JP2016029480A - ヒータ、及びこれを備えた画像加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ヒータ(600)は、電気接点(641、651、661)を備えた基板(610)と、基板上に並ぶ電極(642、652、662)及び発熱体(620)と、電極(652)と電気接点(651)を接続する配線(650)と、電極(662a)と電気接点(661a)を接続する配線(660a)と、電極(662b)と電気接点(661b)を接続する配線(660b)と、を有し、非発熱部Dにおいて配線(640)の断面積は電極(642b〜642f、652、662)の断面積より大きい。
【選択図】 図4
Description
本発明の目的は、電力の消費が抑制された画像加熱装置を提供することである。
図1は、本実施例の画像形成装置であるプリンタ1の断面図である。プリンタ1は、画像形成部10において感光ドラム11に形成したトナー画像をシートPに転写して、定着装置40でシートPに画像を定着させて、シートPに画像を形成する画像形成装置である。以下、図1を用いてその構成を詳細に説明する。
次に、プリンタ1に用いられる画像加熱装置である定着装置40について説明する。図2は、定着装置40の断面図である。図3は、定着装置40の正面図である。図4は、ヒータ600の構成図である。図5は、定着装置40の構成関係を説明する説明図である。
次に、定着装置40に用いられるヒータ600についてその構成を詳細に説明する。図6(a)は、ヒータ600に用いる発熱方式を説明する説明図である。図6(b)は、ヒータ600に用いる発熱領域の切り替え方式を説明する説明図である。図8は、コネクタ700について説明する説明図である。
次に、定着装置40に用いられるコネクタ700についてその構成を詳細に説明する。図9はコンタクト端子710について説明する説明図である。本実施例のコネクタ700はヒータ600に取り付けられることでヒータ600に電気的に接続される。詳細には、コネクタ700は、電気接点641に接触して電気的に接続可能なコンタクト端子710と、電気接点651に接触して電気的に接続可能なコンタクト端子730と、を備えている。また、コネクタ700は、電気接点661aに接触して電気的に接続可能なコンタクト端子720aと、電気接点661bに接触して電気的に接続可能なコンタクト端子720bと、を備えている。さらに、コネクタ700は、コンタクト端子710、720a、720b、730を一体に保持するハウジング750を備えている。コンタクト端子710はケーブルによって、SW643に接続されている。コンタクト端子720aはケーブルによって、SW663に接続されている。コンタクト端子720bはケーブルによって、SW663に接続されている。コンタクト端子730はケーブルによって、SW653に接続されている。そして、コネクタ700とベルト603が接触しないように、ヒータ600のベルト603の長手方向から突出した領域の表裏をコネクタ700が挟みこむことで、各コンタクト端子が各電気接点に接続する。このような構成である本実施例の定着装置40では、コネクタと電気接点との接続に半田付け等を用いない。そのため、定着処理の実行に伴い温度上昇するヒータ600とコネクタ700との間の接続を高い信頼性で維持することができる。また、本実施例の定着装置40では、コネクタ700がヒータ600に対して着脱可能であるため、ベルト603やヒータ600の交換を容易に行うことが出来る。以下、コネクタ700の構成について図面を用いて詳細に説明する。
次に、ヒータ600への給電方法について説明する。本実施例の定着装置40は、シートPの幅サイズに応じてヒータ600への給電を制御することで、ヒータ600の発熱領域の幅サイズを変更可能である。このような構成により、シートPに効率よく熱を供給することができる。なお、本実施例の定着装置40は、中央基準でシートPを搬送するため、発熱領域も中央を基準にして広がっている。以下、ヒータ600への給電について図面を用いて詳細に説明する。
次に、上述した配線640、650、660及び電極642、652、662の関係について詳細に説明する。図7は電極部での温度低下を説明するための説明図である。本実施例のように、基板610の長手方向に複数の電極を並べて発熱体に通電する方式のヒータ600は、電極の位置で局所的に温度の低下が見られる。これは発熱体620の抵抗比べた場合電極の抵抗は小さいため、発熱量も小さいからである。この問題を解決するために、本実施例では電極642、652、662の幅を細くしている。
抵抗R=ρ・L/(w・t)
ρ:比抵抗、L:線長さ、w:線幅、t:線厚み
なお、配線640、650、660及び電極642、652、662の線厚みtは5〜30[μm]の範囲で調整され、本実施例では線厚みtは10[μm]としている。共通配線640の配線長さL1としては、電気接点641から共通電極642gまでの経路の長さである360.3[mm]を用いる。対向配線660bの配線長さL2としては、電気接点661bから対向電極662bまでの経路の長さである327.7[mm]を用いる。対向配線650の配線長さL3としては、電気接点651から対向電極652dまでの経路の長さである267.3[mm]を用いる。対向配線660aの配線長さL4としては、電気接点661aから対向電極662aまでの経路の長さである67.7[mm]を用いる。配線640、650、660及び電極642、652、662の材料として用いる銀ペーストの比抵抗ρは0.00002[Ω・mm]である。
抵抗R=ρ・L/(w・t)
ρ:比抵抗、L:線長さ、w:線幅、t:線厚み
各配線の抵抗値が異なる場合、各配線で消費される電力は異なり、発熱体620はその長手方向において消費する電力を異ならせてしまう。具体的には、配線660bの抵抗値が、配線660aの抵抗値がよりも大きい場合、発熱体620j、620lに供給される電力は発熱体620a、620bに供給される電力よりも小さくなる。このため、各配線の抵抗値が異なると発熱体620はその長手方向において温度分布が均一でなくなる虞がある。より詳細には、配線660bの抵抗値が、配線660aの抵抗値がよりも大きい場合、熱体620jの620l温度が発熱体620a、620bの温度よりも低くなってしまう虞がある。そのため、各配線はその抵抗値が実質的に同一であることが望ましい。特に、同じ電気接点661aに接続され、接続する発熱体の個数も等しい配線660a、660bは、実質的に同一の抵抗値であることが望ましい。そこで、本実施例では、長さの長い配線ほどその線幅を太くしている。
以上、本発明を適用することができる実施例について説明したが、各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。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、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。
60 ヒータユニット
70 加圧ローラ
100 制御回路
110 電源
110a、110b 電源端子(一方の端子、他方の端子)
600 ヒータ
603 定着ベルト(エンドレス状のベルト)
610 基板
620 抵抗発熱体(発熱部)
640 共通導体路(給電線)
650、660 対向導体路(別の給電線)
645 共通電気接点(一方の電気接点部)
655、665 対向電気接点(他方の電気接点部)
642 共通分岐路(第1の分岐線、第2の分岐線)
652 対向分岐路(第3の分岐線、第4の分岐線)
Claims (12)
- 一方の端子と他方の端子を備えた給電部と、シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、を有する定着装置に用いられ前記ベルトに当接してこれを加熱するヒータであって、
基板と、
前記基板上に設けられ前記一方の端子に電気的に接続可能な第1の電気接点と、
前記基板上に設けられ前記他方の端子に電気的に接続可能な複数の第2の電気接点と、
前記第1の電気接点に電気的に接続されており前記基板上において前記基板の長手方向に沿って延びる配線部と、
前記配線部を介して前記第1の電気接点に電気的に接続された第1の電極部と、前記第2の電気接点に電気的に接続された第2の電極部とを備える複数の電極部あって、前記第1の電極部と前記第2の電極部が前記基板の長手方向に所定の間隔をあけて交互に並べて設けられた複数の電極部と、
前記複数の電極部のうちの隣合う発熱部の間に設けられ隣合う発熱部を電気的に接続する複数の発熱部であって、隣合う発熱部からの給電により発熱する複数の発熱部と、を有し、
前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第1の電気接点側における前記配線の断面積は、前記複数の電極部のうち前記複数の発熱部の間に位置する電極部の断面積よりも広いことを特徴とするヒータ。 - 前記配線部を第1の配線部としたとき、複数の前記第2の電気接点のうちの1つの電気接点に接続され前記基板の長手方向に沿って延びた第2の配線部であって、複数の前記第2の電極部のうちの一部の電極に電気的に接続されている第2の配線部を更に備え、
前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第2の電気接点側における前記第2の配線部の断面積は、前記所定の電極部の断面積よりも広いことを特徴とする請求項1に記載のヒータ。 - 前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第1の電気接点側における前記第1の配線部の断面積は、前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第2の電気接点側における前記第2の配線部の断面積よりも広いことを特徴とする請求項1又は2に記載のヒータ。
- 前記第1の配線部と前記複数の発熱部が対向する前記基板の前記長手方向の領域において、前記第1の配線部の断面積は前記複数の電極部のうち前記複数の発熱部の間に位置する電極部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のヒータ。
- 複数の前記第2の電気接点のうちの前記第2の配線部に接続されている電気接点とは異なる電気接点に接続され前記基板の長手方向に沿って延びた第3の配線部であって、複数の前記第2の電極部のうちの前記一部の電極部とは異なる電極部に電気的に接続されている第3の配線部を更に備え、前記第3の配線部の経路長さは前記第2の配線部の経路長さよりも長く、前記第3の配線部の断面積は前記第2の配線部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載のヒータ。
- 前記第1の配線部と前記複数の電極部の体積抵抗率は略同じであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のヒータ。
- 一方の端子と他方の端子を備える給電部と、
シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、
前記ベルトの内側において前記ベルトの幅方向に沿って設けられた基板と、
前記基板上に設けられ前記一方の端子に電気的に接続可能な第1の電気接点と、
前記基板上に設けられ前記他方の端子に電気的に接続可能な複数の第2の電気接点と、
前記第1の電気接点に電気的に接続されており前記基板上において前記基板の長手方向に沿って延びる配線部と、
前記配線部を介して前記第1の電気接点に電気的に接続された第1の電極部と前記第2の電気接点に電気的に接続された第2の電極部とを備える複数の電極部あって、前記第1の電極部と前記第2の電極部が前記基板の長手方向に所定の間隔をあけて交互に並べて設けられた複数の電極部と、
前記複数の電極部のうちの隣合う発熱部の間に設けられ隣合う発熱部を電気的に接続する複数の発熱部であって、隣合う発熱部からの給電により発熱する複数の発熱部と、を有し、
前記給電部は、装置に使用可能な最大の幅サイズのシートを加熱するとき前記複数の発熱部の全てを発熱させるべく前記第1の電気接点と複数の前記第2の電気接点の全てから給電をおこない、前記最大の幅サイズのシートよりも幅狭なシートを加熱するとき前記複数の発熱部の一部を発熱させるべく前記第1の電気接点と複数の前記第2の電気接点の一部から給電を行い、
前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第1の電気接点側における前記配線の断面積は、前記複数の電極部のうち前記複数の発熱部の間に位置する電極部の断面積よりも広いことを特徴とする画像加熱装置。 - 前記配線部を第1の配線部としたとき、複数の前記第2の電気接点のうちの1つの電気接点に接続され前記基板の長手方向に沿って延びた第2の配線部であって、複数の前記第2の電極部のうちの一部の電極に電気的に接続されている第2の配線部を更に備え、
前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第2の電気接点側における前記第2の配線部の断面積は、前記所定の電極部の断面積よりも広いことを特徴とする請求項7に記載の画像加熱装置。 - 前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第1の電気接点側における前記第1の配線部の断面積は、前記複数の発熱部よりも前記長手方向の前記第2の電気接点側における前記第2の配線部の断面積よりも広いことを特徴とする請求項7又は8に記載の画像加熱装置。
- 前記第1の配線部と前記複数の発熱部が対向する前記基板の前記長手方向の領域において、前記第1の配線部の断面積は前記複数の電極部のうち前記複数の発熱部の間に位置する電極部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 複数の前記第2の電気接点のうちの前記第2の配線部に接続されている電気接点とは異なる電気接点に接続され前記基板の長手方向に沿って延びた第3の配線部であって、複数の前記第2の電極部のうちの前記一部の電極部とは異なる電極部に電気的に接続されている第3の配線部を更に備え、前記第3の配線部の経路長さは前記第2の配線部の経路長さよりも長く、前記第3の配線部の断面積は前記第2の配線部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項8に記載の画像加熱装置。
- 前記第1の配線部と前記複数の電極部の体積抵抗率は略同じであることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
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