JP2008268729A - 画像形成装置の加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 セラミック基板を使用した加熱装置において、非通紙部の昇温を抑え、異常時の安全性を確保する。
【解決手段】 絶縁性の基板に抵抗体が印刷形成された加熱手段と、該加熱手段を内包する回転体と、該加熱手段に加圧圧接してニップを形成するための加圧手段を有し、未定着画像を担持した転写材を該加熱手段に当接させながら定着せしめる画像形成装置の加熱装置において、該加熱手段の抵抗体は、該絶縁性基板の転写材が当接される面と、転写材が当接されない面の各々（セラミック基板の両面）に形成され、表面は負の温度係数、裏面は正の温度係数の抵抗体を直列に接続して駆動する。
【選択図】 図５

Description

本発明は画像形成装置内の加熱装置、特にセラミック基板を使用した加熱装置に関する。

図１はレーザプリンタなどの画像形成装置の断面図であり、本図に於いて、１０は記録紙Ｐを収容する給紙カセットであり、該給紙カセット１０の上部には給紙ローラ１１が設けられており、該給紙ローラ１１の記録紙搬送方向に配置された搬送ローラ１２に向けて駆動手段１３によって記録紙Ｐが搬送される。該搬送ローラ１２の下流には潜像が形成される感光ドラム１４が設けられており、搬送ローラ１２は感光ドラム１４の画像形成動作とのタイミングをとりながら記録紙Ｐを感光ドラム１４に搬送する。感光ドラム14は一次帯電器８によって一様に帯電されており、不図示外部装置からの画像信号により半導体レーザ３がON／OFFし、レーザービームがポリゴンミラー１に照射され、その反射光が結像レンズ４及び反射ミラー５を介して感光ドラム１４上に照射されると、感光ドラム１４の表面には画像信号に対応した潜像が形成され、この潜像は現像装置２０によって現像されて可視像として顕像化される。そしてこの可視像は搬送された記録紙Ｐ上に転写ローラ１５によって転写される。

可視像を転写された記録紙Ｐは熱定着装置１８へ向けて搬送され、記録紙Ｐ上の可視像は定着装置１８に於いて永久画像として定着される。画像が定着した記録紙Pは排紙ローラ１７によって機外に排出され、排紙トレイ１９上に積載される。

図２は熱定着装置の内部断面図であり、本図に於いて、２０はセラミック等の絶縁性基板、２１は基板上に印刷焼成された商用電源で駆動される発熱抵抗パターン、２２は発熱抵抗パターン２１を保護するための保護ガラス、２３はセラミック基板２０を保持する保持部材である。２４は耐熱性フィルムであり加圧ローラ２５で加圧密着させて摺動搬送させ、耐熱性フィルム２４を挟んで基板２０と加圧ローラ２５で圧接ニップ部が形成される。未定着画像が描かれた記録紙などの被加熱材は、不図示紙搬送手段により耐熱性フィルム２４と加圧ローラ２５との間に導入され、加圧ローラ２５により耐熱性フィルム２４とともに圧接ニップ部内を搬送され、発熱抵抗パターン２１の熱が保護ガラス２２と耐熱性フィルム２４を介して伝えられることで未定着画像が記録紙上に定着される。２６は発熱抵抗パターン２１の異常昇温を防止するための温度ヒューズであり、押圧部材２７によって基板２０に押圧されている。

図３は熱定着装置の駆動回路図であり、３０は商用電源、３１は抵抗発熱体を備えたセラミックヒータ、３２は温度検出素子、３３は本体動作を司るCPUであり温度検出素子３２の温度情報を元に駆動素子３４をオンオフすることによって一定温度に制御する。３５は保護装置である温度ヒューズであり、何らかの原因によりヒータが異常高温になった場合電源を遮断するように配置されている。

図４は従来のヒータ基板の構成図であり、４０がセラミック等の絶縁基板、４１は基板上に印刷焼成された抵抗パターン、４２は抵抗パターン４１に電力を供給するための導電パターンでありこれらパターンの上には保護ガラス４３が印刷形成されている。

抵抗パターンとして使用する材料は銀、パラジウムから構成され、抵抗温度係数として1000ppm/℃という特性を持っている。
特公平８−２３７２２号公報

しかしながら従来例の構成では、幅の最も広い用紙に合わせて抵抗体を形成するため、幅の狭い紙を通紙した場合、用紙が通過しない部分の温度が異常に上がってしまうという問題があった。

これは、用紙が通過しない部分の抵抗値は温度係数により増加する為、発熱量がさらに増加するという正帰還がかかり異常発熱するというメカニズムである。

これを改善する手段として、グラファイト等の抵抗温度係数が負特性をもつ材料を使用する方法が考えられている。

しかしながら、負特性の温度係数を使用した場合は温度の上昇により抵抗値が減少するため、異常時に加熱され続けた場合、瞬時に温度が上昇してしまうため装置が激しく壊れるなどの問題が起きる可能性があったため負の温度特性を有する抵抗体が使用できないという問題があった。

上述の課題を解決するための本発明は、絶縁性の基板に抵抗体が印刷形成された加熱手段と、該加熱手段を内包する回転体と、該加熱手段に加圧圧接してニップを形成するための加圧手段を有し、未定着画像を担持した転写材を該加熱手段に当接させながら定着せしめる画像形成装置の加熱装置において、該加熱手段の抵抗体は、該絶縁性基板の転写材が当接される面と、転写材が当接されない面の各々に形成され、両面の抵抗体を直列に接続して通電し加熱することを特徴とする。

安全性を損なうことなく、用紙が通過しない領域の温度上昇を抑えた加熱装置を提供できる。

本発明における画像形成装置の加熱装置は、セラミック基板の両面（転写材通過面とその反対面）に抵抗体を印刷して直列に接続し、表面は負の温度係数、裏面は正の温度係数の材料を使用する構成とする。

本発明の実施例を図５を用いて説明する。図５（ａ）は本実施例を示す図であり、図４と同じ機能を有するものは同一番号を付与し説明を省略する。５０表面と裏面の電極を接続するためのスルーホール、５１は紙が通過する面の抵抗体であり負の温度係数を有している。

図５（ｂ）に第一の実施例の断面図をしめす。図５と同じものは同じ番号を付与している。

５２は裏面に形成された抵抗体であり、正の温度係数を有しており、スルーホール５０により表面の抵抗体５１と接続されている。

表面の抵抗体５１は負の温度係数を有し、裏面の抵抗体５２は正の温度係数を有しており、各々抵抗値と、温度係数の絶対値が同じになるように構成されている。例えば、表面の抵抗体は温度係数は-500ppm/℃、裏面の抵抗体の温度係数は500ppm/℃
表面に負の温度係数を有する抵抗体を印刷することによって、紙が通過していない部分が温度上昇したとき、表面は抵抗値が下がるため温度上昇が低く抑えられることが可能となる。

そして、駆動装置の故障など異常ガ発生して通電されたままの状態になった場合、表面は負の温度係数により抵抗値は減少していくが、裏面は正の温度係数により抵抗値が増加していくが、温度係数の絶対値が等しいため直列合成抵抗は温度による変化を抑えることが可能となり、急激な温度上昇の発生を抑えることがかのうとなり安全に保護装置を動作させる事が可能となる。

画像形成装置の断面図。 熱定着装置の断面図。 従来例を説明するブロック図。 従来例を説明する断面図。 本発明の実施例を説明する図。

符号の説明

１３ 搬送モータ
１４ 感光体
１５ 転写ローラ
１８ 熱定着装置
２６ 温度ヒューズ
２７ 押圧部材
５０〜５４ 抵抗パターン
５５ 保護ガラス

Claims (4)

1. 絶縁性の基板に抵抗体が印刷形成された加熱手段と、該加熱手段を内包する回転体と、該加熱手段に加圧圧接してニップを形成するための加圧手段を有し、未定着画像を担持した転写材を該加熱手段に当接させながら定着せしめる画像形成装置の加熱装置において、
   該加熱手段の抵抗体は、該絶縁性基板の転写材が当接される面と、転写材が当接されない面の各々に形成され、両面の抵抗体を直列に接続して通電し加熱することを特徴とした画像形成装置の加熱装置。
2. 片面は正の温度係数を有する抵抗体を印刷し、もう一方の面は負の温度係数を有する抵抗体を印刷することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置の加熱装置。
3. 転写材が当接される面に負の温度係数を有する抵抗体が印刷されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置の加熱装置。
4. 各々の面に印刷される抵抗体は、抵抗値と、温度係数の絶対値が同じ値になることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置の加熱装置。

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