特開 2024-124844 像加熱装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024124844

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】像加熱装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240906BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 515

H05B3/00 335

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023032790

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000718

【氏名又は名称】弁理士法人中川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小栗 寛司

【テーマコード（参考）】

2H033

3K058

【Ｆターム（参考）】

2H033AA03

2H033BA11

2H033BA12

2H033BA25

2H033BA26

2H033BA27

2H033BA31

2H033BB03

2H033BB05

2H033BB06

2H033BB13

2H033BB14

2H033BB15

2H033BB18

2H033BB21

2H033BB22

2H033BB26

2H033BB29

2H033BB30

2H033BB33

2H033BB34

2H033BB38

2H033BE03

2H033CA07

2H033CA27

3K058AA86

3K058BA18

3K058DA01

(57)【要約】

【課題】発熱領域が記録材の幅方向に分割された加熱手段において最大幅の記録材が通紙されても、端部の温度低下を軽減し、画像定着不良を抑制する。
【解決手段】通電により発熱する発熱領域が記録材の搬送方向に直交する幅方向に分割された加熱手段と、前記加熱手段に対向して配置され、前記加熱手段との間に記録材を挟持する加圧部材と、を備え、前記加熱手段の熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、前記発熱領域のうち、記録材の幅方向の最端部に位置する発熱領域は、その抵抗値がその他の発熱領域に比べて大きい。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電により発熱する発熱領域が記録材の搬送方向に直交する幅方向に分割された加熱手段と、
前記加熱手段に対向して配置され、前記加熱手段との間に記録材を挟持する加圧部材と、を備え、
前記加熱手段の熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
前記発熱領域のうち、記録材の幅方向の最端部に位置する発熱領域は、その抵抗値がその他の発熱領域に比べて大きい、ことを特徴とする像加熱装置。

【請求項2】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記記録材の幅方向の最も外側が内側よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項3】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記記録材の幅方向において最も外側の一部分がそれよりも内側の部分よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。

【請求項4】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記記録材の幅方向において前記記録材に形成する画像の領域よりも外側の部分がそれよりも内側の部分よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。

【請求項5】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記記録材の幅方向において前記記録材の端部よりも外側の部分がそれよりも内側の部分よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。

【請求項6】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記その他の発熱領域とは異なる材質で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項7】

前記最端部に位置する発熱領域は、前記その他の発熱領域とは異なる厚みで形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項8】

前記加熱手段は、記録材の搬送方向に並べた複数の発熱体を有し、
前記複数の発熱体は、前記搬送方向に直交する幅方向に分割され、前記搬送方向に重ならない位置に設けられた前記発熱領域を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項9】

前記加熱手段は、前記搬送方向に直交する幅方向に分割され、前記搬送方向に重ならない位置に設けられた前記発熱領域を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項10】

前記加熱手段は、各発熱体の前記幅方向の一方が独立した電極に接続され、他方が共通の電極に接続され、各発熱体が独立して給電可能な構成である、ことを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。

【請求項11】

円筒状のベルトと、
前記ベルトを加熱する前記加熱手段と、
前記ベルトを介して前記加熱手段に対向して配置され、前記加熱手段に前記ベルトを接触させ、前記ベルトとの間に記録材を挟持する前記加圧部材と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

【請求項12】

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であって、
前記定着部が請求項１乃至請求項１１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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、シート状の記録材の上に未定着のトナー画像を形成し、そのトナー画像を定着装置により加熱・加圧して記録材上に定着している。

【0003】

従来の定着装置のうちの１つとして、加熱手段にセラミックヒータを使用した定着装置がある。この定着装置では、クイックスタート性（オンデマンド性）を有し、画像形成装置のスタンバイ時に、定着装置への電力供給を極力抑え、消費電力を少なくする省エネルギータイプの定着ベルト加熱方式が採用されている。定着ベルト加熱方式の定着装置は、加熱手段としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に定着ベルトを介在させて定着ニップ部を形成する。この定着ニップ部において、定着ベルトと加圧ローラとにより未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送しつつ、トナー像を熱と圧力で記録材に定着させる。

【0004】

ところが、近年の画像形成装置の定着装置は、更なる急速温度上昇によるウォームアップタイムの短縮と多様なサイズの記録材対応が求められてきている。ウォームアップタイム短縮のために定着ヒータの熱容量を小さくすると、記録材の最大幅に合わせた長さの発熱体のみでは、記録材が通過する通紙部領域に対して、記録材が通過しない非通紙部領域の温度が高くなり過ぎてしまう（以下、「端部昇温」という）。また、多様なサイズの記録材に対応するために、画像形成装置で使用される記録材の最大幅（以下、「最大記録材幅」という）に合わせた長さの発熱体のみで、温度コントロールするには、限界がある。

【0005】

そこで、特許文献１では、記録材幅に合わせて独立制御可能な発熱領域を備える分割ヒータの技術が開示されている。特許文献１は、記録材に合わせて適当な発熱領域を発熱させることで、非通紙部領域で発熱する領域を狭めることが可能となり、端部昇温を更に抑制することができる。また、多様なサイズの記録材に対応することもできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－８６０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示されている分割ヒータは、最大記録材幅に近い記録材が通紙された場合、全ての分割ヒータを点灯させても、最も端部に位置する分割ヒータの発熱体（以下、「最端発熱体」という）の端部側温度が下がってしまう。これは、最端発熱体の端部側に分割ヒータが存在しないため、端部側の温度が記録材に奪われてしまうためである。ゆえに、この状態では、記録材に十分な熱量を与えることができず、画像定着不良を引き起こすおそれがある。

【0008】

端部側の温度を下がらないようにするため、ヒータの長さを長くして、最大記録材幅よりも大きいセラミックヒータを用いれば課題は解決できるものの、ヒータの長さの延長に伴い定着装置の肥大化を招くほか、セラミックヒータのコストアップが懸念される。

【0009】

本発明の目的は、分割ヒータにおいて最大記録材幅が通紙されても、端部の温度を下げることなく画像定着不良を軽減することのできる像加熱装置および画像形成装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、通電により発熱する発熱領域が記録材の搬送方向に直交する幅方向に分割された加熱手段と、前記加熱手段に対向して配置され、前記加熱手段との間に記録材を挟持する加圧部材と、を備え、前記加熱手段の熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、前記発熱領域のうち、記録材の幅方向の最端部に位置する発熱領域は、その抵抗値がその他の発熱領域に比べて大きい、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、発熱領域が記録材の幅方向に分割された加熱手段において最大幅の記録材が通紙されても、端部の温度低下を軽減し、画像定着不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】画像形成装置の概略構成図

【図2】定着装置の概略断面図

【図3】定着装置における定着ヒータの構造図

【図4】（ａ）（ｂ）定着ヒータの形状を示す要部拡大図、記録材とヒータ温度の関係を示す表図

【図5】定着ヒータに記録材を通紙した時の各発熱体の通電量の関係を示す図

【図6】定着ヒータ周りの回路図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本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り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0014】

（画像形成装置）
本実施例に係る画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１は本実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。

【0015】

図１に示すように、画像形成装置１００は、記録材に画像を形成する画像形成部として、４つの画像形成ステーションを備えている。第一の画像形成ステーション（ｙ）はイエロー、第二の画像形成ステーション（ｍ）はマゼンタ、第三の画像形成ステーション（ｃ）はシアン、第四の画像形成ステーション（ｋ）はブラックの各色の画像形成を行う。

【0016】

なお、これらの画像形成ステーションの構成は、現像剤としてのトナーの色が異なる以外は同様の構成である。そのため、以降の説明では、代表としてイエローの画像形成ステーションの構成を説明し、その他の色の画像形成ステーションの説明は省略する。

【0017】

画像形成ステーション（ｙ）において、１０１ｙは第一の像担持体である感光ドラム、１０２ｙは帯電ローラ、１０３ｙは露光装置、１０４ｙは現像器、１０５ｙは１次転写ローラ、１０６ｙは感光体クリーナを示している。１０７は第二の像担持体である中間転写ベルト、１０８は２次転写ローラ、１１０は中間転写ベルトクリーナを示している。１１１は給紙カセット、１１２はピックアップローラ、１１３は給紙ローラ、１１４はレジローラ、１１５、１１６、１１７、１１８は搬送ローラを示している。Ｅｙは露光のレーザー光、Ｐは紙等の記録材を示している。

【0018】

画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵ（不図示）が、記録材Ｐへの画像形成命令を受けることで、感光ドラム１０１ｙ、現像器１０４ｙ、２次転写ローラ１０８はそれぞれ駆動装置（不図示）によって図１に示す矢印方向に所定の速度で回転駆動される。

【0019】

感光ドラム１０１ｙはこの回転過程で、帯電ローラ１０２ｙにより所定の極性および電位に一様に帯電される。次に、帯電された感光ドラム１０１ｙは、画像信号に応じた露光装置１０３ｙからのレーザー照射により、感光ドラム１０１ｙ上に静電潜像が形成される。その後、静電潜像が形成された感光ドラム１０１ｙは、現像位置において現像器１０４ｙによりトナーを用いてトナー像が現像される。感光ドラム１０１ｙ上に形成されたトナー像は、１次転写部にて１次転写ローラ１０５ｙによって中間転写ベルト１０７に転写される。

【0020】

同様に、その他の画像形成ステーションにて各感光ドラム１０１上に現像された各色のトナー像は、各々１次転写ローラ１０５によって中間転写ベルト１０７に重ねて転写される。中間転写ベルト１０７上の４色のトナー像は、２次転写部に送られる。

【0021】

以上の過程において、感光ドラム１０１上および中間転写ベルト１０７上に残留したトナーは、それぞれ、感光体クリーナ１０６および中間転写ベルトクリーナ１１０によって掻き取られ、回収される。

【0022】

一方、給紙カセット１１１に収容された記録材Ｐは、ピックアップローラ１１２によって繰り出され、給紙ローラ１１３によって一枚ずつ給紙される。給紙された記録材Ｐは、レジストローラ１１４にて斜行が補正される。斜行補正された記録材Ｐは、レジストローラ１１４によって所定のタイミングで２次転写部に送られる。給紙ローラ１１３は記録材Ｐの重送防止、レジストローラ１１４は記録材Ｐの斜行防止のために備えられている。

【0023】

中間転写ベルト１０７上に重ねて転写された４色のトナー像は、２次転写部にて２次転写ローラ１０８によって記録材Ｐの表面に転写される。このとき、記録材Ｐは、中間転写ベルト１０７上のトナー像が２次転写ローラ１０８を通過するタイミングに合わせて、レジストローラ１１４によって２次転写部に送られる。中間転写ベルト１０７上の４色のトナー像は、高圧基板（不図示）により２次転写ローラ１０８に印加された電圧によって、記録材Ｐの表面に一括して転写される。

【0024】

２次転写ローラ１０８によってトナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置１に送られる。定着装置１は、記録材Ｐに形成された画像（トナー像）を記録材Ｐに定着する。

【0025】

画像が定着された記録材Ｐは、その後、搬送ローラ１１５、１１６、１１７、１１８を介して画像形成装置１００の外部に排紙される。このようにして、カラー画像が形成された記録材Ｐを得る。

【0026】

以上説明した画像形成装置１００による画像形成動作は、画像形成装置１００の上面の操作部１１９、あるいはネットワークを経由して、ユーザからの指示によって行われる。また、この一連の画像形成動作は、操作部１１９、あるいはネットワークを経由した各入力信号に従って制御部としてのＣＰＵ（不図示）が制御している。

【0027】

（定着装置）
次に定着装置１について、図２を用いて説明する。図２は記録材Ｐの搬送方向に沿った定着装置１の概略断面図である。

【0028】

画像形成装置１００は、記録材Ｐに形成された画像を加熱する像加熱装置として、前記定着装置（定着部）１を備えている。

【0029】

図２に示すように、定着装置１は、定着ヒータユニット２と、加圧ローラ３と、を備えている。記録材Ｐは、トナー像の定着時に定着ヒータユニット２と加圧ローラ３との間を挟持搬送される。

【0030】

図２に示すように、定着ヒータユニット２は、セラミックヒータ（以下、「定着ヒータ」という）２０と、横断面が半円弧桶形のヒータホルダ２ｂと、補強板金２ｃと、円筒形状の無端ベルトである定着フィルム２ａと、を備えている。ヒータホルダ２ｂは、定着ヒータ２０を支持する支持体である。補強板金２ｃは、逆Ｕ字形であり、加圧ローラ３により加圧された際に、定着ヒータユニット２が変形しないように設けられている。

【0031】

加熱手段としての定着ヒータ２０は、複数の発熱体２１～２３と、前記複数の発熱体２１～２３を記録材Ｐの搬送方向に並べた基板２５と、を備えている。基板２５は、記録材Ｐの搬送方向に直交する幅方向を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量の基板である。

【0032】

定着ヒータ２０は、基板２５の一方の面に複数の発熱体２１～２３を設けている。また発熱体２１～２３は、絶縁を確保するために保護ガラス２６に覆われている。定着ヒータ２０は、ヒータホルダ２ｂに固定して支持されている。

【0033】

さらに定着ヒータ２０は、基板２５の定着フィルム２ａとの接触面側に、摺動層として厚さ１０［μｍ］程度のポリイミド層を設けてもよい。この摺動層（ポリイミド層）により、定着フィルム２ａと定着ヒータ２０との摺擦抵抗を低減することで、駆動トルクの低減および定着フィルム２ａの内面の磨耗を防止することができる。

【0034】

定着フィルム２ａは、厚さ３０［μｍ］のステンレスを円筒状に形成した基材上に、厚さ約３００［μｍ］のシリコーンゴム層（弾性層）がリングコート法により形成されている。さらに弾性層上には、定着フィルム２ａの最表面層として、厚さ２０［μｍ］のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂チューブが被覆された構造となっている。

【0035】

定着フィルム２ａは、内面にグリスが塗布され、ヒータホルダ２ｂと定着フィルム２ａの内面との摺動性の向上が図られている。

【0036】

なお、定着フィルム２ａは、ステンレス以外に、ニッケル系金属材料や、ポリイミド等の耐熱樹脂などを円筒状の基材に用いてもよい。また、ポリイミド等の耐熱樹脂を基材として用いる場合には、摺動層としてのポリイミド層は必要なくなる。

【0037】

加圧ローラ３は、定着フィルム２ａを介して定着ヒータ２０に対向して配置されている。ここでは、加圧ローラ３は、定着ヒータユニット２の下方に設けられている。加圧ローラ３は、ステンレス製の芯金（軸部）３ａ上に、厚さ約３［ｍｍ］のシリコーンゴム層（弾性層）３ｂ、さらに厚さ約４０［μｍ］のＰＦＡ樹脂チューブ（表層）３ｃを順に積層した多層構造の加圧部材である。この加圧ローラ３の芯金３ａの両端部が装置フレームの側板（不図示）間に回転可能に軸受保持されている。

【0038】

ヒータホルダ２ｂは、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されており、定着ヒータ２０を保持するとともに定着フィルム２ａをガイドする役割を果たしている。ヒータホルダ２ｂの両端部は、不図示の加圧機構により総圧９０～３２０［Ｎ］の力で加圧ローラ３の方向に付勢されている。その結果、定着ヒータ２０の下面（加熱面とは反対側の面）が、定着フィルム２ａを介して加圧ローラ３の弾性層に抗して所定の押圧力をもって圧接され、定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成する。言い換えれば、加圧ローラ３は、定着フィルム２ａを介して定着ヒータ２０に対向して配置されており、定着ヒータ２０に定着フィルム２ａを接触させ、定着フィルム２ａとの間に記録材Ｐを挟持する挟持部（定着ニップ部Ｎ）を形成する。

【0039】

このような構成の定着装置１は、加圧ローラ３が、駆動系（不図示）により、記録材Ｐの搬送方向に回転駆動（図２では反時計回り）される。加圧ローラ３が回転駆動されることで、定着フィルム２ａは、定着ヒータ２０の基板表面に密着摺動して、ヒータホルダ２ｂの周囲を回動する。

【0040】

定着装置１は、定着温度を検出するための温度検出手段としてのサーミスタ２ｄを備える。サーミスタ２ｄは、熱源である定着ヒータ２０の下面（加熱面）に対して上面（非加熱面）に設置されている。サーミスタ２ｄは、定着ヒータ２０の中央温度を検出する機能を担っている。

【0041】

定着装置１は、サーモスタット２ｅを備える。サーモスタット２ｅは、定着ヒータ２０の温度が所定温度（目標温度）に達するとバイメタルが反転して接点が開放される感温スイッチである。サーモスタット２ｅは、定着ヒータ２０の温度が所定温度を超えると、接点が開放されて、定着ヒータ２０への電力供給を遮断する機能を担っている。なお、定着ヒータ２０に供給される電力は交流電力である。

【0042】

加圧ローラ３が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム２ａが従動回転状態になると、定着ヒータ２０に通電（交流電力の供給）が行われる。そして、定着ヒータ２０の温度が目標温度に到達して温度調整された状態になると、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した記録材Ｐが導入される。

【0043】

定着ニップ部Ｎでは、記録材Ｐのトナー像を担持する面が定着フィルム２ａの外面に密着する。記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２ａとともに移動する。記録材Ｐが定着ニップ部Ｎで挟持されて搬送される過程において、定着ヒータ２０からの熱が定着フィルム２ａを介して記録材Ｐに付与される。定着ヒータ２０からの熱により、未定着のトナー像が記録材Ｐ上に溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着フィルム２ａから分離されて搬送される。

【0044】

（定着ヒータ）
次に、定着ヒータ２０について図３を用いて詳しく説明する。図３は本実施例における定着ヒータ２０の構造図である。

【0045】

定着ヒータ２０は、記録材Ｐの搬送方向に並べた複数の発熱体２１～２３を有している。なお、ここでは、定着ヒータ２０は３本の発熱体２１～２３を有する構成を例示しているが、本発明はこれに限らず、複数本の発熱体に適用できる。

【0046】

複数の発熱体２１～２３は、アルミナや窒化アルミ等のセラミックを素材とする基板２５に対して、基板２５の一方の面である定着フィルム２ａと接触する面に設けられている。複数の発熱体２１～２３は、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）等で構成され、前記基板２５の前記一方の面に印刷、焼成されている。

【0047】

そして定着ヒータ２０は、各発熱体２１～２３が独立して給電可能な構成となっている。具体的には、定着ヒータ２０の各発熱体２１～２３は、長手方向の一方の端部が独立した電極３１～３３にそれぞれ接続され、他方の端部が共通の電極３５に接続されている。更に発熱体２１～２３は、保護ガラス２６で覆われている。

【0048】

複数の発熱体２１～２３は、それぞれ発熱領域２１ａ～２３ａを有しており、各電極３１～３３から通電することで、通電された発熱体の発熱領域が点灯し発熱する。なお、各発熱体２１～２３は、それぞれ通電時に発熱しない非発熱領域２１ｂ～２３ｂを有している。定着ヒータ２０において、各発熱体２１～２３の発熱領域２１ａ～２３ａは、以下のようにして、前記搬送方向に直交する幅方向に分割され、前記搬送方向に重ならない位置に設けられている。

【0049】

なお、記録材の搬送方向に直交する幅方向は、前述した基板２５の長手方向と同じ方向でもあるため、以下の説明では、記録材の搬送方向に直交する方向は、記録材の幅方向または長手方向という。また基板２５の長手方向に直交する方向は、記録材の搬送方向と同じ方向であり、基板２５の長手方向の長さに対して短いため、短手方向ともいう。

【0050】

定着ヒータ２０において、第一の発熱体２１は、長手方向の両側が非発熱領域２１ｂ、２１ｂに挟まれた１つの発熱領域２１ａを有する。その他の発熱体である第二の発熱体２２、第三の発熱体２３は、それぞれ非発熱領域２２ｂ、２３ｂを挟んで長手方向の両側に発熱領域２２ａ、２３ａを有する。

【0051】

３本の発熱体２１～２３のうち、第一の発熱体２１の発熱領域２１ａは長手方向の中央に配置されている。定着ヒータ２０において、記録材Ｐの通過する長手方向の中央を中央点Ｏとし、図中に破線で示す。その他の発熱体２２、２３の各発熱領域２２ａ、２３ａは、中央点Ｏから定着ヒータ２０の長手方向の外側に向かって第一の発熱領域２１ａから順に、第二の発熱領域２２ａ、第三の発熱領域２３ａの順で配置されている。また、発熱体２１～２３（の発熱領域）は、中央点Ｏを基準として定着ヒータ２０の長手方向において対称な形状である。

【0052】

第二の発熱体２２の非発熱領域２２ｂは、長手方向の長さが第一の発熱領域２１ａと同じである。そのため、中央点Ｏを基準として長手方向に対称な形状である第二の発熱体２２の第二の発熱領域２２ａは、搬送方向において第一の発熱領域２１ａに重ならない。

【0053】

第三の発熱体２３の非発熱領域２３ｂは、長手方向の長さが第一の発熱領域２１ａとその両側の第二の発熱領域２２ａとを合わせた長さと同じである。そのため、中央点Ｏを基準として長手方向に対称な形状である第三の発熱体２３の第三の発熱領域２３ａは、搬送方向において第一の発熱領域２１ａとその両側の第二の発熱領域２２ａに重ならない。

【0054】

なお、図３に示す定着ヒータにおける発熱体の発熱領域の長さおよび発熱領域の配置場所は例示であって、これに限定されるものではない。発熱体の発熱領域の長さおよび発熱領域の配置場所は、画像形成装置が対応できる複数の記録材の幅などに応じて、適宜決定する。

【0055】

一例として、第一の発熱体２１の第一の発熱領域２１ａの幅方向の長さは１６８［ｍｍ］であり、記録材の最大幅である最大記録材幅の中央（中央点Ｏ）で線対称となるように配置している。第二の発熱体２２の第二の発熱領域２２ａの幅方向の長さは６２［ｍｍ］であり、第一の発熱体２１の第一の発熱領域２１ａと第一の非発熱領域２１ｂとの境から両電極方向に配置している。さらに、第三の発熱体２３の第三の発熱領域２３ａの幅方向の長さは２２［ｍｍ］であり、第二の発熱体２２の第二の発熱領域２２ａと非発熱領域２２ｂとの境から両電極方向に配置している。

【0056】

前記複数の発熱体２１～２３の発熱領域２１ａ～２３ａのうち、記録材Ｐの幅方向の最端部に位置する発熱領域２３ａは、その形状が他の発熱領域２１ａ、２２ａの形状とは異なっている。例えば本実施例では、図３に示すように、前記最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向の最も外側が内側よりも記録材の搬送方向の長さが狭いテーパ形状に形成されている。

【0057】

言い換えれば、前記複数の発熱体２１～２３の発熱領域２１ａ～２３ａのうち、記録材Ｐの幅方向の最端部に位置する発熱領域２３ａは、その抵抗値が他の発熱領域２１ａ、２２ａに比べて大きくなるようにしている。すなわち、最端部に位置する発熱領域２３ａ（電極に近い発熱領域２３ａ）の形状を外側ほど狭いテーパ形状にすることで、他の発熱領域２１ａ、２２ａよりも抵抗値が大きくなるようにしている。

【0058】

さらに詳しくは、前記最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向において最も外側の一部分２３ａ１がそれよりも内側の部分２３ａ２よりも記録材Ｐの搬送方向の長さが狭いテーパ形状に形成されている。

【0059】

次に図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて、本実施例における定着ヒータ２０の形状について、比較例の定着ヒータの形状と比較して説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）は、図３に示す定着ヒータ２０の最端部に位置する発熱領域２３ａの一部（丸枠箇所）を拡大した要部拡大図である。

【0060】

図４（ａ）は、比較例の定着ヒータ２０の形状と、最大記録材幅が通紙されたときの定着ヒータ２０のヒータ温度を模式的に示したものである。比較例の定着ヒータ２０において、最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向の内側から最も外側まで記録材の搬送方向の長さが同じ形状に形成されている。

【0061】

図４（ｂ）は、本実施例の定着ヒータ２０の形状と、最大記録材幅が通紙されたときの定着ヒータ２０のヒータ温度を模式的に示したものである。本実施例の定着ヒータ２０において、最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向において最も外側の一部分２３ａ１がそれよりも内側の部分２３ａ２よりも記録材Ｐの搬送方向の長さが狭いテーパ形状に形成されている。

【0062】

ここで、各発熱体２１～２３の発熱領域２１ａ～２３ａの端部側から所定の位置にある閾値αの説明をする。これは、最大記録材幅を中心としたとき、各発熱領域の閾値αを超える記録材が通紙された場合、その発熱領域と隣り合う端部側の発熱領域を点灯させ、発熱させる判断基準である。つまり、記録材Ｐの幅（幅方向の長さ）が発熱領域２１ａの閾値αを超える場合は、その発熱領域２１ａと隣り合う端部側の発熱領域２２ａも発熱させる動作を行う。また、第二の発熱領域２２ａの閾値αを超える場合は、その発熱領域２２ａと隣り合う端部側の発熱領域２３ａも発熱させる動作を行う。

【0063】

図４（ａ）に示す比較例の定着ヒータ２０では、最大記録材幅は最端部に位置する発熱領域２３ａの閾値αを超える記録材であるため、隣り合う端部側の発熱領域を点灯しなければ、この記録材に必要な電力を賄うことができない。しかし、発熱領域２３ａは幅方向の最端部に位置するため、それよりも隣り合う端部側の発熱領域は存在していない。ゆえに、比較例の定着ヒータ２０の形状では、最大記録材幅に近い紙が通紙されたとき、十分な電力を賄うことができず、記録材に熱が奪われてしまい、端部側のヒータ温度は下がってしまう 。

【0064】

これに対し図４（ｂ）に示す本実施例の定着ヒータ２０では、最端部に位置する発熱領域２３ａの最も外側の一部分２３ａ１をそれよりも内側の部分２３ａ２よりも抵抗値を大きくし、電力量を大きくしている。すなわち、最端部に位置する発熱領域２３ａの最も外側の一部分２３ａ１を外側ほど狭いテーパ形状に形成している。

【0065】

ここでは、最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向において前記記録材Ｐの最大記録材幅の端部よりも外側の部分２３ａ１がそれよりも内側の部分２３ａ２よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されている。

【0066】

ここでは、最端部に位置する発熱領域２３ａのテーパ形状の開始位置を最大記録材幅よりも外側にしているが、これに限らない。最端部に位置する発熱領域２３ａのテーパ形状の開始位置を、前述の最大記録材幅（図４（ｂ）に示す破線位置）にかえて、記録材に画像を形成する領域よりも外側にしても良い。すなわち、前記発熱領域２３ａにおいて、記録材Ｐの幅方向において最も外側の一部分２３ａ１としては、記録材Ｐの端部よりも外側の部分に限定されず、記録材Ｐに形成する画像の領域よりも外側の部分でも良い

【0067】

言い換えれば、最端部に位置する発熱領域２３ａは、記録材Ｐの幅方向において前記記録材Ｐに形成する画像の領域よりも外側の部分２３ａ１がそれよりも内側の部分２３ａ２よりも記録材の搬送方向の長さが狭い形状に形成されていても良い。

【0068】

このように最端部に位置する発熱領域２３ａを図４（ｂ）に示すテーパ形状にすることで、発熱領域の搬送方向の長さが狭まり、抵抗値が大きくなるため、発熱領域のテーパ形状箇所の電力量が大きくなる。その結果、最端部の発熱領域２３ａの端部側の電力量は、他の発熱領域より大きくなるため、熱量が上昇する。最端部の発熱領域２３ａの端部側の熱量が大きくなるため、当該発熱領域２３ａの閾値αも比較例に比べて幅方向の長さを短くできる。電力量は抵抗値に比例するため、最端部の発熱領域２３ａの閾値αが最大記録材幅に跨らないような適当なテーパ形状にすることで、最大記録材幅の記録材が通紙されても十分な熱量を供給することができる。

【0069】

次に図５を用いて、本実施例における定着ヒータ２０おいて、様々な記録材を通紙したときの各発熱体（発熱領域）の通電量について説明する。以下、幅方向の長さが異なる３種類の記録材Ｐ１～Ｐ３が通紙されたときの場合に分けて説明する。

【0070】

まず記録材Ｐ１が通紙された場合について説明する。記録材Ｐ１の幅方向の長さは第一の発熱体２１の第一の発熱領域２１ａに収まり、第一の発熱領域２１ａの閾値αを跨いでいない。そのため、この記録材Ｐ１は第一の発熱体２１に電力投入するだけで、十分な熱量を確保できると、ヒータ制御手段５０が判断する。すなわち、第一の発熱体２１だけが発熱する。記録材Ｐ１に必要な電力量となるように第一の発熱体２１を通電し、温度調整制御を行う。このときの通電量は例えば６０％である。

【0071】

次に記録材Ｐ２が通紙された場合について説明する。記録材Ｐ２の幅方向の長さは、第一の発熱体２１の第一の発熱領域２１ａの閾値αを跨いでいる。そのため、この記録材Ｐ２は第一の発熱体２１と第二の発熱体２２に電力投入することで、十分な熱量を確保できると、ヒータ制御手段５０が判断する。すなわち、第一の発熱体２１と第二の発熱体２２が発熱する。記録材Ｐ２に必要な電力量となるように、第一の発熱体２１には最大電力となるように通電し、残りの必要な電力量になるように補うように、第二の発熱体２２を通電し、温度調整制御を行う。このときの通電量は例えば第一の発熱体２１には１００％、第二の発熱体２２には１５％である。

【0072】

次に記録材Ｐ３が通紙された場合について説明する。記録材Ｐ３の幅方向の長さは、第二の発熱体２２の閾値αを跨いでいる。そのため、この記録材Ｐ３は第一の発熱体２１と第二の発熱体２２および第三の発熱体２３に電力投入することで、十分な熱量を確保できると、ヒータ制御手段５０が判断する。すなわち、第一の発熱体２１と第二の発熱体２２および第三の発熱体２３が発熱する。記録材Ｐ３に必要な電力量となるように、第一の発熱体２１および第二の発熱体２２には最大電力となるように通電し、残りの必要な電力量になるように補うように、第三の発熱体２３を通電し、温度調整制御を行う。このときの通電量は例えば第一の発熱体２１および第二の発熱体２２には１００％、第三の発熱体２３には４０％である。

【0073】

以上のように、記録材Ｐの幅方向の長さに応じて通電する発熱体２１～２３を決定し、それぞれの記録材に必要な電力を定着ヒータ２０の中心に位置する発熱体２１から、隣り合う端部側の発熱体２２、２３へと広げていき、電力量を大きくしていく動作を行う。

【0074】

次に図６を用いて、本実施例における定着ヒータ２０おいて、発熱体に電力を供給し、定着ヒータ２０の温度制御を行う様子を説明する。図６は、定着ヒータ周りの回路図である。

【0075】

画像形成装置１００に供給される交流電圧源５１が、スイッチ手段５２，５３と各発熱体ごとのヒータ電力制御手段６１，６２，６３を通して、定着ヒータ２０内の発熱体２１、発熱体２２および発熱体２３へと電力を供給する。定着ヒータ２０の温度は、温度検出手段としてのサーミスタ２ｄで検出している。その検出した温度が、予めヒータ制御手段５０が記憶している目標温度になるように、ヒータ制御手段５０は発熱体２１、発熱体２２および発熱体２３の電力制御をする。ここでヒータ制御手段５０が行う制御について説明する。

【0076】

ヒータ制御手段５０は、画像形成装置１００の動作モードが稼働状態時のプリントモードもしくは待機状態時のスタンバイモードの場合、スイッチ手段５２をＯＮさせ、発熱体２１、発熱体２２および発熱体２３へ電力を供給する準備を行う。次にヒータ制御手段５０は、各発熱体を点灯させるために、画像形成装置１００に通紙される記録材Ｐの大きさと、予め記憶している点灯パターンに応じてヒータ電力制御手段６１，６２，６３を制御する。発熱体２１、発熱体２２および発熱体２３を点灯させることで、定着ヒータ２０が加熱されていく。ヒータ制御手段５０は、定着ヒータ２０付近にあるサーミスタ２ｄで検出した温度情報を監視し、その温度情報に基づいて、発熱体２１、発熱体２２および発熱体２３の点灯もしくは消灯タイミングを可変させていく。

【0077】

以上のように、発熱領域が記録材の幅方向に分割された定着ヒータ２０において、最端部に位置する発熱体２３を、他の発熱体２１、２２よりも抵抗値を大きくする。これにより、最大幅の記録材が通紙されても、端部の温度低下を軽減し、画像定着不良を抑制することができる。

【0078】

なお、前述した実施例では、最端部に位置する発熱体をテーパ形状にして、他の発熱体よりも抵抗値を大きくする構成について説明したが、これに限定されるものではなく、他の方法を用いて抵抗値を変化させてもよい。例えば、最端部に位置する発熱体２３（発熱領域２３ａ）を、他の発熱体２１、２２（発熱領域２１ａ、２２ａ）とは異なる材質（抵抗材料）で形成して、抵抗値を大きくする構成にしても良い。あるいは、最端部に位置する発熱体２３（発熱領域２３ａ）を、他の発熱体２１、２２（発熱領域２１ａ、２２ａ）とは異なる厚みで形成そて。抵抗値を大きくする構成にしても良い。このように構成しても、前述した実施例と同様の効果が得られる。

【0079】

また前述した実施例では、定着ヒータ２０は３本の発熱体２１～２３を有する構成を例示したが、本発明はこれに限らず、複数本の発熱体に適用できる。また、各発熱体へ給電するための電極位置を、定着ヒータ２０の端部に位置している構成を例示したが、本発明はこれに限らない。

【0080】

また前述した実施例では、複数の感光ドラムを有する電子写真方式のフルカラーの画像形成装置に適用した例を説明したが、本発明はこれに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。

【0081】

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

【0082】

また前述した実施例では、像加熱装置としてプリンタや複写機等の画像形成装置に搭載される定着装置を例示した。しかしながら、本発明はこのような定着装置に限られるものではなく、例えば、記録材に形成された画像の光沢性を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置にも適用できる。また、画像形成装置に搭載されない像加熱装置にも適用できる。

【0083】

また前述した実施例では、定着ヒータ２０は、記録材Ｐの搬送方向に並べた複数の発熱体２１～２３を有する構成を例示した。そのうえで前記複数の発熱体２１～２３が、前記搬送方向に直交する幅方向に分割され、前記搬送方向に重ならない位置に設けられた前記発熱領域２１ａ～２３ａを有する構成とした。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、定着ヒータ２０は、１つの発熱体を有する構成であっても良い。そのうえで前記１つの発熱体が、前記搬送方向に直交する幅方向に分割され、前記搬送方向に重ならない位置に設けられた前記発熱領域を有する構成とする。このような構成であっても、前述した効果と同様な効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0084】

Ｎ …定着ニップ部（挟持部）
Ｐ …記録材
１ …定着装置
２ …定着ヒータユニット
２ａ …定着フィルム
２ｂ …ヒータホルダ
２ｃ …補強板金
２ｄ …サーミスタ
２ｅ …サーモスタット
３ …加圧ローラ（加圧部材）
３ａ …芯金（軸部）
３ｂ …シリコーンゴム層（弾性層）
３ｃ …樹脂チューブ（表層）
２０ …定着ヒータ（加熱手段）
２１～２３ …発熱体
２１ａ～２３ａ …発熱領域
２１ｂ～２３ｂ …非発熱領域
２５ …基板
２６ …保護ガラス
３１～３５ …電極
１００ …画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】