電、温調制御系の破損などを生じさ
せる可能性がある。そのため、熱暴走時のヒータ割れは
ＡＣラインだけを断線させた割れ方・割れ位置に特定さ
れることが重要である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒータの熱暴
走時にヒータに割れを生じさせるための弱化部を予め具
備させたヒータ形態の場合には、該ヒータの製造工程
時、取り扱い時、物流時等においてその弱化部でヒータ
破損を生じ易く、歩留を下げるなどの問題があった。

【００１３】そこで本発明は、この種の加熱装置におい
て、ヒータに製造歩留の低下等の問題のある弱化部を形
成具備させなくとも、熱暴走時にはヒータにＡＣライン
だけを断線させた特定の割れ方・割れ位置でヒータ割れ
を確実且つ安全に生じさせて、ヒータの熱暴走を問題な
く停止させることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００１５】（１）基板と、該基板に具備させた、電力
の供給を受けて発熱する抵抗発熱体を含む１次系回路
と、温度検知素子を含む２次系回路を基本構成とする加
熱体を有する加熱装置において、加熱体の幅方向の中心
線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張変位
量に差が生じるように基板に対して抵抗発熱体を具備さ
せて加熱体の加熱状態時における加熱体平面内の長手方
向のしなりを一定方向に規定させ、加熱体支持部材側
に、加熱体の異常昇温時に加熱体のしなり側を受け止め
その受け止め部において加熱体のしなりを規制して加熱
体にストレスを集中させ、その集中ストレスで加熱体に
１次系回路の断線を含む割れを発生させる凸部を設けた
ことを特徴とする加熱装置。

【００１６】（２）１次系回路は基板の長手方向に沿う
ほぼ並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱
体を基板上の幅の中心からずらすことで、加熱体の幅方
向の中心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱
膨張変位量の差を作ることを特徴とする（１）に記載の
加熱装置。

【００１７】（３）１次系回路は基板の長手方向に沿う
ほぼ並行２本の抵抗発熱体を含み、その一方の抵抗発熱
体を基板の幅方向の中心に持ち、他方の抵抗発熱体を基
板の幅方向の中心からずらすことで、加熱体の幅方向の
中心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張
変位量の差を作ることを特徴とする（１）に記載の加熱
装置。

【００１８】（４）１次系回路の抵抗発熱体の２次系回
路側に対応する部分を基板の幅方向の中心に持ち、対応
しない部分を基板の幅方向の中心からずらすことで、加
熱体の幅方向の中心線に対して一方側と他方側との加熱
体部分に熱膨張変位量の差を作ることを特徴とする
（１）に記載の加熱装置。

【００１９】（５）１次系回路は基板の長手方向に沿う
ほぼ並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱
体を基板の幅方向の中心に持ち、一方側と他方側との抵
抗発熱体に抵抗値分布差を作ることで、加熱体の幅方向
の中心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨
張変位量の差を作ることを特徴とする（１）に記載の加
熱装置。

【００２０】（６）１次系回路は基板の長手方向に沿う
ほぼ並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱
体を基板の幅方向の中心に持ち、一方側と他方側の抵抗
発熱体との太さを変えることで、加熱体の幅方向の中心
線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張変位
量の差を作ることを特徴とする（１）に記載の加熱装
置。

【００２１】（７）一方の面が加熱体と摺動し他方の面
が被加熱材に接して共に移動するフィルムを有し、フィ
ルムを介した加熱体からの熱により被加熱材を加熱する
ことを特徴とする（１）ないし（６）の何れかに記載の
加熱装置。

【００２２】（８）加熱体と摺動するフィルムと、該フ
ィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、フィ
ルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持搬送してフィルム
を介した加熱体からの熱により被加熱材を加熱すること
を特徴とする（１）ないし（６）の何れかに記載の加熱
装置。

【００２３】（９）加圧部材が回転駆動されることを特
徴とする（８）に記載の加熱装置。

【００２４】（１０）加熱体がセラミック基板に電力の
供給を受けて発熱する抵抗発熱体を含む１次系回路と、
温度検知素子を含む２次系回路を具備させたセラミック
ヒータであることを特徴とする（１）ないし（９）の何
れかに記載の加熱装置。

【００２５】（１１）被加熱材が未定着画像を担持して
いる被記録材であり、装置が画像加熱定着装置であるこ
とを特徴とする（１）ないし（１０）の何れかに記載の
加熱装置。

【００２６】（１２）被記録材に未定着画像を形成担持
させる像形成手段と、該未定着画像を被記録材に加熱定
着させる画像加熱定着手段を有する画像形成装置におい
て、画像加熱定着手段が（１）ないし（１１）の何れか
に記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装
置。

【００２７】〈作用〉即ち本発明は、加熱体の幅方向
の中心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨
張変位量に差が生じるように基板に対して抵抗発熱体を
具備させることで加熱体の加熱状態時における加熱体平
面内の長手方向のしなり（加熱体の幅方向への反り）を
一定方向に規定させ、加熱体が異常昇温（過熱）したと
きには加熱体のしなり側がぶつかる凸部を加熱体支持部
材側に持たせてる。

【００２８】そうすると、加熱体の異常昇温時には、加
熱体のしなり側が加熱体支持部材側の凸部にぶつかって
受け止められて加熱体のしなりが規制されるので、凸部
の位置において加熱体にストレスが集中し、その集中ス
トレスで凸部の位置において加熱体に回路断線を含む横
断割れが発生する。

【００２９】上記加熱体の横断割れは凸部の位置におい
て生じるから、この凸部の位置を規定することで、温度
検知素子を含む２次系回路（ＤＣライン）は断線させ
ず、１次系回路（ＡＣライン）部分だけを断線させた形
態にて確実に加熱体に横断割れを生じさせることができ
る。

【００３０】したがって、加熱体基板に製造歩留の低下
等の問題のある弱化部を形成具備させなくとも、加熱体
熱暴走時には加熱体に２次系回路は断線させず１次系回
路だけを断線させた特定の割れ方・割れ位置で加熱体割
れを確実且つ安全に生じさせて、加熱体の熱暴走を問題
なく停止させることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉（図１〜図４）（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複写
機あるいはレーザビームプリンタ若しくはレーザビーム
ファクシミリである。

【００３２】１は像担持体としての電子写真感光体ドラ
ムであり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセスス
ピード）をもって回転駆動される。

【００３３】２は帯電手段としての導電性・弾性帯電ロ
ーラであり、感光体ドラム１に所定の押圧力で接触させ
て配設してあり、本例の場合は感光体ドラム１の回転に
従動して回転する。この帯電ローラ２には帯電バイアス
印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加されて、回
転する感光体ドラム１の周面が所定の極性・電位に一様
に接触帯電処理される。

【００３４】次いでその回転感光体ドラム１の帯電処理
面に対して不図示の像露光手段（原稿画像投影露光装
置、レーザビーム走査露光装置など）による像露光Ｌが
なされることにより、回転感光体ドラム１の帯電処理面
に目的の画像情報の静電潜像が形成される。

【００３５】３は現像装置であり、この現像装置により
上記の回転感光体ドラム１面の静電潜像がトナー画像と
して正規現像または反転現像される。３ａは現像ローラ
（現像スリーブ）であり現像バイアス印加電源Ｓ２から
所定の現像バイアスが所定の制御タイミングで印加され
る。

【００３６】一方、不図示の給紙機構部から、回転感光
体ドラム１とこれに接触させた転写手段としての転写ロ
ーラ４との接触ニップ部である転写部に対して被記録材
としての転写材Ｐが所定の制御タイミングで給送され
て、転写部を挟持搬送されていく。転写ローラ４には転
写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの帯電極性と逆極性
の所定の転写バイアスが所定のタイミングで印加され
て、転写部を挟持搬送されていく転写材Ｐの面に回転感
光体ドラム１側の可転写画像としてのトナー画像が順次
に静電転写されていく。

【００３７】転写部を抜けた転写材Ｐは回転感光体ドラ
ム１面から分離されて画像加熱定着装置６に搬送導入さ
れてトナー画像の加熱定着処理を受けて画像形成物（コ
ピー、プリント）として出力される。この画像加熱定着
装置６については次の（２）項で詳述する。

【００３８】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の回転
感光体ドラム１面はクリーニング装置５によって転写残
トナーの除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供さ
れる。

【００３９】（２）画像加熱定着装置６Ａ）装置６の全体的概略構成図２は該装置６の要部の横断面模型図である。本例の装
置６は、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同
４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の所謂
テンションレスタイプのフィルム加熱方式・加圧ローラ
駆動式の加熱装置である。

【００４０】１１は加熱体としてのセラミックヒータで
あり、図面に垂直方向を長手とする横長薄板状部材であ
る。１２は加熱体支持部材としてのヒータホルダであ
り、本例では横断面略半円弧状・横長樋型の、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂製の耐熱性部材である。上記ヒ
ータ１１はこのヒータホルダ１２の下面に長手に沿って
形成具備させた横長溝１２ａに嵌め入れて保持させてあ
る。１３は円筒状の定着フィルム（耐熱性フィルム）で
あり、ヒータ１１を保持させたヒータホルダ１２の外回
りにルーズに外嵌させてある。１４は弾性加圧ローラで
あり、芯金１４ａと、この芯金回りに同心一体に設けた
シリコンゴム等の耐熱ゴム層１４ｂからなり、上記のヒ
ータホルダ１２の下面に保持させたヒータ１１とフィル
ム１３を挟んで所定の押圧力で相互圧接して定着ニップ
部Ｎを形成する。

【００４１】加熱体としてのセラミックヒータ１１は、
後述するように、横長薄板状のセラミック基板と該基板
の面に長手に沿って形成具備させた抵抗発熱体を基本構
成体とする全体に低熱容量の部材であり、抵抗発熱体へ
の電力供給により迅速に発熱・昇温し、温調系で所定の
定着温度に温調管理される。

【００４２】円筒状の定着フィルム１３は、熱容量を小
さくして装置のクイックスタート性を向上させるため
に、膜厚を総厚１００μｍ以下とした、耐熱性・離型性
・強度・耐久性のある単層あるいは複合層フィルム材で
ある。例えば、外表面をトナー離型性のよいＰＴＦＥ等
のフッ素樹脂でコートしたポリイミド（ＰＩ）フィルム
である。

【００４３】加圧ローラ１４は駆動系Ｍにより所定の周
速度で矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ロ
ーラ１４の回転駆動による定着ニップ部Ｎにおける該加
圧ローラ１４とフィルム１３の外面との摩擦力でフィル
ム１３に回転力が作用して、フィルム１３はその内面が
定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１１の下面に密着摺動し
ながらヒータホルダ１２の外回りを矢示の時計方向に回
転駆動される（加圧ローラ駆動式）。この場合、フィル
ム１３の内面とこれが接触摺動するヒータ下面との摺動
抵抗を低減するために両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤
を介在させるとよい。

【００４４】而して、加圧ローラ１４の回転によりフィ
ルム１３が回転され、またヒータ１１が所定の定着温度
に立ち上げられて温調された状態において、定着ニップ
部Ｎの回転フィルム１３と回転加圧ローラ１４との間に
未定着トナー画像ｔを担持した転写材Ｐがそのトナー画
像担持面側をフィルム１３側にして導入されてフィルム
１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより
ヒータ１１の熱がフィルム１３を介して転写材Ｐに付与
されてトナー画像ｔが転写材Ｐ面に加熱定着される。定
着ニップ部Ｎを通った転写材Ｐはフィルム１３面から分
離して搬送される。

【００４５】Ｂ）ヒータ１１とその通電系図３の（ａ）は本例におけるヒータ１１の表面側の一部
切欠き平面模型図、（ｂ）は裏面側の平面模型図、
（ｃ）は（ｂ）図の（ｃ）−（ｃ）線における横断面模
型図である。

【００４６】１１₁ はヒータ基板である。耐熱性・電気
絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の部材であり、例えば、
Ａｌ₂ Ｏ₃ （アルミナ）、ＡｌＮ（窒化アルミニウ
ム）、ＳｉＣ等のセラミック基板である。サイズは、例
えば、長さ２７０ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ０．６５ｍｍで
ある。図のヒータ基板１１₁ においてこの長さ・幅・厚
さの寸法比率は一致させてはいない。

【００４７】１１₄ と１１₆ はヒータ基板１１₁ の表面
側に基板長手に沿って具備させた並行２条の細帯状の第
１と第２の抵抗発熱体パターン、１１₂ と１１₈ はヒー
タ基板１１₁ の長手方向一端側の表面部分に並べて具備
させた２つ電極パターン（以下、ＡＣ電極と記す）、１
１₃ と１１₇ はこの２つのＡＣ電極１１₂ ・１１₈ と、
上記第１と第２の抵抗発熱体パターン１１₄ ・１１₆ の
上記ＡＣ電極側の端部とをそれぞれ導通接続させた電路
パターン、１１₅ は第１と第２の抵抗発熱体パターン１
１₄ ・１１₆ の上記ＡＣ電極側の端部とは反対側の端部
相互を導通接続させた電路パターンである。

【００４８】これらにより、一方のＡＣ電極１１₂ →電
路パターン１１₃ →第１の抵抗発熱体パターン１１₄ →
電路パターン１１₅ →第２の抵抗発熱体パターン１１₆
→電路パターン１１₇ →他方のＡＣ電極１１₈ の直列回
路（１次系回路、以下、ＡＣラインと記す）が構成され
る。１１₁₀は第１と第２の抵抗発熱体パターン１１₄・
１１₆ を覆わせてヒータ基板１１₁ の表面側に形成した
ヒータ表面保護層としての耐熱ガラス層である。

【００４９】上記のＡＣラインの一方のＡＣ電極１１₂
と他方のＡＣ電極１１₈ には不図示のコネクタを介して
不図示の給電回路が接続される。１１₉ はヒータ基板１
１₁の裏面側に接触させて配設した温度ヒューズ・サー
モスイッチ等の安全素子（サーマルプロテクタ、安全対
策素子、電気的機械的保護手段）であり、ＡＣラインに
対する給電路に直列に介入させてある。

【００５０】１１₁₁と１１₁₉はヒータ基板１１₁ の長手
方向他端側の表面部分に並べて具備させた２つの電極パ
ターン（以下、表ＤＣ電極と記す）、１１₁₃と１１₁₇は
ヒータ基板１１₁ の長手方向他端側の裏面部分に並べて
具備させた２つの電極パターン（以下、裏ＤＣ電極と記
す）である。上記一方の表ＤＣ電極１１₁₁と一方の裏Ｄ
Ｃ電極１１₁₃とは導電性スルーホール１１₁₂を介して導
通接続させてあり、他方の表ＤＣ電極１１₁₉と他方の裏
ＤＣ電極１１₁₇とは導電性スルーホール１１₁₈を介して
導通接続させてある。１１₁₄と１１₁₆はそれぞれ裏ＤＣ
電極１１₁₃と１１₁₇に導通接続させてヒータ基板裏面の
長手略中央部まで延長させて具備させた並行２条の電路
パターン、１１₁₅は上記並行２条の電路パターン１１₁₄
・１１₁₆の先端部間に導通させてヒータ基板裏面に接触
させて配設した温度検知素子としてのサーミスタであ
る。

【００５１】これらにより、一方の表ＤＣ電極１１₁₁→
導電性スルーホール１１₁₂→一方の裏ＤＣ電極１１₁₃→
電路パターン１１₁₄→サーミスタ１１₁₅→電路パターン
１１₁₆→他方の裏ＤＣ電極１１₁₇→導電性スルーホール
１１₁₈→他方の表ＤＣ電極１１₁₉の直列回路（２次系回
路、以下、ＤＣラインと記す）が構成される。

【００５２】上記のＤＣラインの一方の表ＤＣ電極１１
₁₁と他方の表ＤＣ電極１１₁₉には不図示のコネクタを介
して不図示の温調回路が接続される。

【００５３】第１と第２の抵抗発熱体パターン１１₄ ・
１１₆ は、Ａｇ／Ｐｄ、ＲｕＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵
抗材料をスクリーン印刷等によりパターン塗工し、焼成
して形成できる。蒸着、スパッタリング等により形成す
ることもできる。

【００５４】電極パターン１１₂ ・１１₈ ・１１₁₁・１
１₁₉・１１₁₃・１１₁₇、電路パターン１１₃ ・１１₅ ・
１１₇ ・１１₁₄・１１₁₆、導電性スルーホール１１₁₂・
１１₁₈はＡｇ（銀）ペースト等の導電材料をスクリーン
印刷等によりパターン塗工し、焼成して形成できる。

【００５５】ＡＣラインとＤＣラインは基板１１₁ の表
面側と裏面側とに分けて具備されることで両者の沿面距
離を保つことができる。

【００５６】而して、ヒータ１１の上記ＡＣラインのＡ
Ｃ電極１１₂ ・１１₈ 間に給電回路からＡＣ電圧が印加
されることで、ＡＣラインの第１と第２の抵抗発熱体パ
ターン１１₄ ・１１₆ に電力が供給されて該第１と第２
の抵抗発熱体パターン１１₄・１１₆ が発熱してヒータ
１１が昇温する。ヒータ１１は全体的に低熱容量である
ことから急速に立ち上がり、昇温する。

【００５７】このヒータ１１の昇温がＤＣラインのサー
ミスタ１１₁₅で電気的に検知され、その電気的な検知温
度情報がＤＣラインの表ＤＣ電極１１₁₁・１１₁₉から温
調回路に入力する。温調回路はサーミスタ１１₁₅で検知
されるヒータ温度が所定の一定温度になるように給電回
路を制御してＡＣラインに対する電力供給を制御する。

【００５８】ヒータ１１の温度制御はＡＣラインの抵抗
発熱体に対する印加電圧または電流をコントロールする
か、通電時間をコントロールする方法を採ることができ
る。通電時間をコントロールする方法には、ＡＣ電源波
形の半波ごとに、通電する／通電しないを制御するゼロ
クロス波数制御、電源波形の半波ごとに、通電する位相
角を制御する位相制御がある。即ちＤＣラインのサーミ
スタ１１₁₅の出力をＡ／Ｄ変換して制御系に取り込み、
その情報をもとにトライアックによりＡＣラインの抵抗
発熱体に通電するＡＣ電圧を位相制御あるいは波数制御
等のパルス幅変調をかけ、サーミスタ１１₁₅によるヒー
タ１１の検知温度が一定となるようにＡＣラインの抵抗
発熱体への通電を制御する。

【００５９】Ｃ）ヒータ１１の熱暴走時の安全対策．安全素子１１₉ 何らかの原因によりヒータ１１のＡＣラインに対する通
電制御が不能な事態を生じてＡＣラインの抵抗発熱体１
１₄ ・１１₆ に電力が供給され続けることによりヒータ
１１が熱暴走（ヒータの異常昇温、過熱）したときは、
そのヒータ１１の過熱で、ＡＣラインに直列に介入させ
てある温度ヒューズ・サーモスイッチ等の安全素子１１
₉ が作動してＡＣラインが開路し抵抗発熱体に対する電
力供給が緊急遮断され、ヒータ１１の熱暴走が停止され
る。

【００６０】．ヒータ割れ安全素子１１₉ が故障していたり、劣化などで作動遅れ
がある等のために発煙や発火に至る事態を生じてしまう
ことも想定される。そのような場合の二重の安全対策と
して、ヒータ１１にＡＣラインの断線を含む割れを発生
させることで、ヒータ１１の熱暴走を停止させる。

【００６１】前述したように、ヒータ１１はヒータホル
ダ１２の下面に長手に沿って形成具備させた横長溝１２
ａにＡＣラインを具備させたヒータ表面側を外側（下向
き）にして接着せずに嵌入保持させてある。

【００６２】横長溝１２ａは図４の模型に示すように溝
幅・長さをヒータ１１の幅・長さよりも所定に大きく設
定してあり、従ってヒータ１１はヒータホルダ１２の下
面の上記横長溝１２ａに緩いはまり合わせで、かつ接着
固定していないことで、溝１２ａ内において幅方向・長
さ方向に熱膨張変位自由度を有している。

【００６３】また本例のヒータ１１は、ＡＣラインの、
基板１１₁ の長手方向に沿うほぼ並行２本の第１と第２
の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ について、この２本の抵抗
発熱体１１₄ ・１１₆ を基板１１₁ 上の幅の中心からず
らして配設して、ヒータ１１の幅方向の中心線Ｏ−Ｏに
対して一方側のヒータ部分（図面上、上段側ヒータ部
分）と他方側のヒータ部分（下段側ヒータ部分）に熱膨
張変位量の差を作ることで、ヒータ１１の加熱状態時に
おけるヒータ平面内の長手方向のしなりを一定方向に規
定させている。

【００６４】本例のヒータ１１は加熱状態時にヒータ幅
方向の中心線Ｏ−Ｏに対して上段側ヒータ部分の熱膨張
変位量は下段側ヒータ部分の熱膨張変位量よりも大きく
なり、ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内において、３
点鎖線示のように、上段側ヒータ部分が凸のヒータ平面
内の長手方向のしなりを生じる。

【００６５】そして、ヒータ１１が熱暴走して過熱した
時には該ヒータ１１のしなり側がぶつかる凸部１２ｂを
ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内に持たせてる。

【００６６】そうすると、ヒータ１１の熱暴走時には、
ヒータ１１のしなり側がヒータホルダ１２の横長溝１２
ａ内の上記凸部１２ｂにぶつかって受け止められてヒー
タ１１のそれ以上のしなりが規制されるので、凸部１２
ｂの位置においてヒータ１１にストレスが集中し、その
集中ストレスで凸部１２ｂの位置においてヒータ１１に
回路の断線を含む横断割れが発生する。

【００６７】このヒータ１１の横断割れは凸部１２ｂの
位置において生じるから、この凸部１２ｂの位置を規定
することで、温度検知素子１１₁₅を含むＤＣラインは断
線させず、ＡＣラインだけを断線させた形態にて確実に
ヒータ１１に横断割れを生じさせることができる。

【００６８】したがって、ヒータ基板１１₁ に製造歩留
の低下等の問題のある弱化部を形成具備させなくとも、
ヒータ熱暴走時にはヒータ１１にＤＣラインは断線させ
ずＡＣラインだけを断線させた特定の割れ方・割れ位置
でヒータ割れを確実且つ安全に生じさせて、ヒータ１１
の熱暴走を問題なく停止させることができる。

【００６９】〈実施形態例２〉（図５）本例は図５の模型図のように、ヒータ１１のＡＣライン
の、基板１１₁ の長手方向に沿うほぼ並行２本の第１と
第２の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ について、一方の抵抗
発熱体、本例では第２の抵抗発熱体１１₆ を基板１１₁
の幅方向の略中心に位置させ、他方の抵抗発熱体、本例
では第１の抵抗発熱体１１₄ を基板１１₁ の幅方向の中
心からずらすことで、ヒータ１１の幅方向の中心線Ｏ−
Ｏに対して上段側ヒータ部分と下段側ヒータ部分に熱膨
張変位量の差を作り、ヒータ１１の加熱状態時における
ヒータ平面内の長手方向のしなりを一定方向に規定させ
ている。

【００７０】本例のヒータ１１は加熱状態時にヒータ幅
方向の中心線Ｏ−Ｏに対して上段側ヒータ部分の熱膨張
変位量は下段側ヒータ部分の熱膨張変位量よりも大きく
なり、ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内において、３
点鎖線示のように、上段側ヒータ部分が凸のヒータ平面
内の長手方向のしなりを生じる。

【００７１】本例の場合も、ヒータ１１の熱暴走時に
は、ヒータ１１のしなり側がヒータホルダ１２の横長溝
１２ａ内の凸部１２ｂにぶつかって受け止められてヒー
タ１１のそれ以上のしなりが規制されるので、凸部１２
ｂの位置においてヒータ１１にストレスが集中し、凸部
１２ｂの位置においてヒータ１１にＡＣラインの断線を
含む横断割れが発生する。

【００７２】〈実施形態例３〉（図６）本例は図６の模型図のように、ＡＣラインの抵抗発熱体
１１₄ ・１１₆ のＤＣライン側に対応する部分を基板１
１₁ の幅方向の中心に持ち、対応しない部分を基板１１
₁ の幅方向の中心からずらすことで、ヒータ１１の幅方
向の中心線Ｏ−Ｏに対して一方側と他方側とのヒータ部
分に熱膨張変位量の差を作るようにしたものである。

【００７３】即ち本例ではヒータ１１のＡＣラインの、
基板１１₁ の長手方向に沿うほぼ並行２本の第１と第２
の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ について、ＤＣライン側は
基板１１₁ の幅の中心に第１と第２の２本の抵抗発熱体
１１₄ ・１１₆ があり、ＤＣラインが対応しないＡＣラ
イン側は基板１１₁ の幅の中心から第１と第２の２本の
抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ をずらした形態にしてある。

【００７４】ヒータ１１の熱暴走時にはヒータのＤＣラ
イン側は２本の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ が基板１１₁
の幅の中心にあることによって基板の幅方向の中心線Ｏ
−Ｏの両側でヒータの熱膨張変位量は一定になり、ヒー
タ平面内の長手方向にはしならないが、ヒータのＡＣラ
イン側は２本の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ が基板の幅の
中心からずれていることによって、ヒータの抵抗発熱体
の熱の応力が基板の長手方向で一定にならず、ヒータ１
１はヒータ幅方向の中心線Ｏ−Ｏに対して上段側ヒータ
部分の熱膨張変位量が下段側ヒータ部分の熱膨張変位量
よりも大きくなり、ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内
において、３点鎖線示のように、上段側ヒータ部分が凸
のヒータ平面内の長手方向のしなりを生じ、しなり側が
ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内の凸部１２ｂにぶつ
かって受け止められてヒータ１１のそれ以上のしなりが
規制されるので、凸部１２ｂの位置においてヒータ１１
にストレスが集中し、凸部１２ｂの位置においてヒータ
１１にＡＣラインの断線を含む横断割れが発生する。

【００７５】〈実施形態例４〉（図７）本例は図７の模型図のように、ＡＣラインの第１と第２
の２本の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ を基板１１₁ の幅方
向の中心に持ち、一方側の抵抗発熱体１１₄ と他方側の
抵抗発熱体１１₆ に抵抗値分布差を作ることで、ヒータ
１１の幅方向の中心線Ｏ−Ｏに対して一方側のヒータ部
分と他方側のヒータ部分に熱膨張変位量の差を作るよう
にしたものである。

【００７６】即ち本例ではヒータ１１のＡＣラインの、
基板１１₁ の長手方向に沿うほぼ並行２本の第１と第２
の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ について、ＤＣライン側に
対応する部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆
の抵抗値分布を等しくし、ＤＣライン側に対応しないＡ
Ｃライン側部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１１
₆ の抵抗値分布を不均一にして第１の抵抗発熱体１１₄
の発熱量を第２の抵抗発熱体１１₆ よりも多くしてい
る。

【００７７】ヒータ１１の熱暴走時には、上記のように
ＡＣライン側部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１
１₆ の抵抗値分布を不均一にして第１の抵抗発熱体１１
₄ の発熱量を第２の抵抗発熱体１１₆ よりも多くしてい
ることによって、ヒータの抵抗発熱体の熱の応力が基板
の長手方向で一定にならず、ヒータ１１はヒータ幅方向
の中心線Ｏ−Ｏに対して上段側ヒータ部分の熱膨張変位
量が下段側ヒータ部分の熱膨張変位量よりも大きくな
り、ヒータホルダ１２の横長溝１２ａ内において、３点
鎖線示のように、上段側ヒータ部分が凸のヒータ平面内
の長手方向のしなりを生じ、しなり側がヒータホルダ１
２の横長溝１２ａ内の凸部１２ｂにぶつかって受け止め
られてヒータ１１のそれ以上のしなりが規制されるの
で、凸部１２ｂの位置においてヒータ１１にストレスが
集中し、凸部１２ｂの位置においてヒータ１１にＡＣラ
インの断線を含む横断割れが発生する。

【００７８】〈実施形態例５〉（図８）本例は図８の模型図のように、ＡＣラインの第１と第２
の２本の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ を基板１１₁ の幅方
向の中心に持ち、一方側の抵抗発熱体１１₄ と他方側の
抵抗発熱体１１₆ との太さを変えることで、ヒータ１１
の幅方向の中心線Ｏ−Ｏに対して一方側のヒータ部分と
他方側のヒータ部分に熱膨張変位量の差を作るようにし
たものである。

【００７９】即ち本例ではヒータ１１のＡＣラインの、
基板１１₁ の長手方向に沿うほぼ並行２本の第１と第２
の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ について、ＤＣライン側に
対応する部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆
は同じ太さにし、ＤＣラインに対応しないＡＣライン側
部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１１₆ は太さを
違えて第１の抵抗発熱体１１₄ の太さそ第２の抵抗発熱
体１１₆ よりも細くしている。抵抗発熱体の発熱量は太
さが太いものより細いものの方が多い。

【００８０】ヒータ１１の熱暴走時には、上記のように
ＡＣライン側部分の第１と第２の抵抗発熱体１１₄ ・１
１₆ の太さを違えて第１の抵抗発熱体１１₄ の発熱量を
第２の抵抗発熱体１１₆ よりも多くしていることによっ
て、ヒータの抵抗発熱体の熱の応力が基板の長手方向で
一定にならず、ヒータ１１はヒータ幅方向の中心線Ｏ−
Ｏに対して上段側ヒータ部分の熱膨張変位量が下段側ヒ
ータ部分の熱膨張変位量よりも大きくなり、ヒータホル
ダ１２の横長溝１２ａ内において、３点鎖線示のよう
に、上段側ヒータ部分が凸のヒータ平面内の長手方向の
しなりを生じ、ヒータ１１はヒータ平面内で熱膨張変位
の多い側の長手方向にしなりを生じ、しなり側がヒータ
ホルダ１２の横長溝１２ａ内の凸部１２ｂにぶつかって
受け止められてヒータ１１のそれ以上のしなりが規制さ
れるので、凸部１２ｂの位置においてヒータ１１にスト
レスが集中し、凸部１２ｂの位置においてヒータ１１に
ＡＣラインの断線を含む横断割れが発生する。

【００８１】〈実施形態例６〉（図９）図９の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加熱
方式加熱装置の他の構成形態例の略図である。

【００８２】（ａ）図のものは、ヒータホルダ１２に保
持させたヒータ１１と、フィルム駆動ローラ１５と、テ
ンションローラ１６との互いに略並行の３部材間に、エ
ンドレスベルト状の耐熱性フィルム１３を懸回張設し、
フィルム１３を挟んでヒータ１１と加圧ローラ１４とを
圧接させて加熱ニップ部Ｎを形成させ、フィルム１３を
駆動ローラ１５により回転駆動させるものである。加圧
ローラ１４はフィルム１３の回転に従動して回転する。

【００８３】（ｂ）図のものは、ヒータホルダ１２に保
持させたヒータ１１と、フィルム駆動ローラ１５との互
いに略並行の２部材間に、エンドレスベルト状の耐熱性
フィルム１３を懸回張設し、フィルム１３を挟んでヒー
タ１１と加圧ローラ１４とを圧接させて加熱ニップ部Ｎ
を形成させ、フィルム１３を駆動ローラ１５により回転
駆動させるものである。加圧ローラ１４はフィルム１３
の回転に従動して回転する。

【００８４】（ｃ）図のものは、耐熱性フィルム１３と
してロール巻きにした有端フィルムを用い、これを繰り
出し軸１７から、ヒータホルダ１２に保持させたヒータ
１１の下面を経由させて、巻き取り軸１８へ掛け渡し、
フィルム１３を挟ませてヒータ１１と加圧ローラ１４と
を圧接させて加熱ニップ部Ｎを形成させ、フィルム１３
を巻き取り軸１８側に巻上げ走行移動させるものであ
る。加圧ローラ１４はフィルム１３の走行移動に従動し
て回転する。

【００８５】〈その他〉ａ）加熱体であるヒータ１１の構成は実施形態例に限ら
れるものではないことは勿論であり、抵抗発熱体は１本
にしたものにすることもできるし、３本以上複数本具備
させたものにすることもできる。

【００８６】ｂ）本発明の加熱装置は実施形態例の画像
加熱定着装置としてばかりでなく、その他、例えば、画
像を担持した被記録材を加熱して表面性（つや等）を改
質する装置、仮定着処理する装置、シート状物を給紙し
て乾燥処理やラミネート処理する等の加熱装置として広
く使用できることは勿論である。

【００８７】ｃ）また本発明はフィルム加熱方式の加熱
装置に限らず、ヒータホルダに保持させたヒータを被加
熱材に直接接触させて加熱する構成の装置等にも適用で
きることは勿論である。

【００８８】ｄ）画像形成装置の作像原理・方式は実施
形態例の電子写真プロセスに限られるものではないこと
は勿論である。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板と、該基板に具備させた、電力の供給を受けて発熱す
る抵抗発熱体を含む１次系回路と、温度検知素子を含む
２次系回路を基本構成とする加熱体を有する加熱装置に
おいて、加熱体に製造歩留の低下等の問題のある弱化部
を形成具備させなくとも、熱暴走時には加熱体に１次系
回路（ＡＣライン）だけを断線させた特定の割れ方・割
れ位置で加熱体割れを確実且つ安全に生じさせて、加熱
体の熱暴走を問題なく停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】加熱定着装置（フィルム加熱方式加熱装置）の
横断面模型図

【図３】（ａ）はヒータ表面側の一部切欠き平面模型
図、（ｂ）ヒータ裏面側の平面模型図、（ｃ）はヒータ
の横断面模型図

【図４】ヒータのしなり（反り）と、熱暴走時のヒータ
割れの説明模型図

【図５】実施形態例２におけるヒータのしなりと、熱暴
走時のヒータ割れの説明模型図

【図６】実施形態例３におけるヒータのしなりと、熱暴
走時のヒータ割れの説明模型図

【図７】実施形態例４におけるヒータのしなりと、熱暴
走時のヒータ割れの説明模型図

【図８】実施形態例５におけるヒータのしなりと、熱暴
走時のヒータ割れの説明模型図

【図９】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加
熱方式の加熱装置の他の構成例の略図

【符号の説明】

１像担持体（電子写真感光体ドラム）２帯電ローラ３現像装置４転写ローラ５クリーニング装置６画像加熱定着装置１１加熱体（ヒータ）１２ヒータホルダ１３耐熱性フィルム（定着フィルム）１４加圧ローラＰ被記録材ｔ未定着トナー画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板に具備させた、電力の供
給を受けて発熱する抵抗発熱体を含む１次系回路と、温
度検知素子を含む２次系回路を基本構成とする加熱体を
有する加熱装置において、加熱体の幅方向の中心線に対して一方側と他方側との加
熱体部分に熱膨張変位量に差が生じるように基板に対し
て抵抗発熱体を具備させて加熱体の加熱状態時における
加熱体平面内の長手方向のしなりを一定方向に規定さ
せ、加熱体支持部材側に、加熱体の異常昇温時に加熱体
のしなり側を受け止めその受け止め部において加熱体の
しなりを規制して加熱体にストレスを集中させ、その集
中ストレスで加熱体に１次系回路の断線を含む割れを発
生させる凸部を設けたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】１次系回路は基板の長手方向に沿うほぼ
並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱体を
基板上の幅の中心からずらすことで、加熱体の幅方向の
中心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張
変位量の差を作ることを特徴とする請求項１に記載の加
熱装置。
【請求項３】１次系回路は基板の長手方向に沿うほぼ
並行２本の抵抗発熱体を含み、その一方の抵抗発熱体を
基板の幅方向の中心に持ち、他方の抵抗発熱体を基板の
幅方向の中心からずらすことで、加熱体の幅方向の中心
線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張変位
量の差を作ることを特徴とする請求項１に記載の加熱装
置。
【請求項４】１次系回路の抵抗発熱体の２次系回路側
に対応する部分を基板の幅方向の中心に持ち、対応しな
い部分を基板の幅方向の中心からずらすことで、加熱体
の幅方向の中心線に対して一方側と他方側との加熱体部
分に熱膨張変位量の差を作ることを特徴とする請求項１
に記載の加熱装置。
【請求項５】１次系回路は基板の長手方向に沿うほぼ
並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱体を
基板の幅方向の中心に持ち、一方側と他方側との抵抗発
熱体に抵抗値分布差を作ることで、加熱体の幅方向の中
心線に対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張変
位量の差を作ることを特徴とする請求項１に記載の加熱
装置。
【請求項６】１次系回路は基板の長手方向に沿うほぼ
並行２本の抵抗発熱体を含み、この２本の抵抗発熱体を
基板の幅方向の中心に持ち、一方側と他方側の抵抗発熱
体との太さを変えることで、加熱体の幅方向の中心線に
対して一方側と他方側との加熱体部分に熱膨張変位量の
差を作ることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項７】一方の面が加熱体と摺動し他方の面が被
加熱材に接して共に移動するフィルムを有し、フィルム
を介した加熱体からの熱により被加熱材を加熱すること
を特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の加熱装
置。
【請求項８】加熱体と摺動するフィルムと、該フィル
ムを介して加熱体と圧接する加圧部材を有し、フィルム
と加圧部材の間で被加熱材を挟持搬送してフィルムを介
した加熱体からの熱により被加熱材を加熱することを特
徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の加熱装置。
【請求項９】加圧部材が回転駆動されることを特徴と
する請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】加熱体がセラミック基板に電力の供給
を受けて発熱する抵抗発熱体を含む１次系回路と、温度
検知素子を含む２次系回路を具備させたセラミックヒー
タであることを特徴とする請求項１ないし９の何れかに
記載の加熱装置。
【請求項１１】被加熱材が未定着画像を担持している
被記録材であり、装置が画像加熱定着装置であることを
特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の加熱装
置。
【請求項１２】被記録材に未定着画像を形成担持させ
る像形成手段と、該未定着画像を被記録材に加熱定着さ
せる画像加熱定着手段を有する画像形成装置において、
画像加熱定着手段が請求項１ないし１１の何れかに記載
の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。