JP2020013026A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体の夫々により個別に加熱される複数の加熱領域の温度を検知するための複数の温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知する温度が所定の制御目標温度を維持するように前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を備え、
前記複数の発熱体が、第1発熱体と、前記長手方向において前記第1発熱体よりも記録材の搬送基準位置から遠い側に前記第1発熱体に隣接して配置される第2発熱体と、を含み、
前記複数の温度検知部材が、前記第1発熱体に対応して設けられる第1温度検知部材と、前記第2発熱体に対応して設けられる第2温度検知部材と、を含み、
前記第1温度検知部材が、前記長手方向において、(i)前記第1発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第2発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(ii)前記第1発熱体と前記第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部についての所定の基準通過位置から、前記搬送基準位置に近い側に少なくとも2.5mm空けた位置に配置され、
前記第2温度検知部材が、前記長手方向において、(iii)前記第2発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第1発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(iv)前記基準通過位置から、前記搬送基準位置から遠い側に少なくとも2.5mm空けた位置に配置されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体の夫々により個別に加熱される複数の加熱領域の温度を検知するための複数の温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知する温度が所定の制御目標温度を維持するように前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を備え、
前記複数の発熱体が、第1発熱体と、前記長手方向において前記第1発熱体よりも記録材の搬送基準位置から遠い側に前記第1発熱体に隣接して配置される第2発熱体と、を含み、
前記複数の温度検知部材が、前記第1発熱体に対応して設けられる第1温度検知部材と、前記第2発熱体に対応して設けられる第2温度検知部材と、を含み、
前記第1温度検知部材が、前記長手方向において、(i)前記第1発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第2発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(ii)前記第1発熱体と前記第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部についての所定の基準通過位置から前記搬送基準位置に近い側に少なくとも第1の距離を空けた位置に配置され、
前記第2温度検知部材が、前記長手方向において、(iii)前記第2発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第1発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(iv)前記基準通過位置から前記搬送基準位置から遠い側に少なくとも第2の距離を空けた位置に配置されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が本発明の像加熱装置であることを特徴とする。
図1は、電子写真記録技術を用いたレーザプリンタ(画像形成装置)100の断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などが挙げられ、ここでは電子写真方式を利用して記録材P上に画像を形成するレーザプリンタに適用した場合について説明する。
なお、特に断りのない限り、以下の説明における「長手方向」は、ヒータ(基板)の長手方向及び記録材の搬送方向と直交する方向(斜行していない記録材の幅方向、縦搬送された斜行していない記録材の短辺方向)と同じ方向である。また、「短手方向」とは、上記「長手方向」と直交する方向であり、記録材の搬送方向に沿った方向(斜行していない記録材の長さ方向、縦搬送された斜行していない記録材の長辺方向)と同じ方向である。
像を形成する画像形成部を構成している。また、本実施例では、感光体19、帯電ローラ16、現像器17を含む現像ユニット、クリーナ18を含むクリーニングユニットが、プロセスカートリッジ15としてレーザプリンタ100の装置本体に対して着脱可能に構成されている。
が電極に接触することにより発熱抵抗体が電気的に交流電源401と接続される。なお、ヒータ1100の詳細な説明は後述する。
図3(B)に示すように、各発熱ブロックの発熱領域は、搬送基準位置Xに対して代表的な定形サイズの幅に合うように設定されている。ヒータ1100の長手中央に配置された発熱ブロックHB14の発熱領域は、A5サイズ縦搬送時の幅である148mmに設定されている。また、その外側に配置された発熱ブロックHB13と発熱ブロックHB15を含めた発熱領域は、B5サイズ縦搬送時の幅である182mmに設定されている。さらに外側に配置された発熱ブロックHB12と発熱ブロックHB16を含めた発熱領域は、A4サイズ縦搬送時の幅である210mmに設定されている。発熱ブロックHB11と発
熱ブロックHB17を含めた全発熱ブロックの幅については、端部の放熱による温度ダレの影響を考慮してLetterサイズ(約216mm)より広い220mmに設定されている。
Coefficient of Resistance)が正又は負に大きい材料であれば良い。本例ではNTC(Negative Temperature Coefficient)を有する材料を基板1105上に薄く印刷してサーミスタを構成した。
図3(B)に示すように、サーミスタは発熱ブロックの場所に応じて1〜3箇所配置されている。ヒータ1100の長手中央に配置された発熱ブロックHB14の温度を検知するサーミスタは、3箇所で発熱体温度検知部を形成している。所定の加熱温度に制御する
ための制御サーミスタT11−4Cが、発熱ブロックHB14の略中央、すなわち搬送基準位置Xの近傍に対応する位置に配置されている。また、発熱ブロックHB14の過昇温を検知して保護するための監視サーミスタT11−4E、T12−4Eが、発熱ブロックHB14の端部、すなわち発熱ブロックHB14の形成範囲のうち搬送基準位置Xから遠い側に対応する位置に配置される。監視サーミスタT11−4E、T12−4Eの詳細な配置については後述する。
電パターンを覆っている。しかしながら、電気接点との接続を確保するため、図3(B)に示すように、ヒータ1100の両端部で、導電パターンの一部、及び共通導電パターンの一部は露出させている。
図4は、定形サイズの標準的な走行位置に対するサーミスタの詳細な配置を示した図である。代表的な例として、定形サイズであるA5サイズ紙の縦搬送における標準的な走行位置に対する、発熱ブロックHB14と、監視サーミスタT11−4Eと、発熱ブロックHB13と、制御サーミスタT11−3Cと、の配置について説明する。
ここで、発熱ブロックHB14は、搬送基準位置Xに近い側の第1発熱体に対応する。また、監視サーミスタT11−4Eは、発熱ブロックHB14(が加熱する加熱領域)の温度を検知する第1発熱体温度検知部としてのサーミスタT11−4C、T11−4E、T12−4Eのうち、搬送基準位置Xから遠い側の温度検知部材に対応する。また、発熱ブロックHB13は、第1発熱体としての発熱ブロックHB14に対して搬送基準位置Xから遠い側に近接(隣接)する第2発熱体に対応する。また、制御サーミスタT11−3Cは、第2発熱体としての発熱ブロックHB13(が加熱する加熱領域)の温度を検知する第2発熱体温度検知部としてのサーミスタT11−3C、T11−3Eのうち、搬送基準位置Xに近い側の温度検知部材に対応する。
また、他の近接する発熱ブロックの境界を挟んだサーミスタについても、上記と同様の位置関係に配置されている。
対して上記と同様の位置関係でサーミスタT11−3E、T11−2Cが配置される。すなわち、発熱ブロックHB13が第1発熱体に対応し、監視サーミスタT11−3Eが第1発熱体温度検知部の温度検知部材に対応する。また、発熱ブロックHB12が第1発熱体としての発熱ブロックHB13と近接する第2発熱体に対応し、制御サーミスタT11−2Cが第2発熱体温度検知部の温度検知部材に対応する。
すなわち、発熱ブロックHB12が第1発熱体に対応し、監視サーミスタT11−2Eが第1発熱体温度検知部の温度検知部材に対応する。また、発熱ブロックHB11が第1発熱体としての発熱ブロックHB12と近接する第2発熱体に対応し、制御サーミスタT11−1Cが第2発熱体温度検知部の温度検知部材に対応する。
ゼロクロス検知部1421は、交流電源401のゼロクロスを検知する回路であり、CPU420にZEROX信号を出力している。ZEROX信号は、トライアック1411〜1417を位相制御するための基準信号等に用いられる。
例えば、信号Th11−4Cは、電圧Vccを、サーミスタT11−4Cの抵抗値と抵抗1458の抵抗値で分圧した信号である。サーミスタT11−4Cは温度に応じた抵抗値となるので、発熱ブロックHB14の温度が変化するとCPU420に入力する信号Th11−4Cのレベルも変化する。CPU420は、入力した各信号を、そのレベルに応じた温度に換算する。
他のサーミスタに対応する信号の処理も同様なので説明は割愛する。
次に、比較例1のヒータ1200を用いた場合について説明する。
図7(A)に比較例1のヒータ1200の構成図の一部を示す。ヒータ1200は、実施例1のヒータ1100の摺動面層1のサーミスタの配置が異なる以外は同じ構成であり、実施例1と同じ構成については同一の記号を用いて説明は省略する。
2E〜T21−4E、T22−4E〜T22−6Eは、各発熱ブロックにおいて、搬送基準位置Xから遠い側に近接する発熱ブロックとの境界付近に配置される。
次に、比較例2のヒータ1300を用いた場合について説明する。
図9(A)に比較例2のヒータ1300の構成図を示す。ヒータ1300は、実施例1のヒータ1100の摺動面層1のサーミスタの配置が異なる以外は同じ構成であり、実施例1と同じ構成については同一の記号を用いて説明は省略する。
準位置Xから遠い側の監視サーミスタを、(i)第1発熱体の第2発熱体と隣接する端部の近傍、かつ(ii)基準通過位置に対して搬送基準位置Xに近い側へ少なくとも2.5mm空けた位置より搬送基準位置Xに近い側の位置に配置する。2.5mmは、第1の距離として、第1発熱体と第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部の位置についての基準通過位置からの所定のずれ許容範囲における搬送基準位置Xに近い側の限界位置である。また、搬送基準位置Xから遠い側の第2発熱体に対応して設けられるサーミスタを次のように配置する。すなわち、搬送基準位置Xに近い側の制御サーミスタを、(iii)第2発熱体の第1発熱体と隣接する端部近傍、かつ(iv)基準通過位置に対して搬送基準位置Xから遠い側へ少なくとも2.5mm空けた位置より搬送基準位置Xから遠い側の位置に配置する。2.5mmは、第2の距離として、第1発熱体と第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部の位置についての基準通過位置からの所定のずれ許容範囲における搬送基準位置Xから遠い側の限界位置である。また、(i)第1発熱体の第2発熱体と隣接する端部の近傍として、第1発熱体の上記監視サーミスタは、2.5mm空けた位置から搬送基準位置Xに近い側に3mm以内の位置に配置される。また、(iii)第2発熱体の第1発熱体と隣接する端部近傍として、第2発熱体の上記制御サーミスタは、2.5mm空けた位置からさらに搬送基準位置Xから遠い側に3mm以内の位置に配置される。なお、2.5mmや3mmといった具体的な数値は、あくまで一例であり、装置構成によって適宜変更され得るものであるが、種々のタイプの一般的な画像形成装置の使用に対して、好適に適用可能な数値である。以上の構成により、定形サイズ紙を搬送した際には走行位置ばらつきを考慮しても過昇温からの保護や定着不良への対応を必要とせず、非定形サイズ紙を搬送した際には適切に過昇温から保護したり定着不良を防止したりすることができる。
本発明の実施例2では、搬送基準位置に近い側の第1発熱体における、搬送基準位置から遠い側の端部が、定形サイズ記録材の記録材幅方向における標準的な走行位置に対して、搬送基準位置に近い側に配置される例について説明する。
(実線)とした。
図12(A)に示すように、紙の搬送速度が異なっても紙を同程度に加熱するためには、搬送速度が速いほど通紙部のフィルム表面の温度を高くしなければならない。また、紙の搬送速度が速いほど発熱ブロックHB14の消費電力が大きくなるため、紙幅方向端部の走行位置が許容範囲内であるP1位置でも非通紙部昇温が大きくなる。したがって、紙に対する発熱ブロックHB14のはみ出し量について、240mm/secの場合よりも、300mm/secの場合のほうが小さいはみだし量で過昇温から保護する必要がでてくる。
本発明の実施例3では、隣接する発熱ブロックの境界周辺において、紙幅方向における各発熱ブロックの発熱領域が互いに重なっている例について説明する。
本例のヒータ3100を用いることによっても本発明の効果を得ることができる。
実施例1〜3では、ヒータ基板の裏面側に発熱体を形成した構成例を用いて説明したが
、図14に示したフィルム202との摺動面側に発熱体を形成したヒータ4100のような構成にも適用できる。実施例4において、ここで特に説明しない事項は、実施例1〜3と同様である。
また、実施例1〜4におけるサーミスタとして、ヒータ基板の一方の面側に薄く印刷形成したサーミスタ材料を用いたが、これに限られない。例えば、電気素子としてのサーミスタ素子をヒータ裏面側に当接して各発熱ブロックの温度を検知する構成を有する像加熱装置にも適用することができる。
Claims (11)
- 記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体の夫々により個別に加熱される複数の加熱領域の温度を検知するための複数の温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知する温度が所定の制御目標温度を維持するように前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を備え、
前記複数の発熱体が、第1発熱体と、前記長手方向において前記第1発熱体よりも記録材の搬送基準位置から遠い側に前記第1発熱体に隣接して配置される第2発熱体と、を含み、
前記複数の温度検知部材が、前記第1発熱体に対応して設けられる第1温度検知部材と、前記第2発熱体に対応して設けられる第2温度検知部材と、を含み、
前記第1温度検知部材が、前記長手方向において、(i)前記第1発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第2発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(ii)前記第1発熱体と前記第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部についての所定の基準通過位置から、前記搬送基準位置に近い側に少なくとも2.5mm空けた位置に配置され、
前記第2温度検知部材が、前記長手方向において、(iii)前記第2発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第1発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(iv)前記基準通過位置から、前記搬送基準位置から遠い側に少なくとも2.5mm空けた位置に配置されることを特徴とする像加熱装置。 - 前記第1温度検知部材は、前記2.5mm空けた位置から前記搬送基準位置に近い側に3mm以内の位置に配置され、
前記第2温度検知部材は、前記2.5mm空けた位置から前記搬送基準位置から遠い側に3mm以内の位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 - 記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体の夫々により個別に加熱される複数の加熱領域の温度を検知するための複数の温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知する温度が所定の制御目標温度を維持するように前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を備え、
前記複数の発熱体が、第1発熱体と、前記長手方向において前記第1発熱体よりも記録材の搬送基準位置から遠い側に前記第1発熱体に隣接して配置される第2発熱体と、を含み、
前記複数の温度検知部材が、前記第1発熱体に対応して設けられる第1温度検知部材と、前記第2発熱体に対応して設けられる第2温度検知部材と、を含み、
前記第1温度検知部材が、前記長手方向において、(i)前記第1発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第2発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(ii)前記第1発熱体と前記第2発熱体との境界付近を通過する記録材端部についての所定の基準通過位置から前記搬送基準位置に近い側に少なくとも第1の距離を空けた位置に配置され、
前記第2温度検知部材が、前記長手方向において、(iii)前記第2発熱体の前記長手方向の端部のうち前記第1発熱体と隣接する端部の近傍であって、かつ、(iv)前記基準通過位置から前記搬送基準位置から遠い側に少なくとも第2の距離を空けた位置に配置されることを特徴とする像加熱装置。 - 前記第1の距離は、前記基準通過位置から、前記境界付近を通過する前記記録材端部の位置についての所定のずれ許容範囲における前記搬送基準位置に近い側の限界位置までの距離であり、
前記第2の距離は、前記基準通過位置から、前記ずれ許容範囲における前記搬送基準位置から遠い側の限界位置までの距離であることを特徴とする請求項3に記載の像加熱装置。 - 前記第1の距離及び前記第2の距離は、それぞれ2.5mmであることを特徴とする請求項3又は4に記載の像加熱装置。
- 前記第1温度検知部材は、前記第1発熱体の前記端部の近傍として、前記第1の距離を空けた位置から前記搬送基準位置に近い側に3mm以内の位置に配置され、
前記第2温度検知部材は、前記第2発熱体の前記端部の近傍として、前記第2の距離を空けた位置から前記搬送基準位置から遠い側に3mm以内の位置に配置されることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 前記第1温度検知部材は、前記第1発熱体の前記端部における過昇温を監視するために用いられ、
前記第2温度検知部材は、前記複数の加熱領域のうち前記第2発熱体が加熱する加熱領域の温度を所定の制御目標温度に維持するために用いられることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 前記長手方向において、前記第1発熱体の前記第2発熱体と隣接する端部は、前記基準通過位置よりも前記搬送基準位置に近い側に位置することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 前記長手方向において、前記第1発熱体の前記第2発熱体と隣接する端部は、前記第2発熱体の前記搬送基準位置に近い側の端部より、前記搬送基準位置から遠い位置となる部分を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 前記ヒータが内面に接触する筒状のフィルムをさらに有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項1〜10のいずれか1項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
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