JP2017173583A - Heater and fixation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は記録材上の画像を加熱するために用いられるヒータ、および、これを備える定着装置に関するものである。本発明のヒータおよび定着装置は複写機、プリンタ、ファックス、これらの機能を複数備える複合機等の画像形成装置に用いられ得る。 The present invention relates to a heater used for heating an image on a recording material, and a fixing device including the heater. The heater and the fixing device of the present invention can be used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, and a multifunction machine having a plurality of these functions.
従来から画像形成装置では記録材上にトナー像を形成した後に、定着装置で加熱および加圧を施すことで、記録材上にトナー像を定着させる方式が一般的に用いられている。一方、近年の省エネルギーおよびクイックスタートの要望に対して、薄肉ベルトの内面にヒータを当接させ、ベルトを加熱する方式の定着装置が提案されている（特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, a method of fixing a toner image on a recording material by forming a toner image on the recording material and then applying heat and pressure with a fixing device is generally used. On the other hand, in response to the recent demand for energy saving and quick start, a fixing device of a type in which a heater is brought into contact with the inner surface of a thin belt to heat the belt has been proposed (Patent Document 1).
また、特許文献１には加熱する記録材の幅サイズに応じてヒータが発熱する領域（発熱幅）を変更する構成が開示されている。図１１は特許文献１に記載の定着装置におけるヒータ１００６の回路図である。 Patent Document 1 discloses a configuration in which a region (heat generation width) in which a heater generates heat is changed according to the width size of a recording material to be heated. FIG. 11 is a circuit diagram of the heater 1006 in the fixing device described in Patent Document 1.
このヒータ１００６は電極１０２７（１０２７ａ〜１０２７ｆ）を基板１０２１の長手方向に並べて配置し、各電極から抵抗発熱層１０２５（１０２５ａ〜１０２５ｅ）に通電することで抵抗発熱層１０２５を発熱させている。また、このヒータ１００６は各電極が基板上に形成された配線層１０２９（１０２９ａ、１０２９ｂ）に接続されている。詳細には、電極１０２７ｂと電極１０２７ｄに接続される配線層１０２９ｂは基板の長手方向一端へと延びている。電極１０２７ｃと電極１０２７ｅに接続された配線層１０２９ａは基板の長手方向他端へと延びている。 In this heater 1006, electrodes 1027 (1027a to 1027f) are arranged in the longitudinal direction of the substrate 1021, and the resistance heating layer 1025 is heated by energizing the resistance heating layer 1025 (1025a to 1025e) from each electrode. The heater 1006 is connected to a wiring layer 1029 (1029a, 1029b) in which each electrode is formed on the substrate. Specifically, the wiring layer 1029b connected to the electrode 1027b and the electrode 1027d extends to one end in the longitudinal direction of the substrate. The wiring layer 1029a connected to the electrode 1027c and the electrode 1027e extends to the other end in the longitudinal direction of the substrate.
更に、基板の長手方向の一端において、電極１０２７ａと配線層１０２９ｂはそれぞれ配線部材に接続可能となっており、基板の長手方向の他端において、電極１０２７ｆと配線層１０２９ａはそれぞれ配線部材に接続可能となっている。基板の長手方向両端部では各配線を保護する為の絶縁層が設けられておらず、配線層１０２９ａ、１０２９ｂ及び電極１０２７ａ、１０２７ｆが露出した状態となっている。そのため、配線層１０２９ａ、１０２９ｂ及び電極１０２７ａ、１０２７ｆの露出した部位に配線部材が接触することで、抵抗発熱層１０２５は電源供給回路に接続される。 Furthermore, the electrode 1027a and the wiring layer 1029b can be connected to the wiring member at one end in the longitudinal direction of the substrate, and the electrode 1027f and the wiring layer 1029a can be connected to the wiring member at the other end in the longitudinal direction of the substrate. It has become. An insulating layer for protecting each wiring is not provided at both ends in the longitudinal direction of the substrate, and the wiring layers 1029a and 1029b and the electrodes 1027a and 1027f are exposed. Therefore, the resistance heating layer 1025 is connected to the power supply circuit by the wiring member coming into contact with the exposed portions of the wiring layers 1029a and 1029b and the electrodes 1027a and 1027f.
電源供給回路は交流電源とスイッチ１０３３（１０３３ａ、１０３３ｂ、１０３３ｃ、１０３３ｄ）を備えており、スイッチ１０３３のオン、オフによって各配線の接続パターンを変えることができる。つまり、配線層１０２９ａ、１０２９ｂは電源供給回路内の接続パターンに応じて電源端子１０３１ａ側か電源端子１０３１ｂ側のいずれかに接続され、加熱される記録材の幅サイズに応じて抵抗発熱層１０２５の発熱領域（発熱幅）を変えている。 The power supply circuit includes an AC power supply and switches 1033 (1033a, 1033b, 1033c, 1033d), and the connection pattern of each wiring can be changed by turning on and off the switch 1033. That is, the wiring layers 1029a and 1029b are connected to either the power supply terminal 1031a side or the power supply terminal 1031b side according to the connection pattern in the power supply circuit, and the resistance heating layer 1025 depends on the width size of the recording material to be heated. The heat generation area (heat generation width) is changed.
例えば、図１１の（ａ）のように、スイッチ１０３３ａと１０３３ｂがオン、スイッチ１０３３ｃと１０３３ｄがオフの接続パターンの場合には、抵抗発熱層１０２５ａ〜１０２５ｅの全てが発熱する。（ｂ）のように、スイッチ１０３３ａと１０３３ｂがオフ、スイッチ１０３３ｃと１０３３ｄがオンの接続パターンの場合には、抵抗発熱層１０２５ｂ・１０２５ｃ・１０２５ｄが発熱する。 For example, as shown in FIG. 11A, in the case of a connection pattern in which the switches 1033a and 1033b are on and the switches 1033c and 1033d are off, all of the resistance heating layers 1025a to 1025e generate heat. As in (b), in the case of a connection pattern in which the switches 1033a and 1033b are off and the switches 1033c and 1033d are on, the resistance heating layers 1025b, 1025c, and 1025d generate heat.
ところで、特許文献１においてはヒータ温度を検知する温度センサ（温度検知手段）であるサーミスタがヒータ長手のどこの個所に配置されるかは記載されていないが、サーミスタはヒータの長手に一つである。しかしながら、長手の発熱分布を独立に変えられるヒータにおいて、ヒータに配置されているサーミスタの数が一つであると、各発熱体の温度が検知できない。そのため、ヒータが異常昇温したときには、その異常昇温個所に対応するベルト部分の寿命を早めてしまう可能性がある。 By the way, in Patent Document 1, it is not described where the thermistor, which is a temperature sensor (temperature detecting means) for detecting the heater temperature, is arranged in the longitudinal direction of the heater, but there is only one thermistor in the longitudinal direction of the heater. is there. However, in the heater in which the longitudinal heat generation distribution can be changed independently, if the number of thermistors arranged in the heater is one, the temperature of each heating element cannot be detected. Therefore, when the temperature of the heater is abnormally increased, there is a possibility that the life of the belt portion corresponding to the abnormally increased temperature is shortened.
本発明の目的は、加熱する記録材の幅サイズに応じて抵抗発熱体が発熱する領域を変えることが可能であるヒータにおける異常昇温を防止することにある。また、ヒータの異常昇温を防止できる定着装置を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent an abnormal temperature rise in a heater capable of changing a region where a resistance heating element generates heat according to the width size of a recording material to be heated. It is another object of the present invention to provide a fixing device that can prevent an abnormal temperature rise of a heater.
上記の目的を達成するための本発明に係るヒータの代表的な構成は、記録材上の画像を加熱する定着装置に用いられるヒータであって、細長い基板と、前記基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体と、を有し、前記抵抗発熱体の発熱領域に関して加熱する記録材の幅サイズに応じた複数の発熱幅に変更可能であり、前記複数の発熱幅の各幅端部に対応するヒータ部分の温度を検知するための端部温度センサが配置されていることを特徴とする。 A typical configuration of the heater according to the present invention for achieving the above object is a heater used in a fixing device for heating an image on a recording material, and extends along the length of the elongated substrate and the substrate. A resistance heating element that generates heat due to the energization that is present, and can be changed to a plurality of heating widths according to the width size of the recording material to be heated with respect to the heating area of the resistance heating element, the plurality of heating widths An end portion temperature sensor for detecting the temperature of the heater portion corresponding to each width end portion is arranged.
また、上記の目的を達成するための本発明に係るヒータの他の代表的な構成は、記録材上の画像を加熱する定着装置に用いられるヒータであって、細長い基板と、前記基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体と、前記基板に設けられている複数の電極と、前記複数の電極のそれぞれから延在している複数の導体路と、前記複数の導体路のそれぞれから長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の分岐路であって、前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続して分岐路間で前記抵抗発熱体を長手に沿って複数の小区間発熱体に区分している分岐路と、を有し、前記複数の小区間発熱体に関して加熱する記録材の幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように前記複数の電極に対して選択的に電圧が印加されるヒータにおいて、前記領域幅の端部に対応位置する小区間発熱体における前記領域幅の外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知する端部温度センサが配置されていることを特徴とする。 Further, another typical configuration of the heater according to the present invention for achieving the above object is a heater used in a fixing device for heating an image on a recording material, and includes a long and narrow substrate and a longitudinal direction of the substrate. A resistance heating element that generates heat by energization extending along the plurality of electrodes, a plurality of electrodes provided on the substrate, a plurality of conductor paths extending from each of the plurality of electrodes, and the plurality of the plurality of electrodes A plurality of branch paths branching from each of the conductor paths at intervals along the longitudinal direction, and crossing the resistance heating element and electrically connected to the resistance heating element, the resistance between the branch paths And a branch path that divides the heating element into a plurality of small section heating elements along the length, and corresponds to the width size of the recording material to be heated with respect to the plurality of small section heating elements Heat generated by the small section heating element in the area over the area width As described above, in the heater in which a voltage is selectively applied to the plurality of electrodes, the heater portion corresponding to the outer end portion of the region width in the small section heating element positioned corresponding to the end portion of the region width An end temperature sensor for detecting temperature is arranged.
本発明によれば、加熱する記録材の幅サイズに応じて抵抗発熱体が発熱する領域を変えることが可能であるヒータにおける異常昇温を防止できる。また、ヒータの異常昇温を防止できる定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent an abnormal temperature rise in a heater that can change the region in which the resistance heating element generates heat according to the width size of the recording material to be heated. Further, it is possible to provide a fixing device that can prevent an abnormal temperature rise of the heater.
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。尚、以下の実施例では画像形成装置として電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタを例に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below. In the following embodiments, a laser beam printer using an electrophotographic process will be described as an example of an image forming apparatus.
《実施例１》
［画像形成装置］
図５は本実施例におけるプリンタ１の概略断面図である。このプリンタ１は、タンデム方式−中間転写方式のフルカラープリンタであり、イエロ（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｂｋ）色の各色トナーの画像（以降、トナー像）を形成する４つの画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＢｋを有する。
Example 1
[Image forming apparatus]
FIG. 5 is a schematic sectional view of the printer 1 in this embodiment. The printer 1 is a tandem-intermediate transfer type full-color printer, which is an image of toners of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) colors (hereinafter, toner images). ) Has four image forming portions UY, UM, UC, and UBk.
各画像形成部は、それぞれ、感光ドラム２、帯電器３、レーザスキャナ４、現像器５、一次転写帯電器６、ドラムクリーナ７を有する。なお、図の煩雑を避けるため画像形成部ＵＹ以外の画像形成部ＵＭ・ＵＣ・ＵＢｋにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。また、これら画像形成部の電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。 Each image forming unit includes a photosensitive drum 2, a charger 3, a laser scanner 4, a developing device 5, a primary transfer charger 6, and a drum cleaner 7. In order to avoid complication of the drawing, the reference numerals for these devices in the image forming units UM, UC, and UBk other than the image forming unit UY are omitted. Further, since the electrophotographic process and image forming operation of these image forming units are known, the description thereof is omitted.
各画像形成部のドラム２から回動する中間転写ベルト８に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト８上に４色重畳のトナー像が形成される。一方、カセット９又は１０、或いは手差しトレイ１１から記録材（シート、用紙）Ｐが一枚宛給送されて搬送路１２を通って所定の制御タイミングでベルト８と二次転写ローラ１３との圧接部である二次転写ニップ部に導入される。これにより、記録材Ｐに対してベルト８上の４色重畳のトナー像が一括して二次転写される。その記録材Ｐが定着装置４０に導入されてトナー像の定着処理を受ける。 The toner images of the respective colors are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8 that is rotated from the drum 2 of each image forming unit in a predetermined manner. As a result, a four-color superimposed toner image is formed on the belt 8. On the other hand, one sheet of recording material (sheet, paper) P is fed from the cassette 9 or 10 or the manual feed tray 11 and passes through the conveyance path 12 to press the belt 8 and the secondary transfer roller 13 at a predetermined control timing. It is introduced into a secondary transfer nip portion which is a portion. As a result, the four color superimposed toner images on the belt 8 are secondarily transferred onto the recording material P at once. The recording material P is introduced into the fixing device 40 and undergoes a toner image fixing process.
定着装置４０を出た記録材Ｐは片面画像形成モードの場合はフラッパ１４の制御により搬送路１５の側に誘導されて排出トレイ１６上にフェイスダウンで排出される。或いは、搬送路１７の側に誘導されて排出トレイ１８上にフェイスアップで排出される。 In the single-sided image forming mode, the recording material P exiting the fixing device 40 is guided to the conveyance path 15 side by the control of the flapper 14 and is discharged face down on the discharge tray 16. Alternatively, it is guided to the transport path 17 side and discharged onto the discharge tray 18 face up.
両面画像形成モードの場合は、定着装置４０を出た記録材Ｐはフラッパ１４の制御により搬送路１５の側に一旦誘導された後にスイッチバック搬送されて両面搬送路１９の側に導入される。そして、表裏反転された状態で再び搬送路１２を通って二次転写ニップ部に導入されて他方の面にトナー像が形成される。以後は、片面画像形成の場合と同様に定着装置４０に導入され、排出トレイ１６又は１８に両面画像形成物として排出される。 In the double-sided image forming mode, the recording material P exiting the fixing device 40 is once guided to the conveyance path 15 side by the control of the flapper 14, then switched back and introduced to the double-side conveyance path 19 side. Then, in a state where the front and back sides are reversed, the toner image is again formed on the other surface through the conveyance path 12 and introduced into the secondary transfer nip portion. Thereafter, it is introduced into the fixing device 40 as in the case of single-sided image formation, and discharged to the discharge tray 16 or 18 as a double-sided image formed product.
なお、本実施例のプリンタ１においては、大小各種幅サイズの記録材Ｐの搬送は、記録材幅中心の所謂中央基準でなされる。以下において、装置に使用可能な最大幅サイズの記録材を大サイズ記録材、それよりも幅狭の記録材を小サイズ記録材と記す。本実施例の画像形成装置は、Ａ４横サイズ記録材を１分間に３０枚生産することができる。 In the printer 1 of this embodiment, the recording material P having various width sizes is conveyed based on a so-called central reference at the center of the recording material width. Hereinafter, a recording material having the maximum width size usable in the apparatus is referred to as a large size recording material, and a recording material narrower than that is referred to as a small size recording material. The image forming apparatus of this embodiment can produce 30 A4 horizontal size recording materials per minute.
［定着装置］
次に、本実施例における定着装置４０について説明する。図６の（ａ）は定着装置４０の要部の横断面模式図、（ｂ）は定着ベルトの層構成模式図である。図７は定着装置４０の要部の途中部分省略の縦断正面模式図である。定着装置４０の正面は記録材導入側から見た面である。
[Fixing device]
Next, the fixing device 40 in this embodiment will be described. 6A is a schematic cross-sectional view of the main part of the fixing device 40, and FIG. 6B is a schematic diagram of the layer structure of the fixing belt. FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional front view of the main part of the fixing device 40 with the middle part omitted. The front surface of the fixing device 40 is a surface viewed from the recording material introduction side.
この定着装置４０はベルト加熱方式の画像加熱装置であり、大別して、記録材Ｐ上の画像を加熱するベルトユニット６０と対向部材（ニップ形成部材）としての弾性加圧ローラ７０と、これらを収容している装置筐体４１と、を有する。 This fixing device 40 is a belt heating type image heating device, and is roughly classified into a belt unit 60 for heating an image on the recording material P, an elastic pressure roller 70 as a counter member (nip forming member), and these. And an apparatus casing 41.
ベルトユニット６０は可撓性を有する薄肉の定着ベルト（伝熱部材：エンドレスベルト、以下、ベルトと記す）６０３をベルト内面に接触するヒータ６００により加熱する構成である。そのため、ベルト６０３を効率良く加熱でき、立ち上げ性能に優れる。ベルト６０３にはヒータ６００と加圧ローラ７０の加圧によりニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成され、ニップ部Ｎに給送された記録材Ｐを挟持搬送する。この時、ヒータ６００で発生した熱はベルト６０３を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは記録材Ｐに定着される。 The belt unit 60 is configured to heat a flexible thin fixing belt (heat transfer member: endless belt, hereinafter referred to as a belt) 603 by a heater 600 that contacts the inner surface of the belt. Therefore, the belt 603 can be heated efficiently and the start-up performance is excellent. A nip portion (fixing nip portion) N is formed on the belt 603 by the pressure of the heater 600 and the pressure roller 70, and the recording material P fed to the nip portion N is nipped and conveyed. At this time, the heat generated by the heater 600 is applied to the recording material P via the belt 603, and the toner image T on the recording material P is fixed to the recording material P.
ベルトユニット６０は記録材Ｐ上の画像を加熱、加圧する為のユニットであり、加圧ローラ７０とほぼ平行となるように設けられ、ヒータ６００、ヒータホルダ６０１、支持ステー６０２、ベルト６０３を有する。 The belt unit 60 is a unit for heating and pressing an image on the recording material P, and is provided so as to be substantially parallel to the pressing roller 70, and includes a heater 600, a heater holder 601, a support stay 602, and a belt 603.
ヒータ６００はニップ部Ｎが記録材搬送方向ａにおいて所望の幅となるように、ベルト６０３を加圧ローラ７０の方向に押圧する。また、ヒータ６００は基板６１０と、基板６１０上に通電により発熱する抵抗発熱体６２０（抵抗発熱層：以後、発熱体と呼ぶ）を備え、ヒータホルダ６０１の下面の凹部６０１ａに固定されている。尚、本実施例では基板６１０の裏面側（ベルト６０３と当接しない側）に発熱体６２０を設けている。しかし、これに限定されるものでは無く、表面側（ベルト６０３と当接する側）に設けても良い。 The heater 600 presses the belt 603 in the direction of the pressure roller 70 so that the nip portion N has a desired width in the recording material conveyance direction a. The heater 600 includes a substrate 610 and a resistance heating element 620 that generates heat upon energization on the substrate 610 (resistance heating layer: hereinafter referred to as a heating element), and is fixed to a recess 601 a on the lower surface of the heater holder 601. In this embodiment, a heating element 620 is provided on the back side of the substrate 610 (the side not in contact with the belt 603). However, the present invention is not limited to this, and may be provided on the surface side (side contacting the belt 603).
基板６１０のベルト６０３と当接する側である表面側には摺動層として厚さ約１０μｍのポリイミド層（不図示）を設けており、ベルト６０３とヒータ６００との摺擦抵抗を低減することで、ベルト６０３の内面の磨耗を抑制することでできる。更に、摺擦抵抗低減するためにベルト６０３の内面にグリス等の潤滑剤を塗布しても良い。 A polyimide layer (not shown) having a thickness of about 10 μm is provided as a sliding layer on the surface side that is in contact with the belt 603 of the substrate 610, thereby reducing the frictional resistance between the belt 603 and the heater 600. It is possible to suppress wear on the inner surface of the belt 603. Furthermore, a lubricant such as grease may be applied to the inner surface of the belt 603 in order to reduce the rubbing resistance.
ベルト６０３は記録材Ｐ上のトナー像Ｔをニップ部Ｎにて加熱、加圧するための円筒状のベルト（エンドレスベルト）である。本実施例では図６の（ｂ）の層構成模式図のように基材６０３ａ上に弾性層６０３ｂと離型層６０３ｃを設けたものを用いる。具体的に、基材６０３ａとしては外径が３０ｍｍ、長さ（幅）が３４０ｍｍ、厚みが３０μｍのニッケル合金から成る円筒形状の部材を用いている。更に、基材６０３ａ上には弾性層６０３ｂとして厚みが４００μｍのシリコーンゴム層を形成し、更に弾性層６０３ｂ上には離形層６０３ｃとして厚みが約２０μｍのフッ素樹脂チューブを被覆している。 The belt 603 is a cylindrical belt (endless belt) for heating and pressurizing the toner image T on the recording material P at the nip portion N. In this embodiment, as shown in the schematic diagram of the layer structure in FIG. 6B, a substrate provided with an elastic layer 603b and a release layer 603c on a base material 603a is used. Specifically, as the base material 603a, a cylindrical member made of a nickel alloy having an outer diameter of 30 mm, a length (width) of 340 mm, and a thickness of 30 μm is used. Furthermore, a silicone rubber layer having a thickness of 400 μm is formed as an elastic layer 603b on the base material 603a, and a fluororesin tube having a thickness of about 20 μm is coated as a release layer 603c on the elastic layer 603b.
ヒータホルダ６０１（以後、ホルダ６０１と呼ぶ）はヒータ６００をベルト６０３に向かって押圧した状態で保持する部材である。また、ホルダ６０１は断面形状がほぼ半円弧形状であり、ベルト６０３の回転軌道を規制する機能を備えている。ホルダ６０１には高耐熱性の樹脂等が用いられ、本実施例ではデュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用している。 The heater holder 601 (hereinafter referred to as the holder 601) is a member that holds the heater 600 in a state of being pressed toward the belt 603. Further, the holder 601 has a substantially semicircular cross-sectional shape and has a function of regulating the rotation trajectory of the belt 603. The holder 601 is made of highly heat-resistant resin or the like, and in this embodiment, Zenite 7755 (trade name) manufactured by DuPont is used.
支持ステー６０２はホルダ６０１を介してヒータ６００を支持する部材である。支持ステー６０２は大きな荷重をかけられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施例においてはＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を使用している。 The support stay 602 is a member that supports the heater 600 via the holder 601. The support stay 602 is desirably made of a material that is not easily bent even when a large load is applied. In this embodiment, SUS304 (stainless steel) is used.
図７のように、支持ステー６０２はその長手方向の両端部において、フランジ４１１ａ・４１１ｂに支持されている。フランジ４１１ａ・４１１ｂを総称してフランジ４１１と呼ぶ。フランジ４１１はベルト６０３の長手方向の移動、および周方向の形状を規制している。フランジ４１１には耐熱性の樹脂等が用いられ、本実施例ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用している。フランジ４１１と加圧アーム４１４（ａ，ｂ）との間には加圧バネ４１５（ａ，ｂ）が縮められた状態で設けられる。 As shown in FIG. 7, the support stay 602 is supported by the flanges 411a and 411b at both ends in the longitudinal direction. The flanges 411a and 411b are collectively referred to as a flange 411. The flange 411 regulates the movement of the belt 603 in the longitudinal direction and the shape in the circumferential direction. A heat-resistant resin or the like is used for the flange 411, and PPS (polyphenylene sulfide) is used in this embodiment. A pressure spring 415 (a, b) is provided in a contracted state between the flange 411 and the pressure arm 414 (a, b).
上記構成により、フランジ４１１、支持ステー６０２、ホルダ６０１を介して、加圧バネ４１５の弾性力がヒータ６００に伝わる。そして、ベルト６０３が加圧ローラ７０に対して所定の押圧力で加圧され、記録材搬送方向ａにおいて所定幅のニップ部Ｎが形成される。本実施例に於ける加圧力は一端側と他端側がそれぞれ約１５６．８Ｎ、総加圧力が約３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。 With the above configuration, the elastic force of the pressure spring 415 is transmitted to the heater 600 through the flange 411, the support stay 602, and the holder 601. The belt 603 is pressed against the pressure roller 70 with a predetermined pressing force, and a nip portion N having a predetermined width is formed in the recording material conveyance direction a. The applied pressure in this embodiment is about 156.8 N on one end side and the other end side, respectively, and the total applied pressure is about 313.6 N (32 kgf).
また、コネクタ７００（ａ，ｂ）はヒータ６００に電圧を印加するためにヒータ６００と電気的に接続される給電部材であり、ヒータ６００の長手方向両端側に着脱可能に取り付けられる。 The connectors 700 (a, b) are power supply members that are electrically connected to the heater 600 in order to apply a voltage to the heater 600, and are detachably attached to both ends of the heater 600 in the longitudinal direction.
加圧ローラ７０はベルト６０３と協働して記録材上（シート上）のトナー像Ｔを加熱するためのニップ部Ｎを形成するとともにベルト６０３を回転駆動する駆動回転体である。加圧ローラ７０は金属の芯金７１上に弾性層７２を設け、更に、弾性層７２上に離型層７３を設けた多層構造である。芯金７１としてはステンレス鋼、ＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）、アルミニウムを用いることができる。弾性層７２としてはシリコーンゴム、スポンジゴム層、あるいは弾性気泡ゴムを用いることができる。離型層７３としてはフッ素樹脂材料を用いることができる。 The pressure roller 70 is a driving rotating body that forms a nip portion N for heating the toner image T on the recording material (on the sheet) in cooperation with the belt 603 and that drives the belt 603 to rotate. The pressure roller 70 has a multilayer structure in which an elastic layer 72 is provided on a metal core 71 and a release layer 73 is provided on the elastic layer 72. As the metal core 71, stainless steel, SUM (sulfur and sulfur composite free-cutting steel), or aluminum can be used. As the elastic layer 72, silicone rubber, sponge rubber layer, or elastic foam rubber can be used. As the release layer 73, a fluororesin material can be used.
本実施例の加圧ローラ７０はステンレス製の芯金７１と、発泡シリコーンゴムの弾性層７２と、フッ素樹脂チューブの離型層７３からなり、外径は約２５ｍｍ、弾性層の長手長さは３３０ｍｍである。 The pressure roller 70 of this embodiment comprises a stainless steel core 71, an elastic layer 72 of foamed silicone rubber, and a release layer 73 of a fluororesin tube. The outer diameter is about 25 mm, and the longitudinal length of the elastic layer is 330 mm.
図７のように、加圧ローラ７０の芯金７１の両端部はそれぞれ装置筐体４１の一端側と他端側の側板４１（ａ，ｂ）との間に軸受け４２（ａ，ｂ）を介して回転可能に保持されている。芯金７１の一方側の端部にはギアＧが設けられて、制御回路（制御部）１００で制御されるモータ（駆動源）Ｍの駆動力を芯金７１に伝達する。 As shown in FIG. 7, both ends of the metal core 71 of the pressure roller 70 are respectively provided with bearings 42 (a, b) between one end side of the apparatus housing 41 and the side plate 41 (a, b) on the other end side. Is held rotatably. A gear G is provided at one end of the core bar 71 to transmit the driving force of the motor (drive source) M controlled by the control circuit (control unit) 100 to the core bar 71.
モータＭにより駆動される加圧ローラ７０は図６において矢印Ｒ７０の方向に回転し、ニップ部Ｎにてベルト６０３に駆動力を伝達してベルト６０３を矢印Ｒ６０３の方向に従動回転させる。尚、本実施例では加圧ローラ７０の表面速度が２００ｍｍ／ｓｅｃとなるように、制御回路１００によってモータＭは制御される。 The pressure roller 70 driven by the motor M rotates in the direction of the arrow R70 in FIG. 6, and the driving force is transmitted to the belt 603 at the nip portion N to rotate the belt 603 in the direction of the arrow R603. In this embodiment, the motor M is controlled by the control circuit 100 so that the surface speed of the pressure roller 70 is 200 mm / sec.
上記のように、モータＭの駆動により加圧ローラ７０が回転駆動され、これに伴いベルト６０３が従動回転する。そして、後述するように、加熱する記録材Ｐの幅サイズに応じて抵抗発熱体領域が発熱するようにヒータ６００に対する通電制御がなされ、かつヒータ６００の発熱領域が所定の温度に立ち上げられて温調される。 As described above, the pressure roller 70 is rotationally driven by the drive of the motor M, and the belt 603 is driven to rotate accordingly. Then, as will be described later, energization control is performed on the heater 600 so that the resistance heating element region generates heat according to the width size of the recording material P to be heated, and the heating region of the heater 600 is raised to a predetermined temperature. The temperature is adjusted.
この定着装置状態において、画像形成部側から定着装置４０に未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入されてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。これにより、ニップ部Ｎでトナー像が記録材に加熱加圧定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト６０３の面から曲率分離して排出搬送されていく。 In this fixing device state, the recording material P carrying the unfixed toner image T is introduced into the fixing device 40 from the image forming unit side, enters the nip portion N, and is nipped and conveyed. As a result, the toner image is fixed to the recording material by heating and pressing at the nip portion N. The recording material P that has passed through the nip portion N is separated from the surface of the belt 603 and is discharged and conveyed.
［ヒータ］
次に、ヒータ６００の構成を詳細に説明する。先ず、ヒータの発熱方式および発熱幅の切り替え方式を図４の模式図により説明する。（ａ）のように、第１導体路７１０には分岐路７１５ａ・７１５ｂ・７１５ｃが接続される。一方、第２導体路７２０には分岐路７２５ｄ・７２５ｅ・７２５ｆが接続される。第１導体路７１０に接続される分岐路７１５ａ・７１５ｂ・７１５ｃと第２導体路７２０に接続される分岐路７２５ｄ・７２５ｅ・７２５ｆは長手方向において交互に並べて配置され、各分岐路間に発熱体６２０が電気的に接続するように設けられる。
[heater]
Next, the configuration of the heater 600 will be described in detail. First, the heater heating method and the heating width switching method will be described with reference to the schematic diagram of FIG. As shown in (a), branch paths 715a, 715b, and 715c are connected to the first conductor path 710. On the other hand, branch paths 725d, 725e, and 725f are connected to the second conductor path 720. The branch paths 715a, 715b and 715c connected to the first conductor path 710 and the branch paths 725d, 725e and 725f connected to the second conductor path 720 are alternately arranged in the longitudinal direction, and a heating element is provided between the branch paths. 620 is provided for electrical connection.
第１導体路７１０と第２導体路７２０間に電圧Ｖが印加されると、隣接する分岐路間に電位差が生じ、図中の矢印で示す電流の発生によって、発熱体６２０が発熱（点灯）する。また、（ｂ）のように、分岐路７２５ｅ・７２５ｆ間にスイッチＳＷを設けてこのスイッチＳＷをオフにすると、分岐路７１５ｂ・７１５ｃが同電位となるため、分岐路７１５ｂ・７１５ｃ間における発熱体６２０は発熱しない。 When a voltage V is applied between the first conductor path 710 and the second conductor path 720, a potential difference is generated between adjacent branch paths, and the heating element 620 generates heat (lights up) due to generation of a current indicated by an arrow in the figure. To do. Further, as shown in (b), when the switch SW is provided between the branch paths 725e and 725f and this switch SW is turned off, the branch paths 715b and 715c have the same potential, and therefore the heating element between the branch paths 715b and 715c. 620 does not generate heat.
つまり、導体路の一部の電気的接続を切断することで、発熱体の一部のみを発熱することができる。尚、長手方向に並ぶ複数の発熱体に通電して発熱させる場合、隣接する発熱体の電流の向きが互い違いとなるように分岐路を配置する構成が好ましい。 That is, only a part of the heating element can generate heat by cutting a part of the electrical connection of the conductor path. In addition, when it supplies with electricity to the several heat generating body located in a line in a longitudinal direction, the structure which arrange | positions a branch path so that the direction of the electric current of an adjacent heat generating body may become alternate is preferable.
発熱体と第２分岐路のその他の配置として、発熱体の両端に異極の分岐路を接続して、長手において電流の向きが同一方向となるようにする構成がある。しかしながら、隣接する発熱体間に２つの分岐路が必要となるため、この分岐路間で短絡が発生する恐れがある。加えて、発熱体間の分岐路の幅が広くなるので、非発熱部が大きくなり、長手方向においてヒータおよびベルトに温度ムラが生じてしまう。従って、隣接する発熱体間の分岐路を兼用するように発熱体と分岐路を配置する構成が望ましい。 As another arrangement of the heating element and the second branch path, there is a configuration in which branch paths having different polarities are connected to both ends of the heating element so that the directions of currents are the same in the longitudinal direction. However, since two branch paths are required between adjacent heating elements, a short circuit may occur between the branch paths. In addition, since the width of the branch path between the heat generating elements becomes wider, the non-heat generating portion becomes larger, and temperature unevenness occurs in the heater and the belt in the longitudinal direction. Therefore, a configuration in which the heating element and the branch path are arranged so as to share the branch path between adjacent heating elements is desirable.
次に、本実施例のヒータ６００の基本構成を図２の模式図を用いて詳細に説明する。このヒータ６００は、細長い基板６１０と、この基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体６２０と、共通電極６４１と、この共通電極６４１から発熱体６２０の長手に沿って延在している共通導体路６４０と、を有する。また、その共通導体路６４０から長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の共通分岐路であって、それぞれ発熱体６２０を横断して発熱体６２０と電気的に接続している共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）を有する。 Next, the basic configuration of the heater 600 of this embodiment will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG. The heater 600 includes an elongated substrate 610, a resistance heating element 620 that generates heat by energization extending along the length of the substrate, a common electrode 641, and a length from the common electrode 641 to the heating element 620. And a common conductor path 640 extending. Also, a plurality of common branch paths branching from the common conductor path 640 at intervals along the length thereof, and each of the common branches is electrically connected to the heat generator 620 across the heat generator 620. It has the path 642 (a-j).
また、複数の個別電極６５１・６６１・６７１と、その複数の個別電極からそれぞれ発熱体６２０の長手に沿って延在している対向導体路６５０・６６０（ａ，ｂ）・６７０（ａ，ｂ）を有する。また、それらの対向導体路のそれぞれから分岐している複数の対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）を有する。これらの対向分岐路は、共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）と交互に配置されていて発熱体６２０を横断して発熱体６２０と電気的に接続して共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）と共に発熱体６２０を長手に沿って複数の小区間発熱体６２０（ａ〜ｒ）に区分している。 Also, a plurality of individual electrodes 651, 661, and 671, and opposing conductor paths 650, 660 (a, b), 670 (a, b) extending from the plurality of individual electrodes along the length of the heating element 620, respectively. ). Moreover, it has several opposing branching path 652 (ac) * 662 (ad) * 672 (a, b) branched from each of those opposing conductor paths. These opposed branch paths are alternately arranged with the common branch paths 642 (a to j), cross the heat generating element 620 and are electrically connected to the heat generating element 620, and together with the common branch paths 642 (a to j). The heating element 620 is divided into a plurality of small section heating elements 620 (a to r) along the longitudinal direction.
本実施例のヒータ６００においては、共通電極６４１は基板６１０の長手方向の一端部側には配設されている。複数の個別電極、本実施例では３つの個別電極６５１・６６１・６７１は基板６１０の長手方向の他端部側には並設されている。 In the heater 600 of the present embodiment, the common electrode 641 is disposed on one end side in the longitudinal direction of the substrate 610. A plurality of individual electrodes, in this embodiment, three individual electrodes 651, 661, and 671 are juxtaposed on the other end side in the longitudinal direction of the substrate 610.
そして、共通電極６４１と複数の個別電極６５１・６６１・６７１の部分を除いて、発熱体６２０（ａ〜ｒ）および導体パターンである上記の共通導体路、共通分岐路、対向導体路、対向分岐路の部分は保護層としての絶縁コート層（不図示）で覆われている。即ち、電極６４１・６５１・６６１・６７１は、コネクタ７００（ａ，ｂ）との電気的接続を確保するため絶縁コート層は設けられず、露出した状態でベルト６０３と接触するヒータ領域よりも外側に設けられる。 Except for the portions of the common electrode 641 and the plurality of individual electrodes 651, 661, and 671, the above-described common conductor path, common branch path, counter conductor path, counter branch, which are the heating elements 620 (a to r) and the conductor pattern, are provided. The portion of the path is covered with an insulating coat layer (not shown) as a protective layer. That is, the electrodes 641, 651, 661, and 671 are not provided with an insulating coating layer in order to ensure electrical connection with the connector 700 (a, b), and are outside the heater region that is in contact with the belt 603 in an exposed state. Is provided.
基板６１０はヒータ６００の寸法や形状を決定する部材であり、材料としては耐熱性、熱伝導性、電気絶縁性に優れたアルミナ、窒化アルミ等のセラミック材料が用いられる。本実施例では長手方向の長さが４００ｍｍ、短手方向の長さが８．０ｍｍ、厚さが約１ｍｍのアルミナを用いている。 The substrate 610 is a member that determines the size and shape of the heater 600, and a ceramic material such as alumina or aluminum nitride having excellent heat resistance, thermal conductivity, and electrical insulation is used as the material. In this embodiment, alumina having a length in the longitudinal direction of 400 mm, a length in the short direction of 8.0 mm, and a thickness of about 1 mm is used.
基板６１０上にはスクリーン印刷法によって上記の発熱体６２０と導体パターンが形成される。本実施例では導体パターンとしては低抵抗率材料である銀ペースト、若しくは銀に少量のパラジウムを混合した合金のペーストを用いている。また、発熱体６２０には所望の抵抗値となるように銀−パラジウム合金のペーストが用いられる。更に、発熱体６２０と導体パターンは耐熱性ガラスから成る絶縁コート層が被覆され、リークやショートが生じないように電気的に保護される。 The heating element 620 and the conductor pattern are formed on the substrate 610 by screen printing. In the present embodiment, a silver paste that is a low resistivity material or an alloy paste in which a small amount of palladium is mixed with silver is used as the conductor pattern. The heating element 620 is made of a silver-palladium alloy paste so as to have a desired resistance value. Furthermore, the heating element 620 and the conductor pattern are covered with an insulating coating layer made of heat-resistant glass, and are electrically protected so as not to cause a leak or a short circuit.
基板６１０の長手方向の両端部側には図１のように電源（ヒータに給電する電源部）１１０とコネクタ７００（ａ，ｂ）を介して電気的に接続される電極６４１・６５１・６６１・６７１が設けられる。更に、基板６１０には発熱体６２０と導体である分岐路６４２（ａ〜ｊ）・６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）が設けられる。尚、分岐路は、共通導体路６４０、第１対向導体路６５０、第２対向導体路６６０ａ、第３対向導体路６６０ｂ、第４対向導体路６７０ａ、第５対向導体路６７０ｂと発熱体６２０を電気的に接続する導体路である。 As shown in FIG. 1, electrodes 641, 651, 661, which are electrically connected to a power source (power source unit for supplying power to the heater) 110 and connectors 700 (a, b) as shown in FIG. 671 is provided. Further, the heating element 620 and branch paths 642 (a to j), 652 (a to c), 662 (a to d), and 672 (a, b) which are conductors are provided on the substrate 610. The branch path includes a common conductor path 640, a first counter conductor path 650, a second counter conductor path 660a, a third counter conductor path 660b, a fourth counter conductor path 670a, a fifth counter conductor path 670b, and a heating element 620. It is a conductor path that is electrically connected.
発熱体６２０（ａ〜ｒ）は本実施例では基板６１０上に基板の長手に沿って細長い１つの発熱体として形成されている。本実施例の発熱体６２０は幅（短手方向の長さ）が約１．５〜２．０ｍｍであり、厚みが約２０μｍ、長手方向の長さが約３２０ｍｍである。この長さ約３２０ｍｍはＡ４サイズ（幅サイズ２９７ｍｍ）の大サイズ記録材Ｐの全域を加熱できる長さである。また、発熱体６２０の総抵抗は約１０Ωである。 In this embodiment, the heating element 620 (a to r) is formed on the substrate 610 as one elongated heating element along the length of the substrate. The heating element 620 of this embodiment has a width (length in the short direction) of about 1.5 to 2.0 mm, a thickness of about 20 μm, and a length in the longitudinal direction of about 320 mm. This length of about 320 mm is a length that can heat the entire area of the large size recording material P of A4 size (width size 297 mm). The total resistance of the heating element 620 is about 10Ω.
発熱体６２０上には共通導体路６４０が有する１０本の共通分岐路６４２ａ〜６４２ｊが長手方向に間隔をあけて積層されることで、発熱体６２０は共通分岐路６４２ａ〜６４２ｊによって９個の区間に区切られる。この１０本の共通分岐路６４２ａ〜６４２ｊで区切られる発熱体６２０の各区間の長さは約３５．６ｍｍである。更に、その各区間の中央部には合計９本の対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）が積層され、発熱体６２０は６２０ａから６２０ｒの１８個の区間に分けられる。この１８個の各区間の長さは約１７．８ｍｍである。 Ten common branch paths 642a to 642j of the common conductor path 640 are stacked on the heat generating body 620 at intervals in the longitudinal direction, so that the heat generating body 620 has nine sections by the common branch paths 642a to 642j. It is divided into. The length of each section of the heating element 620 divided by the ten common branch paths 642a to 642j is about 35.6 mm. Furthermore, a total of nine opposing branch paths 652 (ac), 662 (ad), and 672 (a, b) are stacked in the central portion of each section, and the heating element 620 includes 18 from 620a to 620r. Divided into sections. The length of each of the 18 sections is about 17.8 mm.
上記の共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）と対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）は発熱体６２０と直交するように設けられる。 The common branch paths 642 (a to j) and the opposite branch paths 652 (ac), 662 (ad), and 672 (a, b) are provided so as to be orthogonal to the heating element 620.
共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）及び対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）の抵抗値は、発熱体６２０の抵抗値よりも著しく小さい。そのため、分岐路はほぼ発熱しないので、分岐路の幅（長手方向の長さ）が大きくなると、発熱体６２０に発熱量のムラが発生する。その結果、分岐路で温度低下が発生し、記録材上の画像の光沢が不均一になる。この現象は分岐路に対向する部分のベルト６０３の温度が低くなるため、記録材上のトナーを十分に加熱、溶融できないので、光沢が低くなることに起因する。 The resistance values of the common branch paths 642 (a to j) and the opposed branch paths 652 (ac) to 662 (ad) to 672 (a and b) are significantly smaller than the resistance values of the heating elements 620. For this reason, the branch path hardly generates heat. Therefore, when the width of the branch path (length in the longitudinal direction) increases, unevenness in the amount of heat generated in the heating element 620 occurs. As a result, a temperature drop occurs in the branch path, and the gloss of the image on the recording material becomes non-uniform. This phenomenon is attributed to the fact that the toner on the recording material cannot be heated and melted sufficiently because the temperature of the belt 603 at the portion facing the branch path is low, resulting in low gloss.
共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）は、共通導体路６４０、共通電極６４１、コネクタ７００ａ等を介して電源（電源部）１１０の一方側の端子１１０ａと電気的に接続される。対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）は、それぞれ、第１乃至第５の対向導体路６５０、６６０、６７０、個別電極６５１・６６１・６７１、コネクタ７００ｂ等を介して電源１１０の他方側の端子１１０ｂに電気的と接続される。 The common branch path 642 (a to j) is electrically connected to the terminal 110a on one side of the power source (power source unit) 110 through the common conductor path 640, the common electrode 641, the connector 700a, and the like. The opposing branch paths 652 (ac), 662 (ad), and 672 (a, b) are first to fifth opposing conductor paths 650, 660, 670, individual electrodes 651, 661, 671, respectively. It is electrically connected to the terminal 110b on the other side of the power supply 110 through the connector 700b or the like.
つまり、共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）と対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）・６６２（ａ〜ｄ）・６７２（ａ，ｂ）は発熱体６２０の長手方向において交互に配置される。共通導体路６４０は基板６１０の長手方向に沿って形成され、各共通分岐路６４２（ａ〜ｊ）に接続され、一端は共通電極６４１に接続される。 That is, the common branch paths 642 (a to j) and the opposite branch paths 652 (a to c), 662 (a to d), and 672 (a, b) are alternately arranged in the longitudinal direction of the heating element 620. The common conductor path 640 is formed along the longitudinal direction of the substrate 610 and is connected to each common branch path 642 (a to j), and one end is connected to the common electrode 641.
同様に、第１対向導体路６５０、第２対向導体路６６０ａ、第３対向導体路６６０ｂ、第４対向導体路６７０ａ、第５対向導体路６７０ｂは、基板６１０の長手方向に沿って形成される。第１対向導体路６５０は対向分岐路６５２（ａ〜ｃ）に接続され、一端は個別電極６５１に接続される。また、第２および第３対向導体路６６０ａ・６６０ｂはそれぞれ対向分岐路６６２（ａ〜ｄ）に接続され、一端は個別電極６６１に接続される。また、第４および第５対向導体路６７０（ａ，ｂ）はそれぞれ対向分岐路６７２（ａ，ｂ）に接続され、一端は個別電極６７１に接続される。 Similarly, the first counter conductor path 650, the second counter conductor path 660a, the third counter conductor path 660b, the fourth counter conductor path 670a, and the fifth counter conductor path 670b are formed along the longitudinal direction of the substrate 610. . The first counter conductor path 650 is connected to the counter branch paths 652 (a to c), and one end is connected to the individual electrode 651. The second and third opposing conductor paths 660a and 660b are connected to the opposing branch paths 662 (a to d), respectively, and one end is connected to the individual electrode 661. The fourth and fifth opposing conductor paths 670 (a, b) are connected to the opposing branch paths 672 (a, b), respectively, and one end is connected to the individual electrode 671.
以上のように、本実施例のヒータ６００の発熱体６２０は電源１１０と、上記のコネクタ、電極、共通導体路および対向導体路、分岐路を介して電気的に接続される。 As described above, the heating element 620 of the heater 600 of the present embodiment is electrically connected to the power source 110 via the connector, electrode, common conductor path, counter conductor path, and branch path.
［ヒータへの給電］
ヒータ６００への給電は、上記の複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒに関して加熱する記録材Ｐの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するようになされる。これは、共通電極６４１と複数の個別電極６５１・６６１・６７１の少なくとも１つとの間に電圧が印加されることでなされる。即ち、発熱体６２０（ａ〜ｒ）の発熱領域に関して加熱する記録材Ｐの幅サイズに応じた複数の発熱幅、本実施例では大幅の発熱幅Ａ、中幅の発熱幅Ｂ、小幅の発熱幅Ｃの３つの発熱幅に変更可能である。
[Power supply to the heater]
The power supply to the heater 600 is such that the small section heating element in the portion corresponding to the width corresponding to the width size generates heat according to the width size of the recording material P to be heated with respect to the plurality of small section heating elements 620a to 620r. To be made. This is done by applying a voltage between the common electrode 641 and at least one of the plurality of individual electrodes 651, 661, and 671. That is, a plurality of heat generation widths corresponding to the width size of the recording material P to be heated with respect to the heat generation area of the heat generating element 620 (a to r), in this embodiment, a large heat generation width A, a medium width heat generation width B, and a small width heat generation. It can be changed to three heat generation widths of width C.
この給電方法について図１を用いて説明する。電源（電源部）１１０はヒータ６００に対する電力供給回路である。本実施例では単相交流の実効値が約１００Ｖの商用交流電源を用いており、電源端子１１０ａと電源端子１１０ｂとを備えている。尚、ヒータ６００に電力を供給する機能を有していれば、電源１１０は直流電源でも良い。 This power supply method will be described with reference to FIG. A power source (power source unit) 110 is a power supply circuit for the heater 600. In this embodiment, a commercial AC power supply having an effective value of single-phase AC of about 100 V is used, and a power supply terminal 110a and a power supply terminal 110b are provided. Note that the power source 110 may be a DC power source as long as it has a function of supplying power to the heater 600.
制御回路１００はスイッチ（ＳＷ）６４３・６５３・６６３・６７３を制御するため夫々のスイッチに電気的に接続される。スイッチ６４３は電源端子１１０ａと共通電極６４１の間に設けられたスイッチ（リレー）であり、制御回路１００からの指示に従って、電源端子１１０ａと共通電極６４１を接続するか否か（オン、オフ）の切り替えを行う。 The control circuit 100 is electrically connected to each switch for controlling the switches (SW) 643, 653, 663, and 673. The switch 643 is a switch (relay) provided between the power supply terminal 110a and the common electrode 641, and in accordance with an instruction from the control circuit 100, whether or not the power supply terminal 110a and the common electrode 641 are connected (ON / OFF). Switch.
スイッチ６５３は電源端子１１０ｂと個別電極６５１の間に設けられたスイッチであり、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ｂと個別電極６５１を接続するか否かの切り替えを行う。 The switch 653 is a switch provided between the power supply terminal 110 b and the individual electrode 651, and switches whether to connect the power supply terminal 110 b and the individual electrode 651 in accordance with an instruction from the control circuit 100.
また、スイッチ６６３は電源端子１１０ｂと個別電極６６１の間に設けられたスイッチであり、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ｂと個別電極６６１を接続するか否かの切り替えを行う。 The switch 663 is a switch provided between the power supply terminal 110 b and the individual electrode 661, and switches whether to connect the power supply terminal 110 b and the individual electrode 661 in accordance with an instruction from the control circuit 100.
スイッチ６７３は電源端子１１０ｂと個別電極６７１の間に設けられたスイッチであり、制御回路１００からの指示に応じて、電源端子１１０ｂと個別電極６７１を接続するか否かの切り替えを行う。 The switch 673 is a switch provided between the power supply terminal 110 b and the individual electrode 671, and switches whether to connect the power supply terminal 110 b and the individual electrode 671 in accordance with an instruction from the control circuit 100.
制御回路１００はプリントジョブ（印刷ジョブ）の実行指示の受信に伴って、記録材Ｐの幅サイズ情報を取得し、この幅サイズ情報に応じてスイッチ６４３・６５３・６６３・６７３のオン、オフを制御する。即ち、制御回路１００は、発熱体６２０（ａ〜ｒ）の長手における発熱領域が、取得した幅サイズ情報に対応した幅サイズの記録材Ｐを定着処理するのに適した発熱幅となるように制御する。本実施例のプリンタ１は記録材の搬送が記録幅中心の中央基準でなされるので、発熱体６２０（ａ〜ｒ）の上記の発熱幅の変更制御も発熱体６２０（ａ〜ｒ）の長手中心の中央基準で実行される。 The control circuit 100 acquires the width size information of the recording material P with the reception of the print job (print job) execution instruction, and switches on / off the switches 643, 653, 663, and 673 according to the width size information. Control. That is, the control circuit 100 causes the heat generation area in the longitudinal direction of the heat generating elements 620 (a to r) to have a heat generation width suitable for fixing the recording material P having a width corresponding to the acquired width size information. Control. In the printer 1 of the present embodiment, since the recording material is conveyed based on the central reference at the center of the recording width, the above-described change in the heating width of the heating element 620 (a to r) is also controlled in the longitudinal direction of the heating element 620 (a to r). Performed with center-center reference.
この記録材Ｐの幅方向のサイズに応じて発熱体６２０（ａ〜ｒ）の発熱幅を変える方法を具体的に説明する。まず、記録材ＰがＡ４横サイズ（幅サイズ２９７ｍｍ）等の大サイズの場合、制御回路１００は発熱体６２０において発熱幅Ａの範囲が発熱するように制御する。本実施例においては小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒの全長域が装置に使用可能な最大幅サイズの記録材の幅に対応している。 A method for changing the heat generation width of the heat generating elements 620 (a to r) in accordance with the size of the recording material P in the width direction will be specifically described. First, when the recording material P is a large size such as A4 horizontal size (width size 297 mm), the control circuit 100 controls the heating element 620 so that the range of the heating width A generates heat. In this embodiment, the full length region of the small section heating elements 620a to 620r corresponds to the width of the recording material of the maximum width size that can be used in the apparatus.
具体的には、制御回路１００はスイッチ６４３・６５３・６６３・６７３の全てをオン状態にする。この場合は、ヒータ６００には共通電極６４１と３つの全ての個別電極６５１・６６１・６７１との間に電圧が印加される。これにより、発熱体６２０は１８個の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒの全てが発熱する。この時、ヒータ６００は約３２０ｍｍの発熱体６２０の全長領域が発熱するので、Ａ４横サイズの記録材Ｐの定着処理を行うのに適した発熱状態である。 Specifically, the control circuit 100 turns on all of the switches 643, 653, 663, and 673. In this case, a voltage is applied to the heater 600 between the common electrode 641 and all three individual electrodes 651, 661, and 671. As a result, all of the 18 small section heating elements 620a to 620r generate heat in the heating element 620. At this time, since the heater 600 generates heat in the entire length region of the heating element 620 of about 320 mm, the heater 600 is in a heat generation state suitable for performing the fixing process of the recording material P of A4 horizontal size.
記録材ＰがＡ４縦サイズ（Ａ４Ｒサイズ：幅サイズ２１０ｍｍ）等の中サイズの場合は、制御回路１００は発熱体６２０において発熱幅Ｂの範囲が発熱するように制御する。具体的には、制御回路１００はスイッチ６４３・６５３・６６３をオン状態にし、スイッチ６７３をオフ状態にする。 When the recording material P is a medium size such as A4 vertical size (A4R size: width size 210 mm), the control circuit 100 controls the heating element 620 so that the range of the heating width B is generated. Specifically, the control circuit 100 turns on the switches 643, 653, and 663 and turns off the switch 673.
この場合は、ヒータ６００には共通電極６４１と２つの個別電極６５１・６６１との間に電圧が印加される。これにより、発熱体６２０は１８個の小区間６２０ａ〜６２０ｒのうち小区間６２０ｃ〜６２０ｐの１４区間が発熱する。この時、ヒータ６００は約２４９ｍｍの領域が発熱するので、Ａ４縦サイズの記録材Ｐの定着処理を行うのに適した発熱状態である。従って、Ａ４縦サイズのような記録材の定着処理を行う場合であっても、記録材が通過しない部分に対応する小区間発熱体６２０ａ・６２０ｂ・６２０ｑ・６２０ｒは発熱しないので、無駄な電力を使用することは無い。 In this case, a voltage is applied to the heater 600 between the common electrode 641 and the two individual electrodes 651 and 661. Accordingly, the heating element 620 generates heat in 14 sections of the small sections 620c to 620p among the 18 small sections 620a to 620r. At this time, since the heater 600 generates heat in an area of about 249 mm, the heater 600 is in a heat generation state suitable for performing the fixing process of the recording material P of A4 vertical size. Accordingly, even when the recording material fixing process such as A4 vertical size is performed, the small section heating elements 620a, 620b, 620q, and 620r corresponding to the portion through which the recording material does not pass do not generate heat, and thus wasteful power is consumed. There is no use.
記録材Ｐがはがきサイズ（幅方向のサイズ１００ｍｍ）等の小サイズの場合、制御回路１００は発熱体６２０において発熱幅Ｃの範囲が発熱するように制御する。具体的には、制御回路１００はスイッチ６４３・６５３をオン状態にし、スイッチ６６３・６７３をオフ状態にする。 When the recording material P is a small size such as a postcard size (100 mm in the width direction), the control circuit 100 controls the heating element 620 so that the range of the heating width C generates heat. Specifically, the control circuit 100 turns on the switches 643 and 653 and turns off the switches 663 and 673.
この場合は、ヒータ６００には共通電極６４１と１つの個別電極６５１との間に電圧が印加される。これにより、発熱体６２０は１８個の小区間６２０ａ〜６２０ｒのうち小区間６２０ｇ〜６２０ｌの６区間が発熱する。この時、ヒータ６００は約１０７ｍｍの領域が発熱するので、はがきサイズの記録材Ｐの定着処理を行うのに適した発熱状態である。従って、はがきサイズのような幅方向のサイズが小さい記録材の定着処理を行う場合であっても、記録材が通過しない部分に対応する小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｆ、６２０ｍ〜６２０ｒは発熱しないので、無駄な電力を使用することは無い。 In this case, a voltage is applied to the heater 600 between the common electrode 641 and one individual electrode 651. As a result, the heating element 620 generates heat in the six small sections 620g to 620l out of the 18 small sections 620a to 620r. At this time, since the heater 600 generates heat in an area of about 107 mm, the heater 600 is in a heat generation state suitable for fixing the postcard-sized recording material P. Accordingly, even when a recording material having a small size in the width direction such as a postcard size is fixed, the small section heating elements 620a to 620f and 620m to 620r corresponding to the portion through which the recording material does not pass does not generate heat. No wasteful power is used.
［ヒータの温調制御］
図１において、６３０ｋは加熱する記録材Ｐの幅サイズに対応する領域幅の幅内のヒータ部分の温度を所定の温度に立ち上げて維持させるヒータ温調用の温度センサとしてのサーミスタである。本実施例のプリンタ１は記録材Ｐの搬送が中央基準でなされる。そこで、この温調サーミスタ（温調用温度センサ）６３０ｋはヒータ６００の発熱体６２０（ａ〜ｒ）の長手中央部に対応するヒータ裏面（大小どの幅サイズの記録材も通過するヒータ領域部分）の絶縁コート層部分に当接して配設されている。
[Heater temperature control]
In FIG. 1, reference numeral 630k denotes a thermistor as a temperature sensor for adjusting the heater temperature that raises and maintains the temperature of the heater portion within the width of the region corresponding to the width size of the recording material P to be heated. In the printer 1 of the present embodiment, the recording material P is conveyed on the basis of the center. Therefore, this temperature control thermistor (temperature control temperature sensor) 630k is on the heater back surface corresponding to the longitudinal center portion of the heating element 620 (a to r) of the heater 600 (the heater region portion through which the recording material of any size). It is disposed in contact with the insulating coat layer portion.
温調サーミスタ６３０ｋはＡ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１００に接続され、検知した温度に応じた出力を制御回路１００に送信する。制御回路１００は各種制御に伴う演算を行うＣＰＵとＲＯＭ等の不揮発記憶媒体を備えた回路である。このＲＯＭにはプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこれを読み出して実行することで、各種制御は実行される。制御回路１００は電源１１０の通電を制御するように電源１１０と電気的に接続される。 The temperature control thermistor 630k is connected to the control circuit 100 via an A / D converter (not shown), and transmits an output corresponding to the detected temperature to the control circuit 100. The control circuit 100 is a circuit that includes a CPU that performs calculations associated with various controls and a nonvolatile storage medium such as a ROM. A program is stored in the ROM, and various controls are executed by the CPU reading and executing the program. The control circuit 100 is electrically connected to the power source 110 so as to control energization of the power source 110.
また、制御回路１００は温調サーミスタ６３０ｋから取得（入力）した温度情報を電源１１０の通電制御に反映させている。つまり、制御回路１００は温調サーミスタ６３０ｋの出力をもとに、ヒータ６００へ供給する電力を制御している。本実施例では電源１１０の出力に対して波数制御または位相制御を行うことで、ヒータ６００の発熱量を調整する方式を用いており、記録材上のトナーを定着する際、ヒータ６００は所定の温度に立ち上げられて維持される。 The control circuit 100 reflects the temperature information acquired (input) from the temperature control thermistor 630k in the energization control of the power supply 110. That is, the control circuit 100 controls the power supplied to the heater 600 based on the output of the temperature control thermistor 630k. In this embodiment, a method of adjusting the amount of heat generated by the heater 600 by performing wave number control or phase control on the output of the power supply 110 is used. When the toner on the recording material is fixed, the heater 600 has a predetermined value. Raised and maintained at temperature.
６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊはヒータ６００の複数の発熱幅Ａ・Ｂ・Ｃの各幅端部の温度を検知するためにヒータ裏面の絶縁コート部分に当接して配設した温度センサとしての端部サーミスタ（端部温度センサ）である。この端部サーミスタについては後述するが、これらの端部サーミスタもＡ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１００に接続され、検知した温度に応じた出力を制御回路１００に送信する。 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j are temperatures arranged in contact with the insulating coat portion on the back surface of the heater in order to detect the temperature at each end of the plurality of heat generation widths A, B, and C of the heater 600. An end thermistor (end temperature sensor) as a sensor. Although this end thermistor will be described later, these end thermistors are also connected to the control circuit 100 via an A / D converter (not shown), and an output corresponding to the detected temperature is transmitted to the control circuit 100.
温調サーミスタ６３０ｋは端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊよりも検知分解能を高くしている。本実施例においては、温調サーミスタ６３０ｋのサイズは、横は約５［ｍｍ］、縦約２［ｍｍ］である。端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊは縦横共に約２［ｍｍ］である。即ち、温調サーミスタ６３０ｋと端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊは種類を異ならせている。 The temperature control thermistor 630k has a higher detection resolution than the end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j. In the present embodiment, the size of the temperature control thermistor 630k is about 5 [mm] in the horizontal direction and about 2 [mm] in the vertical direction. The end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j are both about 2 mm in length and width. That is, the temperature control thermistor 630k and the end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j are of different types.
［実施例ヒータの特徴構成］
本実施例のヒータ６００の特徴は、上記複数の発熱幅Ａ・Ｂ・Ｃの各幅端部の温度を検知するためにヒータ裏面部分に当接して配設した温度センサとしての端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊを有することである。即ち、複数の発熱幅Ａ、Ｂ、Ｃの各幅端部に対応するヒータ部分の温度を検知するための端部温度センサ６３０ａ、６３０ｃ、６３０ｅ、６３０ｆ、６３０ｈ、６３０ｊが配置されていることである。
[Characteristic Configuration of Example Heater]
The feature of the heater 600 of the present embodiment is that an end thermistor 630a as a temperature sensor disposed in contact with the back surface of the heater in order to detect the temperature of each end of the plurality of heat generation widths A, B, and C. · 630c · 630e · 630f · 630h · 630j. That is, end temperature sensors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j for detecting the temperatures of the heater portions corresponding to the respective width end portions of the plurality of heat generation widths A, B, and C are arranged. is there.
前述のように複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒに関して加熱する記録材Ｐの幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように電極６４１・６５１・６６１・６７１に対して選択的に電圧が印加される。端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊは、前記領域幅の端部に対応位置する小区間発熱体における前記領域幅の外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知する。 As described above, the electrodes 641 and 651 are configured so that the small section heating element generates heat in the portion corresponding to the width of the recording material P to be heated with respect to the plurality of small section heating elements 620a to 620r. A voltage is selectively applied to 661 and 671. The end portion thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j detect the temperature of the heater portion corresponding to the outer end portion of the region width in the small section heating element positioned corresponding to the end portion of the region width.
本実施例のヒータ６００においては、複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒに区分されている発熱体６２０の全長幅は３２０ｍｍである。加熱する記録材が大サイズ記録材であるＡ４サイズ（幅サイズ２９７ｍｍ）であるときは、全ての小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｒを発熱させる。即ち、その発熱幅Ａは３２０ｍｍであり、Ａ４サイズの幅サイズに対応する領域幅は２９７ｍｍである。そのため、発熱幅Ａの両端部側のそれぞれ約１１．５ｍｍの幅部分が記録材非通過部となり、所謂非通過部昇温（非通紙部昇温）し得る部分となる。 In the heater 600 of the present embodiment, the overall length of the heating element 620 divided into a plurality of small section heating elements 620a to 620r is 320 mm. When the recording material to be heated is A4 size (width size 297 mm) which is a large size recording material, all the small-section heating elements 620a to 620r are heated. That is, the heat generation width A is 320 mm, and the region width corresponding to the width size of A4 size is 297 mm. For this reason, the width portions of about 11.5 mm on both ends of the heat generation width A each become a recording material non-passing portion, which is a portion where a so-called non-passing portion temperature increase (non-sheet passing portion temperature increase) can be performed.
そこで、端部サーミスタ６３０ａと６３０ｊは領域幅２９７ｍｍの端部に対応位置する小区間発熱体６２０ａと同６２０ｒにおける領域幅２９７ｍｍの外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知するように配置してある。 Therefore, the end thermistors 630a and 630j are arranged so as to detect the temperature of the heater portion corresponding to the outer end portion of the area width 297 mm in the same section 620r and the small section heating element 620a corresponding to the end portion of the area width 297 mm. It is.
また、加熱する記録材が中サイズ記録材であるＡ４Ｒサイズ（幅サイズ２１０ｍｍ）であるときは小区間発熱体６２０ｃ〜６２０ｐを発熱させる。即ち、その発熱幅Ｂは約２４９ｍｍであり、Ａ４Ｒサイズの幅サイズに対応する領域幅は２１０ｍｍである。そのため、発熱幅Ｂの両端部側のそれぞれ約２０ｍｍの幅部分が記録材非通過部となり、非通過部昇温し得る部分となる。 Further, when the recording material to be heated is A4R size (width size 210 mm) which is a medium size recording material, the small section heating elements 620c to 620p generate heat. That is, the heat generation width B is about 249 mm, and the region width corresponding to the A4R size is 210 mm. For this reason, the width portions of about 20 mm on both end sides of the heat generation width B become the recording material non-passing portion, and the non-passing portion can be heated.
そこで、端部サーミスタ６３０ｃと６３０ｈは領域幅２１０ｍｍの端部に対応位置する小区間発熱体６２０ｃと同６２０ｐにおける領域幅２１０ｍｍの外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知するように配置してある。 Therefore, the end thermistors 630c and 630h are arranged so as to detect the temperature of the heater section corresponding to the outer end of the area width 210mm in the same section 620p as the small section heating element 620c positioned corresponding to the end of the area width 210mm. It is.
また、加熱する記録材が小サイズ記録材であるはがきサイズ（幅サイズ１００ｍｍ）であるときは小区間発熱体６２０ｇ〜６２０ｌを発熱させる。即ち、その発熱幅Ｃは約１０７ｍｍであり、はがきサイズの幅サイズに対応する領域幅は１００ｍｍである。そのため、発熱幅Ｃの両端部側のそれぞれ約３．５ｍｍの幅部分が記録材非通過部となり、非通過部昇温し得る部分となる。 When the recording material to be heated is a postcard size (width size 100 mm) which is a small size recording material, the small section heating elements 620g to 620l generate heat. That is, the heat generation width C is about 107 mm, and the area width corresponding to the postcard size is 100 mm. For this reason, the width portions of about 3.5 mm on both ends of the heat generation width C each become a recording material non-passing portion, and a portion where the temperature of the non-passing portion can be increased.
そこで、端部サーミスタ６３０ｅと６３０ｆは領域幅１００ｍｍの端部に対応位置する小区間発熱体６２０ｇと同６２０ｌにおける領域幅１００ｍｍの外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知するように配置してある。 Therefore, the end thermistors 630e and 630f are arranged so as to detect the temperature of the heater portion corresponding to the outer end of the region width 100mm in the same 620l as the small section heating element 620g positioned corresponding to the end of the region width 100mm. It is.
これらの端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊもＡ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１００に接続され、検知した温度に応じた出力を制御回路１００に送信する。 These end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j are also connected to the control circuit 100 via an A / D converter (not shown), and transmit an output corresponding to the detected temperature to the control circuit 100.
そうすることにより、発熱幅Ａ・Ｂ・Ｃのそれぞれにおける記録材非通過部（非通紙部領域）の温度（非通過部昇温温度）を検知でき、ベルト６０３が高温になることを防げ、ベルト６０３の短寿命化を防止できる。ベルト６０３の短寿命化の原因は、ベルト６０３の基材６０３ａと弾性層６０３ｂとの接着剤が熱劣化し、弾性層６０３ｂが基材６０３ａから剥がれるためである。 By doing so, it is possible to detect the temperature of the recording material non-passing portion (non-sheet passing portion region) (non-passing portion temperature increase temperature) in each of the heat generation widths A, B, and C and prevent the belt 603 from becoming high temperature. Further, the shortening of the life of the belt 603 can be prevented. The reason for shortening the life of the belt 603 is that the adhesive between the base material 603a and the elastic layer 603b of the belt 603 is thermally deteriorated and the elastic layer 603b is peeled off from the base material 603a.
本実施例では、ベルト表面温度が２３０［℃］以下になるように制御している。具体的には、ベルト表面温度が２３０［℃］を超える場合は、ヒータ６００の通電制御を変更するか、生産性を落として記録材の非通過部温度が２３０［℃］を超えないように制御している。 In this embodiment, the belt surface temperature is controlled to be 230 [° C.] or less. Specifically, when the belt surface temperature exceeds 230 [° C.], the energization control of the heater 600 is changed or the productivity is lowered so that the non-passing portion temperature of the recording material does not exceed 230 [° C.]. I have control.
例えば、図３に示したように、Ａ４Ｒ（縦）サイズの記録材Ｐを使用する場合、記録材の幅とヒータ６００の発熱幅Ｂの差部分である非通過部Ｅにおいて、ヒータ６００の熱が記録材に奪われなく、昇温し易い。 For example, as shown in FIG. 3, when using an A4R (vertical) size recording material P, the heat of the heater 600 at the non-passing portion E, which is the difference between the width of the recording material and the heat generation width B of the heater 600. However, it is easy to raise the temperature without being lost by the recording material.
図３に示したような個所に端部サーミスタ６３０ｃ・６３０ｈを配置することにより、制御部１００はヒータ６００の記録材非通過部Ｅにおける異常昇温を検知できる。制御部１００はこの端部サーミスタ６３０ｃ・６３０ｈから入力する検知温度情報にも基づいて記録材非通過部Ｅの温度が所定の温度を超えないようにヒータ６００の通電制御を変更するか、装置の生産性を落とす制御する。これにより、記録材非通過部Ｅにおける異常昇温に起因するベルト６０３の短寿命化を防止できる。 By arranging the end thermistors 630c and 630h at the locations as shown in FIG. 3, the control unit 100 can detect an abnormal temperature rise in the recording material non-passing portion E of the heater 600. Based on the detected temperature information input from the end thermistors 630c and 630h, the controller 100 changes the energization control of the heater 600 so that the temperature of the recording material non-passing portion E does not exceed a predetermined temperature, Control to reduce productivity. Thereby, it is possible to prevent the life of the belt 603 from being shortened due to abnormal temperature rise in the recording material non-passing portion E.
本実施例においては、他の幅サイズの記録材を使用する場合を考慮して、図１に示したような端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊの配置にした。 In this embodiment, in consideration of the case of using recording materials of other width sizes, the end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630j are arranged as shown in FIG.
尚、本実施例のヒータ６００では発熱幅Ａと発熱幅Ｂと発熱幅Ｃの３つの発熱幅のみを有する構成であるが、この構成に限られるものでは無く、４パターン以上の発熱幅を有する構成においても適用可能であることは言うまでも無い。 The heater 600 of the present embodiment has a configuration having only three heat generation widths of the heat generation width A, the heat generation width B, and the heat generation width C, but is not limited to this configuration, and has a heat generation width of four patterns or more. Needless to say, the present invention can also be applied to the configuration.
以上のように本実施例のヒータ６００によって、加熱する記録材Ｐの幅サイズに応じて発熱体６２０（ａ〜ｒ）の発熱幅を変えることが可能であり、かつヒータ６００の異常昇温を防止できる定着装置を提供することができる。 As described above, the heater 600 according to the present embodiment can change the heat generation width of the heating elements 620 (a to r) in accordance with the width size of the recording material P to be heated, and abnormally increase the temperature of the heater 600. A fixing device that can be prevented can be provided.
《実施例２》
本実施例に係る定着装置及びこれを備える画像形成装置について説明する。なお、画像形成装置の構成は実施例１の図５と同一であるのでその説明は省略し、ここでは定着装置の構成についてのみ説明を行う。定着装置においても実施例１と同様の部分は説明を省略する。
Example 2
A fixing device and an image forming apparatus including the fixing device according to the present exemplary embodiment will be described. Since the configuration of the image forming apparatus is the same as that of FIG. 5 of the first embodiment, the description thereof is omitted, and only the configuration of the fixing device will be described here. Also in the fixing device, the description of the same parts as in the first embodiment is omitted.
本実施例２は、実施例１のヒータ構成に加えて、サーミスタの故障を考慮した実施例である。本構成にすることにより、サーミスタが故障しても、ヒータ６００の異常昇温を確実に検知できる構成である。 In the second embodiment, in addition to the heater configuration of the first embodiment, a thermistor failure is taken into consideration. By adopting this configuration, even if the thermistor fails, the abnormal temperature rise of the heater 600 can be reliably detected.
本実施例２のヒータ構成を図８に示す。図８に示した構成は、実施例１と同様に各種発熱幅Ａ・Ｂ・Ｃの最端部の小区分発熱体の個所に端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０を配置する。そして、その配置した端部サーミスタにそれぞれ隣接して、もう一つ端部外サーミスタ（端部外温度センサ）６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉを配置するものである。 FIG. 8 shows the heater configuration of the second embodiment. In the configuration shown in FIG. 8, end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630 are arranged at the locations of the small segment heating elements at the extreme ends of various heat generation widths A, B, and C in the same manner as in the first embodiment. To do. Then, another end-side thermistor (end-side temperature sensor) 630b, 630d, 630g, 630i is arranged adjacent to the arranged end-portion thermistor.
端部外サーミスタ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉは、加熱する記録材の幅サイズに対応する領域幅の端部に対応位置する小区間発熱体の外側において端部サーミスタに隣接したヒータ部分の温度を検知する。本実施例では端部外温度センサ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉは前記領域幅の端部に対応位置する小区間発熱体の外側において隣接する小区間発熱体の内側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知する。 The end-side thermistors 630b, 630d, 630g, and 630i are used to control the temperature of the heater portion adjacent to the end-portion thermistor outside the small section heating element corresponding to the end of the area width corresponding to the width size of the recording material to be heated. Detect. In this embodiment, the outside end temperature sensors 630b, 630d, 630g, and 630i are heater portions corresponding to the inner end portions of the adjacent small section heating elements outside the small section heating elements positioned corresponding to the end portions of the region width. Detect the temperature of
即ち、実施例１の構成に加え、端部外サーミスタ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉを追加した。これらの端部外サーミスタ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉもＡ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１００に接続され、検知した温度に応じた出力を制御回路１００に送信する。端部外サーミスタ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉのサイズは端部サーミスタ６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０と同じく縦横共に約２［ｍｍ］である。 That is, in addition to the configuration of the first embodiment, the outer end thermistors 630b, 630d, 630g, and 630i are added. These end-side thermistors 630b, 630d, 630g, and 630i are also connected to the control circuit 100 via an A / D converter (not shown), and transmit an output corresponding to the detected temperature to the control circuit 100. The size of the outer end thermistors 630b, 630d, 630g, and 630i is about 2 [mm] both in the vertical and horizontal directions as in the end thermistors 630a, 630c, 630e, 630f, 630h, and 630.
図９に、ヒータ６００の異常昇温を検知する一例を示す。図９はＡ４Ｒサイズの記録材を使用した例であるので発熱体６２０が発熱幅Ｂまで発熱（点灯）するように小区分発熱体６２０ｃ〜６２０ｐに対する通電制御をする。 FIG. 9 shows an example of detecting an abnormal temperature rise of the heater 600. FIG. 9 shows an example in which an A4R size recording material is used, so that energization control is performed on the small-segment heating elements 620c to 620p so that the heating element 620 generates heat (lights up) to the heating width B.
図９では、共通導体路６４０の一部（異常個所１の部分）が断線した例である。異常個所１の部分が断線すると、ヒータ６００は発熱幅Ｂの内、発熱範囲Ｄの部分しか発熱しなくなる。その状態において、端部サーミスタ６３０ｃが故障すると、ヒータ６００の高温部（記録材非通過部Ｅ）が検知できなくなる。そこで本実施例では、端部サーミスタ６３０ｃに隣接して端部外サーミスタ６３０ｂを配置することにより、ベルト６０３に異常が発生する温度になる前に、ヒータ６００の昇温を抑えることができる。 FIG. 9 shows an example in which a part of the common conductor path 640 (the part of the abnormal part 1) is disconnected. When the abnormal portion 1 is disconnected, the heater 600 generates heat only in the heat generation range D within the heat generation width B. In this state, if the end thermistor 630c fails, the high temperature portion (the recording material non-passing portion E) of the heater 600 cannot be detected. Therefore, in this embodiment, the temperature increase of the heater 600 can be suppressed before the temperature of the belt 603 becomes abnormal by disposing the thermistor 630b outside the end adjacent to the end thermistor 630c.
図１０に時間に対する端部サーミスタ６３０ｃと端部外サーミスタ６３０ｂの温度推移のグラフを示す。図１０に示したように、端部サーミスタ６３０ｃが２７０℃になったとき、端部外サーミスタ６３０ｂは２５０℃と検知する。ベルト６０３に異常が発生する温度は、ヒータ温度が２７０℃であるので、制御回路１００は端部外サーミスタ６３０ｂが温度２５０℃を検知したらヒータ高温部が２７０℃を超えないようにヒータ６００の通電制御を変更する。その結果、ヒータ６００の高温部が２７０℃を超えることなく、ベルト６０３を短寿命にすることがない。 FIG. 10 shows a graph of the temperature transition of the end thermistor 630c and the outside end thermistor 630b with respect to time. As shown in FIG. 10, when the end thermistor 630c reaches 270 ° C., the outside end thermistor 630b detects 250 ° C. Since the heater temperature is 270 ° C., the temperature at which the abnormality occurs in the belt 603, the control circuit 100 energizes the heater 600 so that the high temperature portion of the heater does not exceed 270 ° C. when the outside end thermistor 630 b detects the temperature 250 ° C. Change control. As a result, the high temperature portion of the heater 600 does not exceed 270 ° C., and the belt 603 is not shortened.
他の故障モード、他の幅サイズの記録材を使用することを考慮して、図８、図９に示したような端部外サーミスタ６３０ｂ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｉを追加した構成にした。 Considering the use of recording materials of other failure modes and other width sizes, the configuration is such that extra-end-end thermistors 630b, 630d, 630g, 630i as shown in FIGS. 8 and 9 are added.
端部サーミスタと端部外サーミスタの隣接配置は、本実施例２では、発熱体６２０の長手方向に隣接配置したが、短手方向に隣接配置してもよい。 The adjacent arrangement of the end thermistor and the outer end thermistor is adjacent to the longitudinal direction of the heating element 620 in the second embodiment, but may be adjacent to the short side direction.
尚、実施例のヒータ６００では発熱体６２０の発熱領域の変更可能幅を大幅の発熱幅Ａと中幅の発熱幅Ｂと小幅の発熱幅Ｃの３つの幅とした構成である。しかし、この構成に限られるものでは無く、４パターン以上の発熱領域を有する構成においても適用可能であることは言うまでも無い。 In the heater 600 of the embodiment, the changeable width of the heat generating region of the heat generating element 620 is configured to have three widths: a large heat generating width A, a medium heat generating width B, and a small heat generating width C. However, the present invention is not limited to this configuration, and it goes without saying that the present invention can also be applied to a configuration having four or more patterns of heat generation regions.
以上のように本実施例のヒータ６００は加熱する記録材の幅サイズに応じて発熱体６２０（ａ〜ｒ）のの発熱幅を変えることが可能であり、且つ、ヒータ６００の異常昇温を抑制防止できる。また、このヒータ６００を用いた定着装置を提供することができる。 As described above, the heater 600 according to the present embodiment can change the heat generation width of the heat generating elements 620 (a to r) according to the width size of the recording material to be heated, and can increase the temperature of the heater 600 abnormally. Suppression can be prevented. In addition, a fixing device using the heater 600 can be provided.
《その他の実施例》
（１）実施例で例示した寸法等の数値は一例であって、この数値に限定されるものではない。本発明を適用できる範囲において数値は適宜選択できる。また、本発明を適用できる範囲において実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。
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(1) The numerical values such as dimensions exemplified in the embodiments are examples, and are not limited to these numerical values. The numerical value can be appropriately selected within a range where the present invention can be applied. Moreover, you may change suitably the structure as described in an Example in the range which can apply this invention.
（２）ヒータ６００の発熱領域の発熱幅の広狭変更制御は中央基準には限られない。記録材の搬送が片側基準でなされる場合には発熱幅の広狭変更制御は端部基準となる。 (2) The width change control of the heat generation area of the heater 600 is not limited to the central reference. When the recording material is transported on one side, the heat width change control is based on the end portion.
（３）実施例のヒータ６００では基板６１０の長手方向に沿って伸びた発熱体６２０上に複数の共通分岐路と複数の対向分岐路を交互に間隔をあけて積層して複数の小区間発熱体６２０ａ〜６２０ｌに区分している。基板６１０の長手方向に沿って複数の共通分岐路と複数の対向分岐路を交互に間隔をあけて並べて形成し、隣り合う各分岐路間に発熱体６２０ａ〜６２０ｌをそれぞれ形成する構成であってもよい。 (3) In the heater 600 of the embodiment, a plurality of common branch paths and a plurality of opposed branch paths are stacked alternately on the heating element 620 extending along the longitudinal direction of the substrate 610 to generate a plurality of small section heats. It is divided into bodies 620a to 620l. A plurality of common branch paths and a plurality of opposite branch paths are alternately arranged along the longitudinal direction of the substrate 610, and heating elements 620a to 620l are formed between adjacent branch paths, respectively. Also good.
（４）電極６４１・６５１・６６１・６７１の数は実施例のヒータ６００の４つには限られない。３つあるいは５つ以上にしたヒータ構成にすることもできる。複数の電極は実施例のヒータ６００のように基板６１０の長手方向の一端部側と他端部側に分かれて位置されている構成に限られない。全ての電極を基板６１０の長手方向の一端部側または他端部側に位置させた構成にすることもできる。 (4) The number of the electrodes 641, 651, 661, and 671 is not limited to four in the heater 600 of the embodiment. Three or five or more heater configurations can be used. The plurality of electrodes is not limited to the configuration in which the electrodes are separately located on one end side and the other end side in the longitudinal direction of the substrate 610 like the heater 600 of the embodiment. A configuration in which all the electrodes are located on one end side or the other end side in the longitudinal direction of the substrate 610 may be employed.
（５）ベルト６０３は、ヒータ６００によってその内面を支持され、ローラ７０によって駆動される構成に限られない。例えば、複数のローラに架け渡されてこれらの複数のローラのいずれかによって駆動されるベルトユニット方式であってもよい。 (5) The belt 603 is not limited to a configuration in which the inner surface thereof is supported by the heater 600 and driven by the roller 70. For example, a belt unit system that is spanned by a plurality of rollers and driven by any of the plurality of rollers may be employed.
（６）ベルト６０３とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材は、ローラ７０のようなローラ部材には限られない。例えば、複数のローラにベルトを架け渡した加圧ベルトユニットを用いてもよい。 (6) The nip forming member that forms the nip portion N with the belt 603 is not limited to a roller member such as the roller 70. For example, a pressure belt unit in which a belt is stretched around a plurality of rollers may be used.
（７）定着装置は記録材に形成された未定着のトナー像を固着像として加熱定着する装置としての使用に限られない。記録材に一旦定着された或いは仮定着されたトナー像を再度加熱加圧して画像の光沢度を向上させるなどの画像の表面性状を調整する装置としても有効である（このような装置についても定着装置と呼ぶ）。 (7) The fixing device is not limited to use as a device for heating and fixing an unfixed toner image formed on a recording material as a fixed image. It is also effective as an apparatus for adjusting the surface properties of an image, such as improving the glossiness of an image by re-heating and pressurizing a toner image once fixed or presupposed to a recording material (this apparatus is also fixed). Called device).
（８）画像形成装置は実施例のようなフルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。 (8) The image forming apparatus is not limited to the image forming apparatus that forms a full-color image as in the embodiment, and may be an image forming apparatus that forms a monochrome image. In addition, the image forming apparatus can be implemented in various applications such as a copying machine, a FAX, and a multifunction machine having a plurality of these functions in addition to necessary equipment, equipment, and housing structure.
４０・・定着装置、６００・・ヒータ、６１０・・基板、・・抵抗発熱体、６２０ａ〜６２０ｒ・・小区間発熱体、６４１・６５１・６６１・６７１・・電極、６４０・６５０・６６０・６７０・・導体路、６４２・６５２・６６２・６７２・・分岐路、６３０ａ・６３０ｃ・６３０ｅ・６３０ｆ・６３０ｈ・６３０ｊ・・端部温度センサ、６３０ｂ・６３０ｄ・６３０ｇ・６３０ｉ・・端部外温度センサ、６３０ｋ・・温調用温度センサ、１００・・制御部、１１０・・電源部 40 .. Fixing device 600 Heater 610 Substrate resistance heating element 620a to 620r Small section heating element 641 651 661 671 Electrode 640 650 670 · · Conductor path, 642 · 652 · 662 · 672 · · Branch path, 630a · 630c · 630e · 630f · 630h · 630j · · end temperature sensor, 630b · 630d · 630g · 630i · · 630k ・ ・ Temperature sensor for temperature control, 100 ・ ・ Control unit, 110 ・ ・ Power supply unit
Claims (28)
前記ヒータに接して摺動しつつ移動する伝熱部材と、
前記ヒータとの間に前記伝熱部材を挟んで当接するニップ形成部材と、を有し、
前記伝熱部材と前記ニップ形成部材との間に形成されるニップ部で記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱することを特徴とする定着装置。 A heater according to any one of claims 1 to 7,
A heat transfer member that moves while sliding in contact with the heater;
A nip forming member that contacts the heater with the heat transfer member interposed therebetween,
A fixing device that heats an image on a recording material by sandwiching and conveying the recording material at a nip portion formed between the heat transfer member and the nip forming member.
細長い基板と、
前記基板の長手に沿って延在している通電により発熱する抵抗発熱体と、
前記基板に設けられている複数の電極と、
前記複数の電極のそれぞれから延在している複数の導体路と、
前記複数の導体路のそれぞれから長手に沿って間隔をあけて分岐している複数の分岐路であって、前記抵抗発熱体を横断して前記抵抗発熱体と電気的に接続して分岐路間で前記抵抗発熱体を長手に沿って複数の小区間発熱体に区分している分岐路と、を有し、
前記複数の小区間発熱体に関して加熱する記録材の幅サイズに応じてその幅サイズに対応する領域幅にかかる部分における小区間発熱体が発熱するように前記複数の電極に対して選択的に電圧が印加されるヒータにおいて、
前記領域幅の端部に対応位置する小区間発熱体における前記領域幅の外側の端部に対応するヒータ部分の温度を検知する端部温度センサが配置されていることを特徴とするヒータ。 A heater used in a fixing device for heating an image on a recording material,
An elongated substrate;
A resistance heating element that generates heat by energization extending along the length of the substrate;
A plurality of electrodes provided on the substrate;
A plurality of conductor tracks extending from each of the plurality of electrodes;
A plurality of branch paths branched from each of the plurality of conductor paths at intervals along the longitudinal direction, and are electrically connected to the resistance heating element across the resistance heating element. A branch path that divides the resistance heating element into a plurality of small section heating elements along the longitudinal direction,
In accordance with the width size of the recording material to be heated with respect to the plurality of small section heating elements, a voltage is selectively applied to the plurality of electrodes so that the small section heating elements generate heat in a portion corresponding to the width of the recording material. In the heater to which is applied,
An end temperature sensor for detecting a temperature of a heater portion corresponding to an outer end portion of the region width in a small section heating element positioned corresponding to an end portion of the region width is disposed.
前記ヒータに接して摺動しつつ移動する伝熱部材と、
前記ヒータとの間に前記伝熱部材を挟んで当接するニップ形成部材と、を有し、
前記伝熱部材と前記ニップ形成部材との間に形成されるニップ部で記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱することを特徴とする定着装置。 A heater according to any one of claims 10 to 19,
A heat transfer member that moves while sliding in contact with the heater;
A nip forming member that contacts the heater with the heat transfer member interposed therebetween,
A fixing device that heats an image on a recording material by sandwiching and conveying the recording material at a nip portion formed between the heat transfer member and the nip forming member.
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