JP7315074B2 - Heating device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device and an image forming apparatus.
複写機、プリンタなどの画像形成装置に用いられる加熱装置として、用紙上のトナーを熱により定着させる定着装置や、用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置などが知られている。 2. Description of the Related Art As heating devices used in image forming apparatuses such as copiers and printers, there are known a fixing device that fixes toner on paper by heat, a drying device that dries ink on paper, and the like.
例えば、特許文献１（特許第６３３６０２６号公報）には、面状ヒータを備える定着装置が開示されている。この定着装置においては、温度検知素子としてのサーミスタをヒータ基板の裏面側に接触させて、ヒータの温度を検出するようにしている。 For example, Japanese Patent No. 6336026 discloses a fixing device having a planar heater. In this fixing device, a thermistor as a temperature detecting element is brought into contact with the back side of the heater substrate to detect the temperature of the heater.
しかしながら、特許文献１のように、サーミスタをヒータ基板に接触させて温度を検知する構成では、サーミスタがヒータの熱を受けて高温になりやすいため、高い耐熱性を有するサーミスタが必要であった。 However, in the configuration in which the temperature is detected by contacting the thermistor to the heater substrate as in Patent Document 1, the thermistor is likely to be heated by the heat of the heater, so a thermistor with high heat resistance is required.
上記課題を解決するため、本発明は、発熱部を有する面状の加熱部材と、回転可能に設けられた無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を備え、前記ニップ部に特定幅の加熱対象部材を通過させて前記加熱対象部材を加熱する際に、前記発熱部における一部の領域が、前記加熱対象部材が通過する通過領域となり、その他の領域が、前記加熱対象部材が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、前記発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記加圧回転体の温度を検知する非通過領域温度検知手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heating apparatus comprising a planar heating member having a heat generating portion, an endless belt member provided rotatably, and a pressurizing rotator that forms a nip portion in contact with the outer peripheral surface of the belt member. and non-passing area temperature detecting means for detecting the temperature of the pressurizing rotating body in an area corresponding to the non-passing area of the heat generating portion.
本発明によれば、非通過領域温度検知手段が、発熱部の非通過領域に対応する領域で、加圧回転体の温度を検知するように配置されていることで、非通過領域温度検知手段の温度上昇を抑制することができるようになる。 According to the present invention, the non-passing area temperature detecting means is arranged so as to detect the temperature of the pressurizing rotating body in the area corresponding to the non-passing area of the heat generating portion, so that the temperature rise of the non-passing area temperature detecting means can be suppressed.
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each drawing for explaining the present invention, constituent elements such as members and constituent parts having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible, and once explained, the explanation thereof will be omitted.
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。なお、画像形成装置としては、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などであってもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to one embodiment of the present invention. In addition to the printer, the image forming apparatus may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine of these.
図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部である４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備える。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１０３に対して着脱可能に構成され、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電する帯電装置３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング装置５と、を備える。
The
また、画像形成装置１００は、各感光体２の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する給紙装置７と、各感光体２に形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置８と、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着装置９と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙装置１０と、を備える。
The
転写装置８は、複数のローラによって張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１１と、各感光体２上のトナー画像を中間転写ベルト１１へ転写する一次転写部材としての４つの一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐへ転写する二次転写部材としての二次転写ローラ１３と、を有する。複数の一次転写ローラ１２は、それぞれ、中間転写ベルト１１を介して感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架するローラの１つに接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との間には二次転写ニップが形成されている。
The transfer device 8 has an endless
また、画像形成装置１００内には、給紙装置７から送り出された用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１４が形成されている。この用紙搬送路１４における給紙装置７から二次転写ニップ（二次転写ローラ１３）に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ１５が設けられている。
Further, in the
次に、図１を参照して上記画像形成装置の印刷動作について説明する。 Next, the printing operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電装置３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。
When there is an instruction to start the printing operation, the
各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、図１の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト１１に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、給紙装置７から供給されたものである。給紙装置７から供給された用紙Ｐは、タイミングローラ１５によって一旦停止された後、中間転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーは各クリーニング装置５によって除去される。
When the toner images formed on the
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙装置１０によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
The paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the
続いて、定着装置９の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着部材としての無端状のベルト部材から成る定着ベルト２０と、定着ベルト２０の外周面に接触してニップ部Ｎを形成する加圧回転体としての加圧ローラ２１と、定着ベルト２０を加熱する加熱装置１９と、を備えている。加熱装置１９は、加熱部材としての面状のヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材としてのヒータホルダ２３と、ヒータホルダ２３を長手方向に渡って補強する補強部材としてのステー２４と、温度検知手段としての複数のサーミスタ２５，２６，２７と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
定着ベルト２０は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂による厚みが５～５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０～５００μｍのゴムなどからなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。
The
加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。なお、定着ベルト２０に加圧される加圧回転体として、加圧ローラ２１に代えて無端状の加圧ベルトなどの部材を適用することも可能である。
The
ヒータ２２は、定着ベルト２０の幅方向に渡って長手状に設けられ、定着ベルト２０の内周面に接触するように配置されている。ヒータ２２は、定着ベルト２０に対して非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよいが、ヒータ２２を定着ベルト２０に対して直接接触させる方が定着ベルト２０への熱伝達効率がよくなる。また、ヒータ２２を定着ベルト２０の外周面に接触させることもできるが、定着ベルト２０の外周面がヒータ２２との接触により傷付くと定着品質が低下する虞があるため、ヒータ２２は定着ベルト２０の内周面に接触している方がよい。ヒータ２２は、基材層５０と、発熱部６０を有する導体層５１と、絶縁層５２と、がヒータホルダ２３側からニップ部Ｎ側に向かって順次積層されて構成されている。
The
ヒータホルダ２３及びステー２４は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置９の両側壁部に支持されている。ステー２４によってヒータホルダ２３のヒータ２２側とは反対側の面が支持されていることで、ヒータ２２及びヒータホルダ２３は加圧ローラ２１の加圧力に対して大きく撓むことなく保たれ、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。
The
ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ２３をＬＣＰやＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト２０を加熱することが可能である。
Since the
加圧ローラ２１と定着ベルト２０は、付勢部材としてのバネによって互いに圧接されている。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体１０３に設けられた駆動手段から駆動力が伝達されて回転駆動する駆動ローラとして機能する。一方、定着ベルト２０は、加圧ローラ２１の回転に伴って従動回転するように構成されている。回転時、定着ベルト２０はヒータ２２に対して摺動するので、定着ベルト２０の摺動性を高めるため、ヒータ２２と定着ベルト２０との間にオイルやグリースなどの潤滑剤を介在させてもよい。
The
印刷動作が開始されると、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。また、ヒータ２２に電力が供給されることで、定着ベルト２０が加熱される。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。
When the printing operation is started, the
図３は、ヒータ２２の平面図、図４は、その分解斜視図である。
なお、以下の説明において、ヒータ２２に対する、定着ベルト２０側（ニップ部Ｎ側）を「表側」と称し、ヒータホルダ２３側を「裏側」と称して説明する。
3 is a plan view of the
In the following description, the fixing
図４に示すように、ヒータ２２は、板状の基材層５０と、基材層５０の表側に設けられた導体層５１と、導体層５１の表側を被覆する絶縁層５２との、複数の構成層が積層されて構成されている。導体層５１は、面状の抵抗発熱体で構成された複数の発熱部６０と、基材層５０の長手方向両端部側に設けられた複数の電極部６１と、電極部６１と発熱部６０とを接続する複数の給電線６２と、で構成されている。また、図３に示すように、各電極部６１は、後述のコネクタとの接続を確保するため、少なくとも一部が絶縁層５２によって被覆されておらず露出した状態となっている。
As shown in FIG. 4, the
基材層５０は、アルミナや窒化アルミナなどのセラミック、ガラスなど絶縁材料で構成されている。また、基材層５０を、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄、銅、アルミニウムなどの金属材料で構成し、基材層５０と導体層５１との間に別途絶縁層を設けて絶縁性を確保してもよい。金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。中でも、アルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。
The
絶縁層５２は、耐熱性ガラスで構成されている。その他に、絶縁層５２の材料として、セラミックあるいはポリイミド（ＰＩ）などを用いることも可能である。
The insulating
各発熱部６０は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材層５０に塗工し、その後、当該基材層５０を焼成することによって形成することができる。発熱部６０の材料として、これら以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）の抵抗材料を用いてもよい。
Each
給電線６２は、発熱部６０よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。給電線６２や電極部６１の材料としては、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などを用いることができる。このような材料をスクリーン印刷するなどによって給電線６２や電極部６１を形成することが可能である。
The
本実施形態では、発熱部６０や電極部６１及び給電線６２に銀やパラジウムなどの合金を用い、ＰＴＣ特性（正の抵抗温度係数）を有するものとした。ＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。ＰＴＣ特性を有する発熱部６０とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、ＰＴＣ特性のＴＣＲ係数を３００～４０００ｐｐｍ／度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、ＴＣＲ係数を５００～２０００ｐｐｍ／度とするのがよい。ＴＣＲ係数は、２５度と１２５度とで抵抗値を測定することにより算出することができる。例えば、１００度温度上昇して抵抗値が１０％上昇していれば、ＴＣＲ係数は１０００ｐｐｍ／度である。
In the present embodiment, an alloy such as silver or palladium is used for the
また、本実施形態では、発熱部６０が、基材層５０の長手方向に渡って３つ設けられている。３つの発熱部６０のうちの１つは、基材層５０の長手方向中央に配置された第１発熱部としての中央発熱部６０Ａであり、残りの２つは、中央発熱部６０Ａの長手方向両側に配置された第２発熱部としての端部発熱部６０Ｂである。中央発熱部６０Ａと端部発熱部６０Ｂとは、互いに独立して発熱制御可能に構成されている。
Further, in the present embodiment, three
図３において、複数の電極部６１を、左から順に、第１電極部６１Ａ、第２電極部６１Ｂ、第３電極部６１Ｃ、第４電極部６１Ｄとすると、第２電極部６１Ｂ及び第４電極部６１Ｄに電圧を印加した場合、中央発熱部６０Ａのみが発熱する。また、第１電極部６１Ａ及び第２電極部６１Ｂに電圧を印加した場合は、図３の左側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱し、第２電極部６１Ｂと第３電極部６１Ｃに電圧を印加した場合は、図３の右側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱する。また、第１電極部６１Ａと第３電極部６１Ｃとを外部で並列に接続し同時に電圧を印加できるようにしておけば、これらの電極部６１Ａ，６１Ｃと第２電極部６１Ｂとに電圧を印加することで、両方の端部発熱部６０Ｂを同時に発熱させることが可能である。なお、図３中の矢印は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向に流れる電流の方向を示す。
In FIG. 3, the plurality of
通紙する用紙の幅が、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１以下である場合は、中央発熱部６０Ａのみ発熱させ、また、通紙する用紙の幅が、中央発熱部６０の幅Ｌ１よりも大きい幅である場合は、中央発熱部６０Ａに加えて各端部発熱部６０Ｂをそれぞれ発熱させることで、通紙領域の大きさに応じて発熱領域の大きさを変更することができる。さらに、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１を、小サイズの用紙幅（例えば、Ａ４紙幅：２１５ｍｍ）に合わせ、一方の端部発熱部６０Ｂから他方の端部発熱部６０Ｂまでを含む発熱領域の幅Ｌ２を、大サイズの用紙幅（例えば、Ａ３紙幅：３０１ｍｍ）に合わせることで、これらの用紙を通紙する際は、非通紙領域における過度な温度上昇が生じにくくなるので（発熱部６０Ａ，６０Ｂ上の非通紙領域がほとんど生じないので）、印刷生産性を高めることができる。
When the width of the paper to be passed is equal to or less than the width L1 of the central
また、図３に示すように、本実施形態において、各発熱部６０Ａ，６０Ｂは、それぞれの両端部において、通紙方向（図３の上下方向）に対して傾斜する傾斜部６０１を有している。また、互いに隣り合う傾斜部６０１の少なくとも一部は、ヒータ２２の長手方向（図３の左右方向）に渡って互いにオーバーラップしており、長手方向の同じ領域Ａ（図３の拡大図参照）内に配置されている。このように、傾斜部６０１同士がオーバーラップして配置されていることで、発熱部６０Ａ，６０Ｂ同士の間での温度の低下を抑制でき、紙幅方向の定着ムラを低減できる。
Further, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, each of the
図５は、ヒータ２２及びヒータホルダ２３にコネクタ７０を装着した状態を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the
図５に示すように、コネクタ７０は、樹脂製のハウジング７１と、ハウジング７１に固定された板バネのコンタクト端子７２と、を有している。コンタクト端子７２はヒータ２２の各電極部６１に接触する一対の接点部７２ａを有する。また、コネクタ７０（コンタクト端子７２）には、給電用の配線（ハーネス）７３が接続されている。
As shown in FIG. 5 , the
図５に示すように、コネクタ７０は、ヒータ２２とヒータホルダ２３とを表側と裏側とから一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、コンタクト端子７２の各接点部７２ａがヒータ２２の電極部６１に対して弾性的に接触（圧接）することで、コネクタ７０を介して発熱部６０と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続され、電源から発熱部６０へ電力が供給可能な状態となる。なお、図５に示すヒータ２２の端部側とは反対の端部側にも、同様にコネクタ７０が装着される。
As shown in FIG. 5, the
図６は、サーミスタ２５，２６，２７と、発熱部６０Ａ，６０Ｂと、通紙領域Ｗ１，Ｗ２と、の位置関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship among
図６中の、Ｗ１で示される通紙領域は、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも小さい幅サイズの用紙Ｐ１がニップ部Ｎを通過する際の幅方向の通過領域であり、同図中のＷ２で示される通紙領域は、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも大きい幅サイズの用紙Ｐ２がニップ部Ｎを通過する際の幅方向の通過領域である。
The paper passing area indicated by W1 in FIG. 6 is the widthwise passing area when the paper P1 having a width smaller than the width L1 of the central
ここで、サーミスタ２５、サーミスタ２６、サーミスタ２７を、以下便宜的に、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、第３サーミスタ２７と称すると、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａは、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、小サイズ通紙領域Ｗ１内に配置されている。このように、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内で、さらに、小サイズ通紙領域Ｗ１内に配置されていることで、小サイズの用紙Ｐ１やこれより幅の大きい各幅の用紙を通紙した際の、中央発熱部６０Ａにおける通紙領域の温度を第１サーミスタ２５によって検知することができる。また、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも小さい幅サイズの用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａを配置することで、中央発熱部６０Ａ上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第１サーミスタ２５によって検知することができるようになる。
Here, the
第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａは、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも外側で、大サイズ通紙領域Ｗ２内に配置されている。すなわち、第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａは、大サイズの用紙Ｐ２を通紙する際に、当該用紙Ｐ２が端部発熱部６０Ｂ上を通過する通紙領域に対応して配置されている。このように、第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも外側で、大サイズ通紙領域Ｗ２内に配置されていることで、大サイズの用紙Ｐ２を通紙した際の、端部発熱部６０Ｂにおける通紙領域の温度を第２サーミスタ２６によって検知することができる。また、端部発熱部６０Ｂ上を通過する用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、第２サーミスタ２６の温度検知部２ａを配置することで、端部発熱部６０Ｂ上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第２サーミスタ２６によって検知することができるようになる。
The
第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａは、小サイズ通紙領域Ｗ１の外側で、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内に配置されている。すなわち、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａは、小サイズの用紙Ｐ１を通紙する際に、当該用紙Ｐ１が中央発熱部６０Ａ上を通過しない非通紙領域（非通過領域）に対応して配置されている。このように、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、小サイズ通紙領域Ｗ１の外側で、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内に配置されていることで、小サイズの用紙Ｐ１を通紙した際の、中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を第３サーミスタ２７によって検知することが可能である。
The
各サーミスタ２５，２６，２７によって検知された温度情報は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの発熱を制御する制御部へ送られ、送られた温度情報に基づき各発熱部６０Ａ，６０Ｂが個別に制御される。これにより、ニップ部Ｎの温度が予め設定された目標の温度（定着温度）となるように制御される。しかしながら、小サイズの用紙を続けて通紙した場合など、非通紙領域におけるヒータ２２の熱があまり消費されない場合は、温度が過剰に上昇することがある。このような場合、非通紙領域における温度が所定の温度以上となったことを第３サーミスタ２７が検知することで、ヒータ２２の発熱量を低下させる制御がなされる。さらに、用紙の搬送速度を下げる、用紙の搬送間隔を広げる、あるいは画像形成を停止することで、非通紙領域における温度上昇が抑制される。
Temperature information detected by each
本実施形態では、中央発熱部６０Ａ及び端部発熱部６０が、それぞれの長手方向端部側に、傾斜部６０１を有しているが、傾斜部６０１では、それ以外の部分（各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向中央側）に比べて発熱量が低下する。従って、傾斜部６０１に対応する領域に第２サーミスタ２６や第３サーミスタ２７の各温度検知部２６ａ，２７ａが配置されていると、温度の検知精度が低下する可能性がある。そのため、図６に示すように、第２サーミスタ２６及び第３サーミスタ２７の各温度検知部２６ａ，２７ａは、中央発熱部６０Ａの傾斜部６０１又は端部発熱部６０Ｂの傾斜部６０１以外の部分（例えば、発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向中央側）に配置されることが好ましい。これにより、第２サーミスタ２６及び第３サーミスタ２７の温度検知精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the central
また、本実施形態では、第２サーミスタ２６が一方の端部発熱部６０Ｂ側だけに配置されているが、他方の端部発熱部６０Ｂ側にも第２サーミスタ２６を配置してもよい。ただし、本実施形態のように、各サイズの用紙Ｐ１，Ｐ２がそれぞれの幅方向中央位置Ｍを揃えて搬送される、いわゆる中央搬送基準方式の画像形成装置の場合は、定着ベルトの温度分布が基本的に用紙の幅方向中央位置Ｍを基準に左右対称になるので、一方の端部発熱部６０Ｂ側だけに第２サーミスタ２６を配置すれば、他方の端部発熱部６０Ｂの制御も同様に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
ところで、通紙領域に対応して配置される通紙領域センサ（通過領域温度検知手段）としての、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、通紙領域の温度を適正な値に制御するため、ニップ部Ｎにおける温度推移を応答性良く正確に検知できることが望ましい。そのため、図２に示すように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、ヒータ２２の裏面（ニップ部Ｎ側とは反対側の面）に接触するように配置されている。このように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６がヒータ２２の裏面に接触するように配置されていることで、発熱源であってニップ部Ｎに近いヒータ２２の温度を直接検知することができ、その検知結果に基づいて通紙領域の温度を適正な温度に制御することができる。
By the way, the
一方、非通紙領域に対応して配置される非通紙領域センサ（非通過領域温度検知手段）としての、第３サーミスタ２７は、定着品質に大きな影響を与える通紙領域の温度ではなく、定着装置の損傷や劣化などを防止するための非通紙領域の過昇温を検知できればよいので、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて温度検知の応答性や精度は多少低くても構わない。そこで、本実施形態においては、図２に示すように、第３サーミスタ２７を、ヒータ２２の近くではなく、加圧ローラ２１の外周面に対向するように配置している。ニップ部Ｎにおける非通紙領域の温度が上昇すると、これに対応する領域の加圧ローラ２１の表面温度も上昇するので、この加圧ローラ２１の温度を第３サーミスタ２７によって検知することで、非通紙領域における過昇温を防止することが可能である。
On the other hand, the
このように、本実施形態においては、第３サーミスタ２７を加圧ローラ２１の外周面に対向するように配置している。このような配置とすることで、第３サーミスタ２７が、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて温度上昇しにくくなる。すなわち、第３サーミスタ２７は、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６よりも、高温になるヒータ２２から遠い位置に配置されているため、ヒータ２２の熱に曝されにくく、温度上昇が生じにくくなる。これにより、第３サーミスタ２７は、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６ほどの耐熱性を有しなくてもよくなるので、第３サーミスタ２７として、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて耐熱性の低い安価なサーミスタを用いることができるようになり、定着装置９の低コスト化を図れるようになる。
Thus, in this embodiment, the
図７に、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６の構成の一例を示し、図８に、第３サーミスタ２７の構成の一例を示す。
7 shows an example of the configuration of the
図７に示すように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、ホルダ３０と、弾性部材３１と、温度検知部２５ａ，２６ａとしての温度検知素子３２と、付勢部材としてのバネ３３と、絶縁シート３４と、を有している。ホルダ３０は、ＬＣＰなどの樹脂材料で構成されており、ヒータ２２側の面に弾性部材３１を介して温度検知素子３２が設けられている。弾性部材３１は、ホルダ３０よりも熱伝導率及び剛性の低い材料で構成されており、弾性を有すると共に断熱性も有する。絶縁シート３４は、ＰＩ（ポリイミド）などの絶縁材料で構成され、ホルダ３０、弾性部材３１、及び温度検知素子３２を覆うように設けられている。ホルダ３０はバネ３３によってヒータ２２側に付勢されており、これによって、温度検知素子３２が絶縁シート３４を介してヒータ２２に接触している。また、ホルダ３０からは、温度検知素子３２に接続されている配線（リード線）３５が２本伸びており、各配線３５は絶縁性の被膜で被覆されている。配線３５の被膜は、耐熱性を考慮し、厚さが例えば０．４ｍｍ以上であることが望ましい。また、被膜の厚さが０．４ｍｍ以下の場合は、被膜を複数枚重ねてもよい。
As shown in FIG. 7, the
一方、図８に示すように、第３サーミスタ２７は、ホルダ３６と、温度検知部２７ａとしての温度検知素子３７と、絶縁シート３８と、を有している。温度検知素子３７は、ホルダ３６に設けられ、絶縁シート３８を介して加圧ローラ２１の外周面と対向している。また、ホルダ３６からは、温度検知素子３７に接続されている配線（リード線）３９が２本伸びており、各配線３９は絶縁性の被膜で被覆されている。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
第３サーミスタ２７は、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて耐熱性が低くてもよいので、断熱効果を有する弾性部材を有していない。また、第３サーミスタ２７においては耐熱性を低くできるため、ホルダ３６を、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６のホルダ３０よりも耐熱性の低い材料で構成することもできる。また、第３サーミスタ２７の配線３９の被膜も、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６の配線３５の被膜に比べて、耐熱性の低い材料で構成したり、薄くしたり、膜数を少なくしたりすることが可能である。さらに、この例では、第３サーミスタ２７が加圧ローラ２１に対して非接触で温度検知するタイプであるので、温度検知素子３７を加圧ローラ２１に対して接触させる付勢部材を備える必要が無く、安価に構成できる。
Since the
図９は、ヒータ２２の裏面と、加圧ローラ２１のニップ入口側（ニップ部Ｎよりも回転方向上流側）及びニップ出口側（ニップ部Ｎよりも回転方向下流側）の各表面温度を測定したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the surface temperatures of the back surface of the
図９において、Ｔ１は、ヒータ２２の裏面の温度を熱電対で測定した結果である。また、Ｔ２は、加圧ローラ２１のニップ出口側の温度をサーモビューワで測定した結果であり、Ｔ３は、加圧ローラ２１のニップ入口側の温度を同じくサーモビューワで測定した結果である。いずれの温度も、中央発熱部６０Ａよりも幅の小さいＡ６サイズの普通紙Ｐを、１分あたり３０枚、縦方向に通紙して定着処理した後の温度である。
In FIG. 9, T1 is the result of measuring the temperature of the back surface of the
図９に示すように、この測定試験では、ヒータ２２の裏面の温度Ｔ１は２３０℃まで上昇したのに対し、加圧ローラ２１のニップ出口側の温度Ｔ２は２００℃、ニップ入口側の温度Ｔ３は１８５℃までしか上昇しなかった。このように、加圧ローラ２１の表面温度はニップ出口側、ニップ入口側ともに、ヒータ２２の裏面の温度に比べて低くなっていることが確認できた。さらに、加圧ローラ２１のニップ入口側の温度Ｔ３は、ニップ出口側の温度Ｔ２よりも低くなっている。これは、加圧ローラ２１の回転による弾性層内の熱伝導と、加圧ローラ２１から外部への放熱により、ニップ入口側では、加熱直後のニップ出口側に比べて温度が低下したものと考えられる。
As shown in FIG. 9, in this measurement test, the temperature T1 on the back surface of the
図９に示す結果からすれば、第３サーミスタ２７の温度上昇をより効果的に抑制するには、加圧ローラ２１の表面のうち、特に加圧ローラ２１の回転方向におけるニップ部Ｎよりも上流側（以下、「ニップ入口側」という。）に第３サーミスタ２７を配置することが好ましい。
From the results shown in FIG. 9, in order to more effectively suppress the temperature rise of the
図１０に、第３サーミスタ２７をニップ入口側に配置した例を示す。
FIG. 10 shows an example in which the
図１０では、第３サーミスタ２７として、加圧ローラ２１の外周面に接触して配置される接触タイプを用いているが、非接触タイプを用いてもよい。このように、第３サーミスタ２７をニップ入口側に配置することで、第３サーミスタ２７の温度上昇を効果的に抑制できるようになり、より安価で耐熱性の低いサーミスタを用いることができるようになる。なお、部品レイアウト上の都合などで、第３サーミスタ２７をニップ入口側に配置できない場合は、加圧ローラ２１の回転方向におけるニップ部Ｎよりも下流側（ニップ出口側）や、加圧ローラ２１上のその他の箇所に、第３サーミスタ２７を配置してもよい。その場合でも、第３サーミスタ２７をヒータ２２近傍に配置するよりは温度上昇を抑制できるので、安価で耐熱性の低いサーミスタを用いること可能である。
In FIG. 10, the
また、回転に伴う加圧ローラ２１の弾性層の熱流量は、弾性層２１ｂの熱伝導率と断面積に比例するので、これらを大きくすることで、ニップ入口側での加圧ローラ２１の表面温度をより一層低減でき、第３サーミスタ２７の温度上昇をさらに抑制することが可能である。弾性層２１ｂの断面積を大きく確保するため、加圧ローラ２１の外径を２０ｍｍ以上、弾性層２１ｂの厚さを２ｍｍ以上とすることが望ましい。また、弾性層２１ｂの熱電率は、０．１Ｗ／ｍＫ以上、さらに好ましくは０．２Ｗ／ｍＫ以上であるのがよい。熱伝導率は、例えばアイフェイズ社製のai-Phase Mobile2など用いて測定することができる。また、弾性層２１ｂの材料に熱伝導率の良い添加剤を加えて、加圧ローラ２１の長手方向の熱伝導率を向上させることも可能である。
In addition, since the heat flow rate of the elastic layer of the
また、本発明が適用されるヒータ２２の構成は、上述の例のほか、図１１、図１２、又は図１３に示す構成であってもよい。
Moreover, the configuration of the
図１１に示す例では、中央発熱部６０Ａが、その長手方向に渡って複数の発熱ブロック５９に分割されている。このように、中央発熱部６０Ａを、１つの長い発熱ブロックではなく、複数の短い発熱ブロック５９に分割することで、発熱ブロック５９と端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの幅がほぼ同じとなり、これらの抵抗値をほぼ同じにすることができる。例えば、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１がＡ４紙幅（２１５ｍｍ）で、両端部発熱部６０Ｂを含む発熱領域の幅Ｌ２がＡ３紙幅（３０１ｍｍ）である場合は、中央発熱部６０Ａを５つの発熱ブロック５９に分割することで、発熱ブロック５９と端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの幅を同じ幅（４３ｍｍ）にすることができる。これにより、各発熱ブロック５９と各端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの抵抗値がほぼ同じとなり、定着ベルト２０を幅方向に渡って均一に加熱することができるようになる。
In the example shown in FIG. 11, the central
さらに、図１２に示す例では、中央発熱部６０Ａの各発熱ブロック５９と、各端部発熱部６０Ｂとが、それぞれ折り返しパターンに形成されている。この場合、折り返しパターンに沿って電流が流れる。
Furthermore, in the example shown in FIG. 12, each
また、図１３に示す例では、各発熱部６０Ａ，６０Ｂが、それぞれの短手方向の端部にて給電線６２と接続されている。この場合、図１６中の矢印で示すように、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向及び短手方向（斜め方向）に電流が流れるようになる。
Further, in the example shown in FIG. 13, each of the heat-generating
以下、上述の実施形態とは異なる実施形態について説明する。主に異なる部分について説明し、それ以外の部分は基本的に上述の実施形態と同様であるので説明を省略する。 Embodiments different from the above-described embodiments will be described below. Mainly different parts will be explained, and other parts are basically the same as the above-described embodiment, so the explanation will be omitted.
図１４に示す実施形態では、定着装置９が、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、及び第３サーミスタ２７に加え、端部発熱部６０Ｂの非通紙領域（非通過領域）の温度を検知する非通紙領域センサ（非通過領域温度検知手段）として、第４サーミスタ２８を備えている。第４サーミスタ２８の温度検知部２８ａは、大サイズ通紙領域Ｗ２の外側で、端部発熱部６０Ｂの幅内（両方の端部発熱部６０Ｂを含む幅Ｌ２内）に配置されている。これにより、第４サーミスタ２８によって、大サイズの用紙Ｐ２を通紙した際の、端部発熱部６０Ｂの非通紙領域の温度を検知することができる。また、第４サーミスタ２８の温度検知精度を向上させるため、第２サーミスタ２６や第３サーミスタ２７と同様に、第４サーミスタ２８の温度検知部２８ａは、端部発熱部６０Ｂの傾斜部６０１以外の部分（端部発熱部６０Ｂの長手方向中央側）に対応して配置されていることが望ましい。
In the embodiment shown in FIG. 14, in addition to the
このような非通紙領域の温度を検知する第４サーミスタ２８は、第３サーミスタ２７と同様に、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて温度検知の応答性や精度は多少低くても構わない。このため、第４サーミスタ２８も、図１５に示すように、第３サーミスタ２７と同様、加圧ローラ２１の温度を検知するように（加圧ローラ２１の近傍に）配置されてもよい。このように、第４サーミスタ２８を加圧ローラ２１の近傍に配置することで、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて第４サーミスタ２８の温度上昇を抑制でき、第４サーミスタ２８として安価で耐熱性の低いサーミスタを用いることができるようになる。さらに、第４サーミスタ２８を、より表面温度の低い加圧ローラ２１のニップ入口側に配置することで、第４サーミスタ２８の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
Like the
次に、図１６に示す実施形態では、用紙が誤セットされた場合でも、そのときの非通紙領域における温度上昇を第３サーミスタ２７によって検知できるようにしている。具体的には、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´よりも外側に配置されている。この誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´とは、用紙Ｐ３が誤って片方の幅方向端部側に寄せられて、正規位置（図１６の実線で示す位置）から幅方向にずれてセットされた場合に、その用紙Ｐ３がずれ修正されることなくそのまま搬送された際の通紙領域である。このように、本実施形態では、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´よりも外側に配置されていることで、誤セットされた用紙Ｐ３が通紙された際の、中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を第３サーミスタ２７によって検知することができるようになる。
Next, in the embodiment shown in FIG. 16, the
また、図１６に示す例では、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１が、用紙Ｐ３と同じ幅サイズに設定されている。この場合、用紙Ｐ３が図１９の実線で示される正規位置で通紙されると、第３サーミスタ２７は中央発熱部６０Ａにおける通紙領域の温度を検知する。一方、用紙Ｐ３が図１９の二点鎖線で示される誤セット位置で通紙されると、第３サーミスタ２７は中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を検知することになる。このように、誤セットがあった場合は、第３サーミスタ２７が非通紙領域の温度を検知するようになり、誤セットの無い場合に検知される通紙領域の温度よりも基本的に高い温度が検知されるので、このときの第３サーミスタ２７による検知温度の違いを確認することで、誤セットの有無を判別できるようになる。そして、誤セットであると判断された場合は、画像形成を停止し、誤セットであることを音や画面表示などでユーザに知らせることで、誤セット状態を解消することが可能となる。なお、このような誤セットの有無を判別する構成は、用紙Ｐ３の幅と中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１とが同じサイズである場合に限らない。誤セットの有無に応じて第３サーミスタ２７が配置されている領域が通紙領域と非通紙領域とに変化する紙種であれば、同様に第３サーミスタ２７による検知温度の違いを確認することで、誤セットの有無を判別することが可能である。
Further, in the example shown in FIG. 16, the width L1 of the central
続いて、図１７に示す実施形態では、定着装置９が、３つのサーミスタ２５，２６，２７のほかに、２つのサーモスタット４１，４２を備えている。２つのサーモスタット４１，４２は、発熱部６０Ａ，６０Ｂの温度が所定温度以上であることを検知した場合に発熱部６０Ａ，６０Ｂへの通電を遮断する通電遮断手段として機能する。具体的に、各サーモスタット４１，４２は、いずれもヒータ２２の裏面に接触して配置されている。また、一方のサーモスタット４１は、中央発熱部６０Ａに給電する電極部６１Ｄに対して電気的に接続され、他方のサーモスタット４２は、端部発熱部６０Ｂに給電する電極部６１Ａに対して電気的に接続されている。サーモスタット４１，４２が発熱部６０Ａ，６０Ｂにおける過昇温を検知すると、発熱部６０Ａ，６０Ｂへの通電を遮断することで、それ以上のヒータ２２の発熱が停止される。なお、通電遮断手段として、サーモスタットに代えて、ヒューズを用いてもよい。
Next, in the embodiment shown in FIG. 17, the fixing
また、図１７に示す例のように、中央発熱部６０Ａが互いに並列に接続された複数の発熱ブロック５９で構成されている場合、中央発熱部６０Ａに配置されるサーモスタット４１は、第１サーミスタ２５が配置される発熱ブロック５９と同じ発熱ブロック５９に配置されることが望ましい。このように、同じ発熱ブロック５９にサーモスタット４１と第１サーミスタ２５とを配置することで、万が一、この発熱ブロック５９が断線して、サーモスタット４１では過昇温を検知することができない状況になっても、第１サーミスタ２５が断線に起因する異常な温度低下を検知することで、ヒータ２２の故障を把握することができるようになる。
Also, as in the example shown in FIG. 17, when the central
また、図１７に示す例では、定着ベルト２０の内周に、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６に加えて、２つのサーモスタット４１，４２が収容されるため、定着ベルト２０内に配置される配線の数が多くなっている。このような場合、制御部又は電源部などの外部装置８０に接続される全ての配線を定着ベルト２０の片方の端部から外部に露出させると、特に径の小さい定着ベルト２０においては配線作業が行いにくくなり、作業性が低下する虞がある。また、配線を通すスペースを確保しなければならないため、定着ベルト２０の小径化を妨げることにもなる。
In addition, in the example shown in FIG. 17, two
そのため、図１７に示す例では、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、及び各サーモスタット４１，４２に接続される複数の配線うち、一部の配線ｋ１，ｋ２，ｋ３を、定着ベルト２０の一端部２１ａ側から外部に露出させ、その他の配線ｍ１，ｍ２，ｍ３を、定着ベルト２０の他端部２１ｂ側から外部に露出させている。このように、配線を、定着ベルト２０の一端部側と他端部側とに分けて露出させることで、配線が１つの端部に集中することによる配線作業の低下や定着ベルト２０の小径化の妨げを回避することが可能となる。
Therefore, in the example shown in FIG. 17, some of the wires k1, k2, k3 among the plurality of wires connected to the
以上のように、上述の各実施形態に係る定着装置においては、ニップ部に特定幅の用紙を通過させた際に、発熱部における一部の領域が通紙領域となり、その他の領域が非通紙領域となる構成において、その非通紙領域の温度を検知するサーミスタ（第３サーミスタ２７又は第４サーミスタ２８）を加圧ローラの近傍に配置することで、サーミスタの温度上昇を抑制することができ、劣化や破損の虞を低減できるようになる。また、サーミスタの温度上昇が抑制されることで、耐熱性の低いサーミスタを用いることができるようになり、低コスト化も図れるようになる。 As described above, in the fixing device according to each of the above-described embodiments, when a sheet of a specific width is passed through the nip portion, a portion of the heat-generating portion serves as a paper-passing region and the other region serves as a non-paper-passing region. In addition, since the temperature rise of the thermistor is suppressed, it becomes possible to use a thermistor with low heat resistance, and the cost can be reduced.
上述の各実施形態においては、ヒータとして互いに独立して制御される複数の発熱部（中央発熱部６０Ａ及び端部発熱部６０Ｂ）を有する構成を例に挙げているが、本発明は、複数の発熱部を有するヒータに限らず、発熱部を１つのみ有するヒータにも適用可能である。
In each of the above-described embodiments, a configuration having a plurality of heat generating portions (the central
また、本発明に係る構成は、ＰＴＣ特性を有するヒータに適用された場合、より大きな効果を期待できる。すなわち、ヒータがＰＴＣ特性を有する場合は、非通紙領域で温度上昇すると、その部分の抵抗値が上昇し、ますます発熱量が多くなるので、温度上昇が顕著となる。従って、このようなＰＴＣ特性を有するヒータを用いる構成においては、非通紙領域の温度を検知するサーミスタを、ヒータから遠ざけ、加圧ローラの近傍に配置することで、サーミスタの温度上昇を効果的に抑制することが可能である。なお、上述のＰＴＣ特性に起因する非通紙領域の温度上昇は、図３に示すヒータ２２のほか、図１４～図１６に示す各ヒータ２２など、少なくとも長手方向（用紙幅方向）に電流が流れる構成であれば同様に発生する。
In addition, when the configuration according to the present invention is applied to a heater having PTC characteristics, a greater effect can be expected. That is, when the heater has the PTC characteristic, when the temperature rises in the non-paper-passing area, the resistance value of that portion rises and the amount of heat generated increases, resulting in a significant temperature rise. Therefore, in a configuration using a heater having such a PTC characteristic, the temperature rise of the thermistor can be effectively suppressed by moving the thermistor that detects the temperature of the non-sheet-passing area away from the heater and arranging it near the pressure roller. Note that the temperature rise in the non-paper-passing area due to the above-described PTC characteristic similarly occurs in the
また、本発明は、上述の定着装置のほか、図１８～図２０に示すような定着装置にも適用可能である。以下、図１８～図２０に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。 In addition to the fixing device described above, the present invention can also be applied to fixing devices as shown in FIGS. 18 to 20. FIG. The configuration of each fixing device shown in FIGS. 18 to 20 will be briefly described below.
まず、図１８に示す定着装置９は、定着ベルト２０に対して加圧ローラ２１側とは反対側に、押圧ローラ９０が配置されており、この押圧ローラ９０とヒータ２２とによって定着ベルト２０を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ２１側では、定着ベルト２０の内周にニップ形成部材９１が配置されている。ニップ形成部材９１は、ステー２４によって支持されており、ニップ形成部材９１と加圧ローラ２１とによって定着ベルト２０を挟んでニップ部Ｎを形成している。
First, the fixing
次に、図１９に示す定着装置９では、前述の押圧ローラ９０が省略されており、定着ベルト２０とヒータ２２との周方向接触長さを確保するために、ヒータ２２が定着ベルト２０の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図１８に示す定着装置９と同じ構成である。
Next, in the
最後に、図２０に示す定着装置９では、定着ベルト２０のほかに加圧ベルト９２が設けられ、加熱ニップ（第１ニップ部）Ｎ１と定着ニップ（第２ニップ部）Ｎ２とを分けて構成している。すなわち、加圧ローラ２１に対して定着ベルト２０側とは反対側に、ニップ形成部材９１とステー９３とを配置し、これらニップ形成部材９１とステー９３を内包するように加圧ベルト９２を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト９２と加圧ローラ２１との間の定着ニップＮ２に用紙Ｐを通紙して加熱及び加圧して画像を定着する。その他は、図２に示す定着装置９と同じ構成である。
Finally, in the
以上、種々の定着装置の構成について説明したが、本発明に係る加熱装置は、定着装置に適用される場合に限らない。例えば、本発明に係る加熱装置は、用紙に塗布されたインクを乾燥させるために、インクジェット方式の画像形成装置に搭載される乾燥装置にも適用可能である。さらに、本発明に係る加熱装置は、用紙を加熱対象部材として加熱する加熱装置に限らない。例えば、シートの表面に被覆部材としてのフィルムを重ねて、これらを加熱して圧着する被覆装置（ラミネータ）にも適用可能である。 Although the configurations of various fixing devices have been described above, the heating device according to the present invention is not limited to being applied to fixing devices. For example, the heating device according to the present invention can also be applied to a drying device installed in an inkjet image forming apparatus in order to dry ink applied to paper. Furthermore, the heating device according to the present invention is not limited to a heating device that heats paper as a member to be heated. For example, the present invention can also be applied to a coating device (laminator) that stacks a film as a coating member on the surface of a sheet and heats and presses them.
９ 定着装置
１９ 加熱装置
２０ 定着ベルト（ベルト部材）
２１ 加圧ローラ（加圧回転体）
２２ ヒータ（加熱部材）
２５ 第１サーミスタ（通過領域温度検知手段）
２６ 第２サーミスタ（通過領域温度検知手段）
２７ 第３サーミスタ（非通過領域温度検知手段）
２８ 第４サーミスタ（非通過領域温度検知手段）
３０ ホルダ
３２ 温度検知素子
３４ 絶縁シート
３５ 配線
３６ ホルダ
３７ 温度検知素子
３８ 絶縁シート
３９ 配線
６０ 発熱部
６０Ａ 中央発熱部
６０Ｂ 端部発熱部
Ｐ 用紙（記録媒体、加熱対象部材）
Ｎ ニップ部
9 fixing
21 pressure roller (pressure rotating body)
22 heater (heating member)
25 first thermistor (passing area temperature detection means)
26 second thermistor (passing area temperature detection means)
27 third thermistor (non-passing area temperature detection means)
28 fourth thermistor (non-passing area temperature detection means)
30
N Nip part
Claims (12)
回転可能に設けられた無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触してニップ部を形成する加圧回転体と、
を備え、
前記発熱部はＰＴＣ特性を有し、前記発熱部に対して流れる電流の方向が前記ニップ部を通過する加熱対象部材の通過方向とは交差する方向であり、
前記ニップ部に特定幅の加熱対象部材を通過させて前記加熱対象部材を加熱する際に、前記発熱部における一部の領域が、前記加熱対象部材が通過する通過領域となり、その他の領域が、前記加熱対象部材が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、
前記複数の発熱部は、前記加熱部材の長手方向中央に配置される中央発熱部と、前記中央発熱部よりも前記加熱部材の長手方向端部側に配置される端部発熱部とを含み、
前記中央発熱部に対応する領域に配置され、前記加熱部材の温度を検知する第一の温度検知手段と、
前記端部発熱部に対応する領域に配置され、前記加熱部材の温度を検知する第二の温度検知手段と、
前記端部発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記加圧回転体の温度を検知する非通過領域温度検知手段を備え、
前記非通過領域温度検知手段は、前記加熱部材の長手方向において前記第二の温度検知手段よりも端部側に配置されることを特徴とする加熱装置。 a planar heating member having a plurality of heat generating portions capable of controlling heat generation independently of each other;
a rotatably provided endless belt member;
a pressure rotating body that forms a nip portion by contacting the outer peripheral surface of the belt member;
with
The heat generating portion has a PTC characteristic, and the direction of the current flowing to the heat generating portion is a direction that intersects the passage direction of the member to be heated passing through the nip portion,
When a heating target member having a specific width is passed through the nip portion to heat the heating target member, a part of the region of the heat generating portion becomes a passing region through which the heating target member passes, and the other region becomes a non-passing region through which the heating target member does not pass,
The plurality of heat generating portions includes a central heat generating portion arranged in the center of the heating member in the longitudinal direction, and end heat generating portions arranged closer to the ends in the longitudinal direction of the heating member than the central heat generating portion,
a first temperature detection means arranged in a region corresponding to the central heat generating portion and detecting the temperature of the heating member;
a second temperature detection means arranged in a region corresponding to the end heat generating portion and detecting the temperature of the heating member;
non-passing area temperature detection means for detecting the temperature of the pressurizing rotating body in an area corresponding to the non-passing area of the end heat generating portion;
The heating device, wherein the non-passing region temperature detection means is arranged closer to the end than the second temperature detection means in the longitudinal direction of the heating member.
回転可能に設けられた無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触してニップ部を形成する加圧回転体と、
を備え、
前記発熱部はＰＴＣ特性を有し、前記発熱部に対して流れる電流の方向が前記ニップ部を通過する加熱対象部材の通過方向とは交差する方向であり、
前記ニップ部に特定幅の加熱対象部材を通過させて前記加熱対象部材を加熱する際に、前記発熱部における一部の領域が、前記加熱対象部材が通過する通過領域となり、その他の領域が、前記加熱対象部材が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、
前記複数の発熱部は、前記加熱部材の長手方向中央に配置される中央発熱部と、前記中央発熱部よりも前記加熱部材の長手方向端部側に配置される端部発熱部とを含み、
前記中央発熱部に対応する領域に配置され、前記加熱部材の温度を検知する第一の温度検知手段と、
前記端部発熱部に対応する領域に配置され、前記加熱部材の温度を検知する第二の温度検知手段と、
前記中央発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記加圧回転体の温度を検知する第一の非通過領域温度検知手段と、
前記端部発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記加圧回転体の温度を検知する第二の非通過領域温度検知手段と、を備え、
前記第一の非通過領域温度検知手段は、前記加熱部材の長手方向において前記第一の温度検知手段と前記第二の温度検知手段の間に配置され、
前記第二の非通過領域温度検知手段は、前記加熱部材の長手方向において前記第二の温度検知手段よりも端部側に配置されることを特徴とする加熱装置。 a planar heating member having a plurality of heat generating portions capable of controlling heat generation independently of each other;
a rotatably provided endless belt member;
a pressure rotating body that forms a nip portion by contacting the outer peripheral surface of the belt member;
with
The heat generating portion has a PTC characteristic, and the direction of the current flowing to the heat generating portion is a direction that intersects the passage direction of the member to be heated passing through the nip portion,
When a heating target member having a specific width is passed through the nip portion to heat the heating target member, a part of the region of the heat generating portion becomes a passing region through which the heating target member passes, and the other region becomes a non-passing region through which the heating target member does not pass,
The plurality of heat generating portions includes a central heat generating portion arranged in the center of the heating member in the longitudinal direction, and end heat generating portions arranged closer to the ends in the longitudinal direction of the heating member than the central heat generating portion,
a first temperature detection means arranged in a region corresponding to the central heat generating portion and detecting the temperature of the heating member;
a second temperature detection means arranged in a region corresponding to the end heat generating portion and detecting the temperature of the heating member;
first non-passing area temperature detection means for detecting the temperature of the pressurizing rotating body in an area corresponding to the non-passing area of the central heat generating portion;
a second non-passing area temperature detection means for detecting the temperature of the pressurizing rotating body in an area corresponding to the non-passing area of the end heat generating portion;
The first non-passing area temperature detection means is arranged between the first temperature detection means and the second temperature detection means in the longitudinal direction of the heating member,
The heating device, wherein the second non-passing area temperature detection means is arranged closer to the end than the second temperature detection means in the longitudinal direction of the heating member.
前記第一の温度検知手段と前記第二の温度検知手段はいずれも前記加熱部材の裏面側に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱装置。 the heating member is disposed inside the belt member;
5. The heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein both the first temperature detection means and the second temperature detection means are arranged on the back side of the heating member.
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