JP2017049356A - ベルトユニット、及びこれを備えた画像加熱装置 - Google Patents

ベルトユニット、及びこれを備えた画像加熱装置 Download PDF

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【課題】 記憶素子の外し忘れが抑制された画像加熱装置を提供する。【解決手段】 画像加熱装置は、ベルトユニット(111)と、ベルトユニットとニップ部(N)を形成する加圧ローラ(106)と電気接点(404)とコネクタ(253)とを備える残りのユニットと、コネクタ(253)に着脱可能なコネクタ(213)と、ベルトユニットの使用履歴に関する情報を記憶するICチップ基板(200)と、ICチップ基板とコネクタ(213)を電気的に接続するケーブル(224)と、ベルトユニットとコネクタ(213)を電気的に接続するケーブル(223)と、ICチップ基板を残りのユニットに固定するビス(201)と、を有し、残りのユニットに対するベルトユニットの着脱状態によらず、ベルトユニットとICチップ基板は、ケーブル(223)、ケーブル(224)、コネクタ(213)により接続されている。【選択図】 図2

Description

本発明はシート上の画像を加熱するためのベルトユニット、及びこれを備えた画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられる。
画像形成装置は、シート上に形成したトナーの画像をシートに定着させるために、シートを加熱、加圧する定着装置(画像加熱装置)を備えている。このようにして用いられる定着装置として、画像形成装置から取り外して新品と交換可能な定着装置が提案されている(特許文献1)。この定着装置にはメモリ(メモリ)が取り付けられており、定着装置の使用履歴を記憶することができる。メモリは熱に弱いため、この定着装置では熱源から離れた位置にメモリが配置されている。
また、特許文献2にはヒータによって加熱された耐熱性のフィルムで画像に熱を与える方式の定着装置が開示されている。この定着装置は低熱容量であるため、定着開始時の温度の立ち上げを迅速に行うことができる。また、この定着装置は、定着アセンブリ(ベルトユニット)だけを取り外して交換することができる。
特開2011−197372 特開2014−174250
特許文献2のようにベルトユニットを備えた定着装置において特許文献1のようにメモリを用いる場合、メモリにベルトユニットに関する情報を記憶することが考えられる。ベルトユニットに関する情報とは、例えばベルトユニットの使用履歴であり、定着装置はこの使用履歴に基づいてベルトユニットの交換時期を報知することができる。そのため、ベルトユニットが交換される場合にはこれに伴ってメモリの交換が行われることが望ましい。
しかしながら、特許文献1で記載されているように、熱に弱いメモリは熱源であるベルトユニットから離れた位置に配置されることになる。そのため、サービスマンがベルトユニットを取り外した際にメモリの取り外し忘れてしまう虞がある。そして、メモリが交換されずにベルトユニットだけが交換された場合、定着装置が誤動作する虞がある。例えば、定着装置は、新品のベルトユニットが装着されている場合であってもメモリが交換されていない場合は、メモリに記憶された交換前のベルトユニットの情報に基づいてベルトユニットの交換時期を報知してしまう。そのため定着装置は、ベルトユニットを取り外す際にメモリの取り外し忘れが抑制された構成であることが望ましい。
本発明の目的は、記憶素子の外し忘れが抑制された画像加熱装置を提供することである。
本発明は、画像加熱装置において、シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、前記ベルトを加熱するヒータと、を備える第1のユニットと、シートを搬送するためのニップ部を前記ベルトと協働して前記ベルトとの間に形成するニップ形成部材と、シート上に画像を形成する画像形成装置と電気的に接続するための電気接点と、前記電気接点に電気的に接続された一方側のコネクタと、を備えた第2のユニットと、
前記一方側のコネクタに着脱可能に設けられた他方側のコネクタと、前記第1のユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、前記記憶素子と前記他方側のコネクタを電気的に接続する第1のケーブルと、前記ヒータと前記他方側のコネクタを電気的に接続する第2のケーブルと、前記記憶素子を前記第2のユニットに固定する固定部と、を有し、前記第1のユニットは、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して交換可能に取り付けられており、前記記憶素子と前記第1のユニットは、前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの着脱状態によらず、前記第1のケーブルと第2のケーブルと前記他方側のコネクタにより接続されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、記憶素子の外し忘れが抑制された画像加熱装置を提供できる。
実施例の画像形成装置の構成を示す図である 実施例の定着装置を側面から視た断面の図である 定着装置を正面から視た図である 画像形成装置から取り外された状態の定着ユニットを示す図である 定着ユニットから定着カバーを外した様子を示す図である 定着ユニットからベルトユニットを外した様子を示す図である ICチップ基板の配置を示す図である
以下、本発明に係る実施の形態について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、画像形成装置について、電子写真プロセスを利用したタンデム型のフルカラープリンタEを例に説明する。
[発明を実施するための形態]
図1は、本実施例の画像形成装置であるプリンタEの構成を示す断面図であり、その断面はシートPの搬送方向に沿っている。プリンタEは、画像形成部10において感光ドラムa(b、c、d)に形成したトナー画像をシートPに転写した後、定着装置40でシートPに画像を定着させることでシート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。
図1に示すようにプリンタEは、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の各色のトナー画像を形成する画像形成部10を備えている。画像形成の工程は各色で同様であるため、ここでは、Y画像の形成工程について代表して説明する。
作像ユニット1a(1b、1c、1d)が有する感光ドラムa(b、c、d)は、まず、帯電器(不図示)によってその表面を帯電される。その後、感光ドラムa(b、c、d)はレーザスキャナ6によってレーザー光を照射されることで潜像を形成される。この潜像は、Y(M、C、K)色のトナーを有する現像器(不図示)によってY色のトナー像になる。感光ドラムa(b、c、d)に形成されたY(M、C、K)色トナー像は、一次転写ローラ2a(2b、2c、2d)によって、中間転写ベルト2に転写される。このとき、各色のトナー像は重畳画像となるように順次転写されている。
一方、シートPは、給送カセット4から1枚ずつ送り出されて、搬送路45を通り、レジストローラ対9に送り込まれる。シートPの具体例として、普通紙、厚紙、樹脂製のシート状部材、オーバーヘッドプロジェクター用フィルムなどがある。
レジストローラ対9は、シートPを一旦受け止めて、シートPが斜行している場合、その向きを真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対9は、中間転写ベルト2上のトナー像と同期を取って、シートPを中間転写ベルト2と二次転写ローラ3aとの間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、二次転写ローラ3aによってシートPに転写される。その後、シートPは、定着前搬送路30を通って定着装置40に送りこまれる。そして、シートP上(シート上)のトナー像は、定着装置40によって、加熱および加圧されることでシートPに定着される。
定着処理を施されたシートPは、切り換えフラッパ46の切り換えによって二通りの搬送先に案内される。シートPの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ46はシートPを排出ローラ11に案内する。そして、シートPは排出ローラ11によって排出トレイ12に排出される。シートPの両面にトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ46はシートPを両面搬送路47に案内する。詳細には、排出ローラ11に向かって一旦、搬送されたシートPは後端が反転ポイント42に達したタイミングで排出ローラ11の逆回転によってスイッチバック搬送される。両面搬送路47を通過したシートPは、片面に画像を形成したときと同様の過程を経て、他方の面側にもトナー像が形成される。その後、シートPは排出トレイ12に排出される。
扉80はヒンジ90を回動中心として時計周り(図1)に回動可能に設けられた部材である。扉80が開くと給送後の搬送路45から排出ローラ11までの間で定着内搬送路41を除く搬送路が開かれる。このような構成により、搬送路にシートPが詰まった場合(ジャムした場合)には扉80を開けてシートPを除去することができる。
定着装置40として機能する構成のうち制御回路400や電源回路500を除く構成は定着ユニット40(画像加熱ユニット)としてユニット化されており、本体フレーム300のユニット支持部301に支持されている。支持部301は定着ユニット40が着脱可能に設置された設置部である。扉80が開かれた状態では、定着ユニット40を図1の右側方向に引き出して本体フレーム300から取り外すことができる。そのため、交換用の定着ユニット40をユニット支持部301に装着することで定着ユニット40の交換をすることができる。つまり、定着ユニット40はプリンタEから取り外し可能な画像加熱ユニットである。または、プリンタEから取り外された定着ユニット40に対してジャム処理等のメンテナンスを施すことができる。ユニット支持部301に装着された定着ユニット40は被給電部(電気接点)としてのドロワ404によってプリンタEの電源回路500に電気的に接続され、定着装置40として機能する。
[定着部]
次に、プリンタEの一部を構成する画像加熱装置として定着装置40について説明する。図2は、実施例の定着装置を側面から視た断面の図である。図3は、定着装置を正面から視た断面の図である。
定着装置40は、シート上のトナーの画像をニップ部Nにて加熱、加圧して定着させる画像加熱装置である。定着装置40は、ニップ部Nを形成する一対の回転体として定着ベルト101(以後、ベルト101と呼ぶ)および加圧ローラ106(以後、ローラ106と呼ぶ)を備えている。定着装置40は薄肉のベルト101をヒータ100によって加熱する低熱容量な構成となっている。そのため、定着処理の開始時にベルト101の温度を素早く立ち上げることができる。
定着装置40は次のようにして定着処理を行う。図2に示すように、ヒータ100とローラ106の間にベルト101が挟持されると、ベルト101とローラ106の間にニップNが形成される。定着処理の実行時、ベルト101はR方向(反時計回り、図2)に、ローラ106はQ方向(時計回り、図2)に回転している。ニップ部Nに案内されたシートPはベルト101とローラ106によってシート搬送方向(上方向、図2)に向かって挟持搬送される。この挟持搬送の過程でシートPは加圧され、且つ、ベルト101とヒータ100の熱を付与される。こうして、シートP上のトナー画像TはシートPに定着される。その後、ニップNを通過したシートPは、ベルト101の持つ曲率によってベルト101から分離され、定着装置外へと排出される。
本実施例では、上述のようにして定着処理が行われる。以下、定着装置40の各構成について図面を用いて詳細に説明する。
図2に示すように、定着装置40は、ニップ形成部材としてローラ106と、加熱部材としてヒータ100と、加熱回転体としてベルト101と、ベルト101の長手方向の移動量を規制する定着フランジ104と、ヒータを保持するホルダ103と、ホルダを支持するステー102と、ベルト101の温度を検知するためのサーミスタ105と、定着装置40に関する情報を記憶するICチップ基板200と、上述した構成部品を定着ユニットとして一つにまとめる枠体としての定着フレーム130と、を備えている。
定着装置40のうち、ベルト101、ヒータ100、ホルダ103、ステー102、フランジ104、サーミスタ105と、ICチップ基板200と、サーミスタ105とICチップ基板200を接続する束線(223、224)と、を組み立てたものをベルトユニット111と称する。ここで、ホルダ103、ステー102、フランジ104、はベルトを支持する支持部材として機能する。ベルトユニット111は、定着装置40から一体的に取り外して交換可能な交換パーツである。換言すると、定着装置40は、交換するベルトユニット111と残りのユニット(装置本体側ユニット)に分解することができる。
ベルト101は、シートPに接触してシートPを加熱する加熱回転体である。本実施例のベルト101は可撓性を有する外径がφ30mmのエンドレス状(無端状)のベルト部材である。ベルト101は、耐熱性を有する金属や樹脂等で形成された基材と、基材に重ねて設けられた耐熱性の弾性層と、弾性層の表面を覆うフッ素樹脂等の離型層と、を有している。本実施例では、厚み30μmの円筒状のニッケル基材と、熱伝導率が1.0W/m・Kで且つ厚みが400μmのシリコーンゴムの弾性層と、厚さ30μmのPFAチューブの離型層と、を用いている。ベルト101は、ステー102とホルダ103の外側にルーズに被せられている。
ヒータ100は、ベルト101の内面に当接してベルト101を加熱する加熱部材である。つまり、ヒータ100はベルト101の内周側に設けられている。本実施例ではヒータ100として、通電によって発熱するセラミックヒータを用いている。セラミックヒータは、細長で薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備された抵抗層と、を備えており、抵抗層に通電することで全体が速やかに発熱する低熱容量のヒータである。
定着フランジ104(104L、104R)(以後、フランジ104と呼ぶ)は、ベルト101を両端部で回転可能に支持する一対の部材である。フランジ104Lは、ベルト101の幅方向の一端部を支持して且つ左側板130Lに保持されている。フランジ104Rは、ベルト101の幅方向の他端部を支持して且つ右側板130Rに保持されている。
詳細には、フランジ104は、ベルト101の端部のコバ面に当接する突き当て部104a(104La、104Ra)を備えており、ベルト101の幅方向の移動を規制している。つまり、フランジ104は、ベルトの幅方向の移動を規制する規制部材である。フランジ104は、ベルト101の端部内面を支持する内面支持部104b(104Lb、104Rb)を備えており、ベルトの周方向の形状を規制している。また、フランジ104は、加圧レバー131との間に設けられた加圧バネ132からの加圧を受ける加圧受け部104c(104Lc、104Rc)を備えている。
フランジ104は、ベルト101内部に配置されたステー102と、ベルト101をローラ106に向かって加圧付勢するホルダ103を支持している。本実施例のフランジ104は、PPS、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成されている。
ステー102は、ヒータ100及びホルダ103を長手方向で均一にベルト101に押し当てる部材である。ステー102はフランジ104によって高い加圧力で加圧さ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ステンレス鋼であるSUS304を用いている。
ホルダ103は、ヒータ100を固定支持するヒータホルダである。本実施例のホルダ103は、横断面が半円弧状をしており、ベルト101の周方向の形状を規制している。ホルダ103は省エネルギーの観点から、ステー102への熱伝導の少なく耐熱性の樹脂が好ましい。耐熱性樹脂とは、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等である。本実施例では住友化学(株)製のスミカスーパーE5204Lを用いた。
バックアップ部材122は下面に溝部を備えている。ヒータ100はこの溝部に嵌め入れられて耐熱性接着剤等にバックアップ部材に接着、固定される。
フランジ104は、ローラ106に対して近接、離間する方向に移動可能となるように定着フレーム130に支持されている。そして、フランジ104は、加圧レバー131(131L、131R)が加圧位置に固定されると加圧バネ132(132L、132R)によってローラ106に向けて付勢される。そして、ステー102、ホルダ103を介してベルト101はローラ106に対して所定の押圧力で加圧される。こうして、ベルト101とローラ106の間に所定幅のニップNが形成される。尚、本実施例に於ける加圧バネ132の加圧力は一端側が150N、総加圧力が300Nである。
加圧回転体してのローラ106は、ベルト101の外周面に当接することでベルト101と協働してニップ部Nを形成するニップ形成部材である。ローラ106は、金属を材料とする円筒形状の軸部材106aと、軸部材の外側に設けられた柔軟な弾性層106bと、を備えている。また、弾性層106bの表面は、トナーとの離型性に優れた離型層に覆われている。本実施例では、外径φ10mm、肉厚3mmのアルミ管の軸部材と、肉厚3mm、アスカー硬度64°のシリコーンゴムの弾性層と、厚み50μmのPFAチューブの離型層と、を用いており、その外径はφ25mm、長さ330mmである。
図3に示すように、ローラ106の軸部材の軸線方向の両端部は、軸受部材(133L、133R)を介して定着フレーム130の側板(130L、130R)に回転自由に支持されている。
また、ローラ106の軸部材の軸線方向の一方側の端部にはギアKが設けられており、モータMの駆動力をローラ106に伝達する。図2に示すように、モータMからの駆動力が伝達されたローラ106は矢印方向(時計回り)に回転駆動する。そして、ローラ106はニップNにてベルト101に駆動力を伝達することで、ベルト101を矢印方向(反時計回り)に従動回転させる。つまり、ローラ106はベルト101を回転駆動する駆動回転体である。ベルト101の内面にはグリスが塗布されており、ベルト101とホルダ103及びヒータ100間の摩擦が低減されている。
モータMは、ギアKを介してローラ106を駆動する駆動手段である。制御回路400はモータMの通電を制御するためにモータMに電気的に接続されている。制御回路400によって通電が行われると、モータMはギアKの回転(駆動)を開始する。定着処理を実行する場合、制御回路400は、ニップ部Nにて狭持搬送されるシートPの速度が所定のプロセススピード(例えば150[mm/sec])となるようモータMの回転を制御する。
サーミスタ105はベルト101の内周面側に当接してベルト101の温度に応じた出力を行う温度センサである。サーミスタ105はベルト101の長手方向の略中央において、ステー102上に設けられている。サーミスタ105は、板バネ(不図示)によってベルト101の内面に弾性的に押し当たっているため、ベルト101の温度を安定して測定することができる。
ICチップ基板200はベルトユニット111内の部品の固有情報や、ベルトユニットの使用状況が記憶されたICチップ(記憶素子)を備える基板である。本実施例のICチップ基板200には、サーミスタ105とヒータ100の個体差情報が記憶されている。具体例としては、検品時にサーミスタ105によって検出されたベルト101の温度が実際の温度に対して2℃だけ低かった場合、サーミスタ105の誤差がー2℃であることを示す情報をICチップ基板200に記憶しておく。また、検品時にヒータ100に所定の電圧を印加して所定時間だけ経過した後の温度が、目標とする温度よりも2℃だけ高かった場合は、ヒータ100の誤差が+2℃であることを示す情報をICチップ基板200に記憶しておく。このような情報は通常、工場での組み立て時に記憶されるが、サーミスタ105またはヒータ100個体差を検知する個体差検知モードをプリンタEに搭載して、個体差検知モード実行後にICチップ基板200内の情報を更新してもよい。また、制御回路400は、ベルト101の使用時間や使用回数(シートの通過枚数)などの使用履歴に関する情報をICチップ基板200に定期的に記憶させてもよい。制御回路400は、通常ではジョブの終了後にICチップ基板200に使用履歴を書き込めばよいが、プリンタEの電源が瞬断される場合を考慮してジョブの実行中に定期的にICチップ基板200に使用履歴を書き込んでもよい。
このような情報がICチップ基板200に記憶されていれば、複数の定着装置40をローテーションして用いるような使用環境であっても、ベルトユニット111の寿命を適切に計測できる。そして、制御回路400は、このICチップ基板内の情報を基づいて適切なタイミングでベルトユニットの寿命を報知できる。報知は、例えばディスプレイなどの表示部(不図示)に寿命の交換時期である旨を表示して行われる。
制御回路400は、CPU等の演算部やROM等の記憶部を備えた制御部である。制御回路400はサーミスタ105と電気的に接続されており、サーミスタ105の出力をもとにベルト101の温度を検出する。また、制御回路400は、ICチップ基板200と電気的に接続されており、ICチップ基板200内に記憶された情報を読み出す。そして、制御回路400は、定着処理の実行時にサーミスタ105の出力とICチップ基板から得た情報に基づいてヒータ100の発熱を制御する。詳細には、制御回路400は、定着処理の実行時にサーミスタ105の出力とICチップ基板から得た情報に基づき電源部としての電源回路500を制御して、ヒータ100への供給電力を変更している。電源回路500は、ヒータ100へ電力供給を行う給電部である。本実施例の電源回路500は、商用電源に接続して用いる交流回路である。例えば、目標とするベルト101の温度が180℃である場合、制御回路400はICチップ基板200内のサーミスタ105の誤差情報に基づいて、目標温度を182℃に補正する。
そして、サーミスタ105の検知温度が182℃となるようにヒータ100を発熱させることでベルト101の温度を180℃に維持する。また、制御回路400は、ICチップ基板200内のヒータ100の誤差情報を用いて、ベルト101の温度が所望のタイミングで立ち上がるように、ヒータ100への電力供給のタイミングを制御する。なお、サーミスタ105の誤差情報はプリンタEの電源立ち上げ時にICチップ基板200から予め読みだされ制御回路400の記憶部に格納されている。ヒータ100の誤差情報はプリンタEの電源立ち上げ時にICチップ基板200から予め読みだされ制御回路400の記憶部に格納されている。
定着フレーム130は、ローラ106と、ヒータ100と、ベルト101と、フランジ104と、ホルダ103と、ステー102と、サーミスタ105と、を覆う枠体である。定着フレーム130は耐熱性の樹脂が用いられている、本実施例では平均厚み1.5mmのPPS(ポリフェニレンサルファイド)の部材を用いている。定着フレーム130によって、定着装置40は定着ユニット40としてプリンタEから取り出し可能となっている。
[ベルトユニットの交換]
次に、ベルトユニット111の交換方法について説明する。上述したように定着ユニット40はプリンタEから取り外して交換することが可能である。また、本実施例では、定着ユニット40からベルトユニット111を取り外して交換することが可能である。図4は、プリンタEから取り外された状態の定着ユニット40を示す図である。図5は、定着ユニット40から交換カバー250を外した様子を示す図である。 図6は、定着ユニット40からベルトユニット111を外した様子を示す図である。以下、図を用いて詳細に説明する。
ベルトユニット111の交換を行う場合、まずプリンタEか定着ユニット40の取り出しを行う。上述したように、定着ユニット40は、扉80が開いた状態で矢印V方向(図1)に引き出されることでプリンタEから取り外し可能である。ここで、定着フレーム130の底部には定着ユニット40を支える脚136があり、定着ユニット40は安定して自立することができる。また、定着フレーム130の上部には定着ユニット40を持つための取っ手137が付いているため、自然と図4の状態で作業スペースに仮り置きされる。
図4に示すように、定着ユニット40の定着フレーム130うちプリンタEの奥側に位置する面には、プリンタE本体の電源回路500から給電を受けたりプリンタE本体と信号を送受信するためのドロワ404が設けられている。また、定着フレーム130には、コネクタ253と、コネクタ252と、コネクタ251が設置されている。
コネクタ253、コネクタ252と、コネクタ251は、ドロワ404に対してそれぞれ給電線と信号線で接続されている。一方側のコネクタ253には他方側のコネクタ213が係合しており、一方側のコネクタ252には他方側のコネクタ212が係合しており、一方側のコネクタ251には他方側のコネクタ211が係合している。また、ICチップ基板200はビス201によって定着フレーム130に締結されている。
図4の状態で内部の熱を十分に自然放熱させた後、ドロワ404がある面を上向きにして、定着フレーム130からICチップ基板200と、コネクタ213と、コネクタ212と、コネクタ211を取り外す。詳細には、ビス201を取り外し、コネクタ253からコネクタ213を取り外し、コネクタ252からコネクタ212を取り外しコネクタ251からコネクタ211を取りは外す。そして、定着フレーム130からさらに複数のビス270(270a、270b、270c、270d)を取り外すことで、図5に示すように定着フレーム130の一部を交換カバー250として取り外すことができる。ここでは、交換カバー250を取り外す事の出来ない状態をビス270の固定状態とよび、交換カバー250を取り外すことのできる状態をビス270の解除状態と呼ぶ。
交換カバー250が取り外されるとベルトユニット111が露出した状態となる。本実施例では、ICチップ基板200を交換カバー250に取り付けてあり、ICチップ基板200からは後述する束線が定着装置40の内側に向かって延びている。そのため、ICチップ基板200を取り外さないと交換カバー250を取り外すことが出来ない構成となっている。
次に、ベルトユニット111の取り外しを行う。フランジ104を抑えている加圧レバー131を取り外すことで、ベルトユニット111は定着ユニット40から取り外すことができる。つまり、加圧レバー131による固定が解除可能となる。ここで、加圧レバー131はベルトユニット111を定着ユニット40に固定する固定部として機能する。ここでは、ベルトユニット111を取り外す事の出来ない状態を加圧レバー131の固定状態とよび、ベルトユニット111を取り外すことのできる状態を加圧レバー131の解除状態と呼ぶ。
図5に示すように、ベルトユニット111は、ICチップ基板200とその他の構成が一体となって取り外されている。詳細には、ICチップ基板200は、給電線と信号線を含む束線(ケーブル)224によってコネクタ213に電気的に接続されており、且つ、物理的に接続されている。コネクタ213は、給電線と信号線を含む束線(ケーブル)223によってサーミスタ105に電気的に接続されており、且つ、物理的に接続されている。つまり、束線224と、コネクタ213と、束線223は、ICチップ基板200とサーミスタ105を、残りのユニットに対するベルトユニット111の着脱状態によらずに物理的に接続する接続部(ケーブル部、ワイヤー部)として機能する。そのため、ベルト101の寿命が来るなどしてベルトユニット111を交換する場合に、ICチップ基板200を回収し忘れることがない。また、コネクタ212及び、給電線と信号線を含む束線222は、ベルト101内に設けられたサブサーミスタに電気的に接続されている。また、コネクタ211と給電線と信号線を含む束線221は、ヒータ100に電気的に接続されている。なお、本実施例では、束線224と束線223を結束部材しての、コネクタ213によって束ねているが、これには限られない。束線224と束線221をコネクタ211で束ねてもよく、束線224と束線222をコネクタ212で束ねてもよい。
上述した構成により、制御回路400は使用しているベルトユニット111と紐付いていないICチップ基板200の情報に基づいて制御を行うことがない。具体的には、使用しているサーミスタ105と紐付いていないICチップ基板200が持つ誤差情報に基づいて、ベルト101の目標温度を補正することがない。そのため、適切な温度と異なる温度を用いてシートPに定着処理を施すことに起因する画像不良の発生を抑制できる。
[ICチップ基板の配置]
次にICチップ基板200の配置構成について説明する。上述したように、本実施例では、サーミスタ105とサーミスタ105に紐付けられたICチップ基板200を別々の場所に配置している。これは、ICチップ基板200をヒータ100及びベルト101の熱から保護するためである。図7は、ICチップ基板の配置を示す図である。以下、図を用いて詳細に説明する。
ICチップ基板200のような記憶素子は熱に弱く、高温に曝されると寿命が低下してしまう。あるいは、高温環境下ではICチップ基板200を正常に動作させることが困難である。実施例で用いるICチップ基板200の耐熱温度は90℃以下であり、正常動作に推奨される温度は70℃未満である。そこで本実施例では、定着処理中でも温度が比較的低いところにICチップ基板200を配置する。
定着処理中の定着フレーム130の内側は非常に高温(100℃よりも高い温度)になるため、定着フレーム130の外側から適切な場所を検討する。
ヒータ100やベルト101から発生する熱は自然対流で上方向(鉛直方向上向き、G方向とは逆方向、図2)に向かい易い。そのため、ICチップ基板200は、ヒータ100よりも下側、より好ましくはベルト101よりも下側(鉛直方向下側)に配置されることが望ましい。
また、定着装置40はシートPの搬送方向において上流側から下流側に熱が移動し易い。そのため、ICチップ基板200は、ヒータ100よりもシートPの搬送方向上流側(H1、H3とは逆方向、)に配置されることが望ましい。
しかしながら、本実施例では定着装置40は図2に示すようにシートPが下から上に向かって搬送されるため、サーミスタ105と有線で接続されたICチップ基板を定着フレームの上面あるいは下面に配置することは困難である。
また、加圧ローラ106側の側面は遠いため、配線の取り回しが困難である。さらに、この位置では扉80をあけてジャム処理をするときの妨げとなる。
そこで、サーミスタ105からの距離が近く、ドロワ404からの距離も近い図4に示す面において設置場所の検討を行う。つまり、ICチップ基板200は、定着フレーム130のうちローラ106よりもベルト101側の領域に設けられている。同様に、ドロワ404は、定着フレーム130のうちローラ106よりもベルト101側の領域に設けられている。ここで、交換カバー250はベルトユニット111とICチップ基板200の間の空間を遮る遮蔽部材として機能する。
上述した背景を踏まえて、本実施例では図4に示すように、ICチップ基板200を設置した。
定着フレーム130の外側の面には、突起40aが設けられている。ICチップ基板200は、決め穴200aに突起40aを嵌めることで設置位置の位置決めを行うことができる。また定着フレーム130の外側の面には、突起40aと並ぶようにビス穴40bが設けられている。ICチップ基板200は、長穴200bを通して固定部材としてのビス201にビス留めされることで、定着フレーム130に取付けられる。ここでは、ICチップ基板200を取り外す事の出来ない状態をビス201の固定状態とよび、ICチップ基板200を取り外すことのできる状態をビス201の解除状態と呼ぶ。
なお固定部材はビスには限られない。ICチップ基板200を定着フレーム130に引掛ける爪部材やICチップ基板と定着フレームを挟持するクリップなどを固定部材として用いてもよい。
定着装置40は、その動作中に図7の矢印H1、H2、H3の経路を通ってヒータ100から熱が排出される。そのため、ICチップ基板はこれらの排熱が流入しにくい領域であることが望ましい。そこで、本実施例では、ICチップ基板200の周囲3方向を定着装置40に配置されたリブ401、402、403により覆っている。詳細には、図1に示すようにICチップ基板200からリブ401、402、403の先端への距離L1(図1の矢印Gと垂直方向のX方向距離)がL1>0となるようなリブ高さに設定している。このような構成により、ICチップ基板200がリブ401、402、403で囲まれた凹部の内側に配置されるため、ヒータ100からの矢印H2方向からの熱が流入しにくい構成となっている。
本実施例では、さらに、ビス201の頭からリブ401、402、403の先端位置までの距離をL2(L2>0)にしている。つまり、ICチップ基板200に加え、ビス201をリブ401、402、403で囲まれた凹部の内側に配置している。このような構成では、排熱(矢印H2)からビス201を保護することができる。そのため、ビス201から伝わる熱でICチップ基板200が加熱されることを抑制できる。
(試験)
本実施例の効果を検証するために、図4に示す領域B、C、D、及び図2に示すサーミスタ105の近傍にICチップ基板を配置して試験を行った。試験は、ベルト101の目標温度を180℃に設定して、定着装置40を100時間連続して稼働させる環境で行った。また、各設置箇所には、それぞれ複数のICチップ基板を配置した。試験の結果を表1に示す。表1の左から一列目は、ICチップ基板の設置場所を示している。表1の左から2列目は、試験中に計測したICチップ基板の最高温度を示している。表1の左から3列目は、試験中にICチップ基板に対してデータの読み書きを行った結果を示している。表1の左から4列目は、試験後にICチップ基板に対してデータの読み書きを行った結果を示している。
Figure 2017049356
表1の左から3列目に示すように、領域Cに設置したICチップ基板200は、試験中にデータの読み書きを良好に行うことができた。一方、領域B、Dに設置したICチップ基板200は、試験中にデータの読み書きを安定して行うことが出来ず、たびたびエラーがみられた。また、サーミスタ105に設置したICチップ基板200は、データの読み書きを行うことが出来なかった。
表1の左から4列目に示すように、領域Cに設置した複数のICチップ基板200は、いずれも試験後にデータの読み書きを良好に行うことができた。領域Dに設置した複数のICチップ基板200のうち、いくつかのICチップ基板はデータの読み書きを行うことができなかった。領域Bに設置した複数のICチップ基板200は、いずれも試験後にデータの読み書きを良好に行うことができた。サーミスタ105近傍に設置した複数のICチップ基板200は、いずれも試験後にデータの読み書きを行うことができなかった。
上述したように、定着装置40にICチップ基板200を配置する場合、定着フレーム130の外側に配置することが望ましい。また、ICチップ基板200は、ヒータ100の位置よりも重力方向の下側に設けることがより望ましい。さらには、ICチップ基板200は、ヒータ100の位置よりもシート搬送方向の上流側に設けることがより望ましい。また、定着ユニット40としてプリンタEから取り出された場合に、定着ユニット40内の予熱でICチップ基板200が加熱されないように、定着ユニット40は図4の向きに置かれることが望ましい。すなわち、図4に示すように、定着フレーム130の上面に取っ手137を設けることが望ましい。また、図4に示すように、定着フレーム130の下面に脚136を設けることが望ましい。
以上で説明したように、本実施例によれば、サーミスタ105とこれに関する情報を記憶したICチップ基板200を一緒に交換することができる。また、本実施例によれば、ICチップ基板200の寿命の低下を抑制できる。また、本実施例によれば、ICチップ基板200内の情報を利用した制御プログラムが誤作動することを抑制できる。
(その他の実施例)
以上、本発明について実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例の構成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、一部の構成を他の構成に置き換えたり各種寸法を変更してもよい。
加熱回転体は実施例のような円筒上のベルトには限られない、たとえば、加熱ローラでもよく、あるいは複数のローラに張かされたベルトであってもよい。しかしながら、部品の個体差の影響が大きい構成、すなわち実施例のように構成が低熱容量な構成に適用する方が効果を期待できる。
実施例の交換部品はベルトユニットであったが、交換部品はこれには限られない。例えば、サーミスタ105とICチップ基板200を紐付けて、サーミスタ105を単品で交換可能にしてもよい。または、ヒータ100とICチップ基板200を紐付けて、ヒータ100を単品で交換可能にしてもよい。サーミスタ105は接触式のものには限られない。例えば、サーミスタ105は非接触式のものを用いてもよい。
例えば、サーミスタ105とICチップ基板200を紐付けて、サーミスタ105を単品で交換可能にしてもよい。または、ヒータ100とICチップ基板200を紐付けて、ヒータ100を単品で交換可能にしてもよい。その場合、ヒータ100はセラミックヒータには限られない。例えばヒータ100はハロゲンヒータであってもよい。
プリンタEを例に説明した画像形成装置は、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。
定着装置を例に説明した画像加熱装置は、未定着のトナー画像をシートPに定着する装置のみには限られない。例えば、半定着済みのトナー画像をシートPに定着させる装置や、定着済みの画像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。したがって、画像加熱装置は、例えば、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。
40 定着装置
100 ヒータ
101 ベルト
102 ステー
103 ホルダ
104 フランジ
105 サーミスタ
106 加圧ローラ
111 ベルトユニット
130 定着フレーム
131 加圧レバー
200 ICチップ基板
201 ビス
211、212、213、251、252、253 コネクタ
221、222、223、224 束線
250 カバー
270 ビス
400 制御回路
404 ドロア
500 電源回路

Claims (21)

  1. シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、前記ベルトを加熱するヒータと、を備える第1のユニットと、
    シートを搬送するためのニップ部を前記ベルトと協働して前記ベルトとの間に形成するニップ形成部材と、シート上に画像を形成する画像形成装置と電気的に接続するための電気接点と、前記電気接点に電気的に接続された一方側のコネクタと、を備えた第2のユニットと、
    前記一方側のコネクタに着脱可能に設けられた他方側のコネクタと、
    前記第1のユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、前記記憶素子と前記他方側のコネクタを電気的に接続する第1のケーブルと、
    前記ヒータと前記他方側のコネクタを電気的に接続する第2のケーブルと、
    前記記憶素子を前記第2のユニットに固定する固定部と、を有し、
    前記第1のユニットは、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して交換可能に取り付けられており、
    前記記憶素子と前記第1のユニットは、前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの着脱状態によらず、前記第1のケーブルと第2のケーブルと前記他方側のコネクタにより接続されていることを特徴とする画像加熱装置。
  2. 前記第2のユニットは、前記記憶素子と前記第1のユニットの間の空間を遮る遮蔽部を備え、前記固定部は前記記憶素子を前記遮蔽部に固定することを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  3. 前記第2のユニットは前記ニップ形成部材を支持する支持部材を備え、
    前記遮蔽部は、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記支持部材から取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記支持部材から取り外せるよう前記支持部材に対して取り付けられおり、
    前記第1のユニットは、前記遮蔽部が前記支持部材に取り付けられている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記遮蔽部が前記支持部材に取り付けられていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して取り付けられていることを特徴とする請求項2に画像加熱装置。
  4. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりも鉛直方向下側に位置するように前記記憶素子を固定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
  5. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりもシート搬送方向の上流側に位置するように前記記憶素子を固定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
  6. 前記ニップ形成部材は前記ベルトを回転駆動する駆動回転体であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に画像加熱装置。
  7. シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、前記ベルトを回転可能に支持する第1の支持部材と、前記ベルトの温度を検知するための温度センサと、を備える第1のユニットと、
    シートを搬送するためのニップ部を前記ベルトと協働して前記ベルトとの間に形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する第2の支持部材と、シート上に画像を形成する画像形成装置と電気的に接続するための電気接点と、前記電気接点に電気的に接続された一方側のコネクタと、を備えた第2のユニットと、
    前記一方側のコネクタに着脱可能に設けられた他方側のコネクタと、
    前記第1のユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、
    前記記憶素子と前記他方側のコネクタを電気的に接続する第1のケーブルと、
    前記温度センサと前記他方側のコネクタを電気的に接続する第2のケーブルと、
    前記記憶素子を前記第2のユニットに固定する固定部と、を有し、
    前記第1のユニットは、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記第2にユニットから取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して交換可能に取り付けられており、
    前記記憶素子と前記第1のユニットは、前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの着脱状態によらず、前記第1のケーブルと第2のケーブルと前記他方側のコネクタにより接続されていることを特徴とする画像加熱装置。
  8. 前記第2のユニットは、前記記憶素子と前記第1のユニットの間の空間を遮る遮蔽部を備え、前記固定部は前記記憶素子を前記遮蔽部に固定することを特徴とする請求項7に記載の画像加熱装置。
  9. 前記第2のユニットは前記ニップ形成部材を支持する支持部材を備え、
    前記遮蔽部は、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記支持部材から取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記支持部材から取り外せるよう前記支持部材に対して取り付けられおり、
    前記第1のユニットは、前記遮蔽部が前記支持部材に取り付けられている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記遮蔽部が前記支持部材に取り付けられていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して取り付けられていることを特徴とする請求項8に画像加熱装置。
  10. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりも鉛直方向下側に位置するように前記記憶素子を固定する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。
  11. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりもシート搬送方向の上流側に位置するように前記記憶素子を固定することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
  12. 前記ニップ形成部材は前記ベルトを回転駆動する駆動回転体であることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に画像加熱装置。
  13. シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、前記ベルトを回転可能に支持する支持部材と、を備える第1のユニットと、
    前記ベルトと協働してシートを搬送するためのニップ部を前記ベルトとの間に形成するニップ形成部材と、を備えた第2のユニットと、
    前記第1のユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、
    前記記憶素子と前記支持部材を接続するケーブル部と、
    前記記憶素子を前記第2のユニットに固定する固定部と、を有し、
    前記第1のユニットは、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して交換可能に取り付けられており、
    前記記憶素子と前記第1のユニットは、前記第2のユニットに対する前記第1のユニットの着脱状態によらず、前記ケーブル部により接続されていることを特徴とする画像加熱装置。
  14. 前記第2のユニットは、前記記憶素子と前記第1のユニットの間の空間を遮る遮蔽部を備え、前記固定部は前記記憶素子を前記遮蔽部に固定することを特徴とする請求項13に記載の画像加熱装置。
  15. 前記第2のユニットは前記ニップ形成部材を支持する別の支持部材を備え、
    前記遮蔽部は、前記記憶素子が前記固定部により固定されている状態では前記別の支持部材から取り外せないように且つ前記記憶素子が前記固定部により固定されていない状態では前記別の支持部材から取り外せるよう前記別の支持部材に対して取り付けられおり、
    前記第1のユニットは、前記遮蔽部が前記別の支持部材に取り付けられている状態では前記第2のユニットから取り外せないように且つ前記遮蔽部が前記別の支持部材に取り付けられていない状態では前記第2のユニットから取り外せるように前記第2のユニットに対して交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項14に画像加熱装置。
  16. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりも鉛直方向下側に位置するように前記記憶素子を固定することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
  17. 前記固定部は、前記記憶素子が前記第1のユニットよりもシート搬送方向の上流側に位置するように前記記憶素子を固定することを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
  18. 前記ニップ形成部材は前記ベルトを回転駆動する駆動回転体であることを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項に画像加熱装置。
  19. シート上の画像を加熱する画像加熱装置において、装置本体に対して交換可能に取り付けられたベルトユニットであって、
    シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、
    前記ベルトを加熱するヒータと、
    前記装置本体と電気的に接続すべく前記装置本体に対して着脱可能なコネクタと、
    前記ベルトユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、
    前記記憶素子と前記コネクタを電気的に接続する第1のケーブルと、
    前記ヒータと前記コネクタを電気的に接続する第2のケーブルと、
    前記記憶素子を前記装置本体に固定するための固定部と、を有し、
    前記装置本体から取り外されている状態において、前記ヒータと前記記憶素子が前記第1のケーブルと前記第2のケーブルと前記コネクタにより接続されていることを特徴とするベルトユニット。
  20. シート上の画像を加熱する画像加熱装置において、装置本体に対して交換可能に取り付けられたベルトユニットであって、
    シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、
    前記ベルトの温度を検知するための温度センサと、
    前記装置本体と電気的に接続すべく前記装置本体に対して着脱可能なコネクタと、
    前記ベルトユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、
    前記記憶素子と前記コネクタを電気的に接続する第1のケーブルと、
    前記温度センサと前記コネクタを電気的に接続する第2のケーブルと、
    前記記憶素子を前記装置本体に固定するための固定部と、を有し、前記装置本体から取り外されている状態において、前記温度センサと前記記憶素子が前記第1のケーブルと前記第2のケーブルと前記コネクタにより接続されていることを特徴とするベルトユニット。
  21. シート上の画像を加熱する画像加熱装置において、装置本体に対して交換可能に取り付けられたベルトユニットであって、
    シート上の画像を加熱するエンドレス状のベルトと、
    前記ベルトを回転可能に支持する支持部材と、
    前記ベルトユニットの使用履歴に関する情報を記憶する記憶素子と、
    前記記憶素子と前記支持部材を接続するケーブル部と、
    前記記憶素子を前記装置本体に固定するための固定部と、を有し、前記装置本体から取り外されている状態において、前記支持部材と前記記憶素子が前記ケーブル部により接続されていることを特徴とするベルトユニット。
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