JP2023122238A - Image heating device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真方式を利用したプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することにより、トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer and a copier using electrophotography. The present invention also relates to an image heating device such as a gloss imparting device that improves glossiness of a toner image by reheating a toner image fixed on a fixing device or recording material mounted in an image forming apparatus.
特許文献1に開示されるように、従来、ヒータの長手方向に分割して配置された発熱体を独立駆動する定着装置が知られている。このような定着装置では、記録材のサイズに対応して、ヒータの長手方向に、発熱体が中央発熱体、中間発熱体、端部発熱体の3グループに分割されており、各発熱体グループに対して各々トライアックが独立接続された構成になっている。このような定着装置においては、トライアックが故障してトライアックによる発熱体の通電解除が不能になった場合の安全対策の一例として、サーモスイッチなどの安全素子を各発熱体グループそれぞれに配置することが考えられる。しかし、この場合、安全素子が、独立駆動している発熱体グループの数だけ必要になるため、価格が高くなり、また、配置スペースが必要になり定着装置が大型化する懸念がある。 2. Description of the Related Art As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100000, a conventional fixing device is known that independently drives heating elements that are divided in the longitudinal direction of a heater. In such a fixing device, the heat generating elements are divided into three groups in the longitudinal direction of the heater, corresponding to the size of the recording material, into central heat generating elements, intermediate heat generating elements, and end heat generating elements. , each triac is independently connected. In such a fixing device, a safety element such as a thermoswitch may be arranged in each heat generating element group as an example of a safety measure in the event that the triac fails and the heat generating elements cannot be de-energized by the triac. Conceivable. However, in this case, safety elements are required for the number of heat generating element groups that are independently driven, so there is a concern that the price will be high and the installation space will be required, resulting in an increase in the size of the fixing device.
また、特許文献2に開示されている定着装置では、トライアックが故障してトライアックによる発熱体の通電解除が不能になった場合の安全対策として、独立駆動している発熱体に対して、印刷サーミスタを2個配置している。この2個のサーミスタのうちの片方が故障しても、残り1個のサーミスタがトライアックの故障による発熱体の異常高温を検知し、リレーをOFFして通電停止するようになっている。この定着装置では、発熱体に対し安全対策として印刷サーミスタを各々2個ずつ配置しているため、発熱体の分割数が増えるにつれて印刷サーミスタの個数も増え、サーミスタの配線数が増え、ヒータ基板幅が大きくなってしまう。そのため、長手端部の発熱体については、独立駆動とはせずに、隣の発熱体に対し縦続接続とし、長手端部の発熱体に対しては、印刷サーミスタを1個のみ配置するようにして、サーミスタ個数を削減し、サーミスタ配線を削減している。 Further, in the fixing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010, as a safety measure in the case where the triac fails and the power supply to the heat generating element cannot be released by the triac, the print thermistor is connected to the independently driven heat generating element. are placed. Even if one of these two thermistors fails, the remaining one thermistor detects an abnormally high temperature of the heating element caused by the failure of the triac, and turns off the relay to stop power supply. In this fixing device, two printed thermistors are arranged for each heating element as a safety measure. becomes larger. For this reason, the heat generating elements at the longitudinal ends are not driven independently, but are connected in tandem with adjacent heat generating elements, and only one printed thermistor is arranged for the heat generating elements at the longitudinal ends. Therefore, the number of thermistors is reduced, and the thermistor wiring is reduced.
特許文献2のように2つのトライアックを縦続接続した場合には、次のような課題が生じる。すなわち、上流側のトライアックAは、ゲート端子にトリガ電流を印加することで通電状態を制御できる。これに対し、下流側のトライアックBは、上流側のトライアックAが通電OFF状態では、トライアックBのゲート端子にトリガ電流を印加してもトライアックBを通して電流は流れない。トライアックAが通電ON状態である場合には、トライアックBのゲート端子にトリガ電流を印加することで、トライアックBの通電を制御できる。つまり、トライアックBの通電状態は、トライアックBだけでは決まらず、トライアックAの通電状態の影響を受ける。
When two triacs are cascade-connected as in
したがって、トライアックAとトライアックBにより従属駆動される発熱体は、上流側のトライアックAが通電OFFに制御されている期間は、従属側のトライアックBを通電ONに制御しても通電されない。このため、従属駆動される発熱体の通電ON期間は、上流側のトライアックAが通電ONされる期間以上に増やすことはできないため、通電ON
期間を増やして発熱量を高めることが難しかった。定着装置の立ち上げ時の温度勾配は、ヒータ中央部に比べ、端部からの放熱影響で、ヒータ端部の方が低くなる傾向がある。これに対して、ヒータ端部での発熱量を増やし、その温度勾配をヒータ中央部と同程度にすることが難しく、端部定着性の確保のためにFPOT(First Print Output Time)を短縮することが難しかった。
Therefore, the heat generating element that is subordinately driven by the triac A and the triac B is not energized even if the triac B on the subordinate side is controlled to be energized while the upstream triac A is controlled to be energized OFF. For this reason, the energization ON period of the subordinately driven heating element cannot be increased beyond the energization ON period of the triac A on the upstream side.
It was difficult to increase the calorific value by increasing the period. The temperature gradient at the start-up of the fixing device tends to be lower at the ends of the heater than at the center of the heater due to the influence of heat radiation from the ends. On the other hand, it is difficult to increase the amount of heat generated at the ends of the heater and make the temperature gradient the same as that at the center of the heater. It was difficult.
また、独立駆動している発熱体に対し安全対策として印刷サーミスタを各々2個配置しているため、サーミスタ用配線の本数が多くなり、ヒータ基板幅を小さくするのには限界が生じる。 In addition, since two printed thermistors are arranged as a safety measure for each of the independently driven heating elements, the number of wires for the thermistors increases, and there is a limit to reducing the width of the heater substrate.
本発明の目的は、小型で安価な構成で、安全性の確保とFPOTの短縮が可能な技術を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique capable of ensuring safety and shortening FPOT with a compact and inexpensive configuration.
上記目的を達成するために、本発明における像加熱装置は、
記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
を備え、
記録材に形成された画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱装置であって、
前記複数の発熱体は、
第1の発熱体グループと、
前記第1の発熱体グループに対して前記幅方向に異なる位置に配置される第2の発熱体グループと、
を含み、
前記制御部は、
前記第1の発熱体グループに接続された第1の半導体素子と、
前記第2の発熱体グループに接続されるとともに前記第1の半導体素子に直列に接続された第2の半導体素子と、
を有し、
前記第1の半導体素子を制御することで、前記第1の発熱体グループへ供給する電力を制御し、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子を制御することで、前記第2の発熱体グループへ供給する電力を制御する像加熱装置において、
前記制御部は、前記第1の発熱体グループに含まれる発熱体の過熱に反応して前記第1の発熱体グループへの電力の供給を遮断する動作が可能な安全素子を有し、
前記第2の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量が、前記第1の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量より大きいことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明における画像形成装置は、
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。
In order to achieve the above object, the image heating apparatus of the present invention comprises:
a heater having a plurality of heating elements arranged in a width direction of the recording material perpendicular to the conveying direction of the recording material;
a control unit that controls power supplied to the plurality of heating elements;
with
An image heating device for heating an image formed on a recording material by heat of the heater,
The plurality of heating elements are
a first heating element group;
a second heating element group arranged at a different position in the width direction with respect to the first heating element group;
including
The control unit
a first semiconductor element connected to the first heating element group;
a second semiconductor element connected to the second heating element group and connected in series to the first semiconductor element;
has
controlling power supplied to the first heating element group by controlling the first semiconductor element;
In an image heating apparatus that controls power supplied to the second heating element group by controlling the first semiconductor element and the second semiconductor element,
the control unit has a safety element operable to cut off power supply to the first heating element group in response to overheating of the heating elements included in the first heating element group;
A maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the second heat generating element group is larger than a maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the first heat generating element group. do.
In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention includes:
an image forming unit that forms an image on a recording material;
a fixing unit that fixes the image formed on the recording material to the recording material;
In an image forming apparatus having
The fixing section is the image heating device of the present invention.
本発明によれば、小型で安価な構成で、安全性の確保とFPOTの短縮が可能となる。 According to the present invention, it is possible to secure safety and shorten FPOT with a compact and inexpensive configuration.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on an embodiment with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, and relative arrangement of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the device to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.
(実施例1)
1.画像形成装置の構成
図2は、電子写真記録技術を用いた、本発明の実施例に係る画像形成装置100の模式的断面図である。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複写機、プリンタなどが挙げられる。より具体的には、画像形成装置としては、複写機、レーザビームプリンタ(LBP)、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機などが挙げられる。記録材としては、紙、印刷紙、記録材シート、エレクトロファックスシート、静電記録シート、OHTシート、光沢紙、光沢フィルムなどが挙げられる。先ず、電子写真、静電記録、磁気記録などの画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材の記録面に直接転写方式もしくは間接転写方式で目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を形成担持させる。そして、定着処理として、該未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する。ここでは、電子写真方式を利用して記録紙等の記録材P上に画像を形成するレーザビームプリンタに適用した場合について説明する。
(Example 1)
1. Configuration of Image Forming Apparatus FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an
プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット21が出射し、帯電ローラ16によって所定の極性に帯電された感光ドラム(電子写真感光体)19表面を走査する。これにより像担持体としての感光ドラム19には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像ローラ17から所定の極性に帯電したトナーが供給されることで、感光ドラム19上の静電潜像は、トナー画像(現像剤像)として現像される。一方、給紙カセット11に積載された記録材(記録紙)Pはピックアップローラ12によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ対13によってレジストローラ対14に向けて搬送される。さらに、記録材Pは、感光ドラム19上のトナー画像が感光ドラム19と転写部材としての転写ローラ20で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対14から転写位置へ搬送される。記録材Pが転写位置を通過する過程で感光ドラム19上のトナー画像は記録材Pに転写される。以上の未定着トナー画像を記録材P上に形成するまでのプロセスを担う装置構成が、本発明の画像形成部に対応する。
When a print signal is generated, the
その後、記録材Pは、定着部(像加熱部)としての定着装置(像加熱装置)200においてヒータの熱を利用して加熱され、トナー画像が記録材Pに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Pは、搬送ローラ対26、27によって画像形成装置100上部の排紙トレイ31に排出される。
After that, the recording material P is heated using the heat of a heater in a fixing device (image heating device) 200 as a fixing section (image heating section), and the toner image is fixed on the recording material P by heating. The recording material P carrying the fixed toner image is discharged to the paper discharge tray 31 above the
なお、感光体19は、クリーナ18によって表面の残トナー等が除去、清掃される。給紙トレイ(手差しトレイ)28は、記録紙Pのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録紙規制板を有しており、定型サイズ以外のサイズの記録紙Pにも対応するために設けられている。ピックアップローラ29は、給紙トレイ28から記録紙Pを給紙するためのローラである。モータ30は、定着装置200等を駆動する。商用の交流電源401に接続された通電制御部としての制御回路400から、定着装置200へ電力供給している。
The
また、本実施例では、感光ドラム19、帯電ローラ16、現像ローラ17を含む現像ユニット、ドラムクリーナ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として画像形成装置100の装置本体に対して着脱可能に構成されている。本実施例の画像形成装置100は、記録材Pの搬送方向に直交する方向における最大通紙幅が約300mmであり、A4横サイズ[幅297mm×長さ210mm]の普通紙を約160mm/secの搬送速度で毎分約37枚をプリントすることが可能である。
In this embodiment, the developing unit including the
2.像加熱装置の構成
図3は、本実施例の定着装置200の断面図である。定着装置200は、定着フィルム(以下、フィルム)202と、フィルム202の内面に接触するヒータ300と、フィルム202を介してヒータ300と共に定着ニップNを形成する加圧ローラ208と、金属ステー204と、ヒータ保持部材201を有する。
2. Configuration of Image Heating Device FIG. 3 is a sectional view of the fixing
定着部材であるフィルム202は、エンドレスベルトやエンドレスフィルムとも称される筒状に形成された複層構成の高耐熱性フィルム202であり、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属を基層としている。また、フィルム202の表面は、耐熱性に優れ、トナーの付着防止のため、PFA等の離型性にすぐれた高機能フッ素樹脂を被覆した離型層としている。更に、特にカラー画像を形成する装置では、画質向上のため、上記基層と離型層の間にシリコーンゴム等の高耐熱性ゴムを弾性層として形成することがある。
The
加圧ローラ208は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金209と、シリコーンゴム等の高耐熱性のゴム材質からなる弾性層210を有する。かかる構成により、加圧ローラ208として適切な硬度のものとすることで、定着装置200に応じた定着ニップNを得るものとする。
The
ヒータ300は、耐熱樹脂性のヒータ保持部材201に保持されている。ヒータ300の裏面には、ヒータ300の温度を検知するための温度検知手段としてサーミスタ212が配設されている。金属ステー204は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材201を加圧ローラ208に向けて押圧する。
The
制御部400は、PC等の外部入力機器からのプリント信号の入力に応じて、モータ30を駆動する。加圧ローラ208は、モータ30からの回転駆動力を受けて矢印R1方向に回転する。加圧ローラ208が回転することによって、フィルム202外面との間の摩擦力によってフィルム202に回転力が作用し、フィルム202は矢印R2方向に従動回転する。
The
また、制御部400は、通電制御手段として設けられる半導体素子であるトライアック(図1参照)を通電して動作ON状態とする。これにより、電源(図示1、図2参照)からヒータ300の発熱体に通電が行われ、ヒータ300が発熱する。制御部400は、サーミスタ212の出力信号を取り込み、その出力信号に基づいてトラアックによってヒータ300に通電する電力を制御し、ヒータ300の温度を所定温度に制御する。ヒータ3
00の温度が所定温度に制御され、かつ加圧ローラ208の回転によってフィルム202の回転周速度が所定の速度で定常化した状態において、未定着トナー像が形成された記録材Pが定着ニップNに導入される。記録材Pは、定着ニップNにおいて挟持搬送されつつ、ヒータ300からの熱がフィルム202を通して与えられることで、記録材P上の未定着トナー像が定着処理される。
The
00 temperature is controlled to a predetermined temperature, and the rotational peripheral speed of the
3.像加熱装置に使用されるヒータ及び制御回路
図1に本発明に係る実施例1でのヒータ300及び制御回路の一例を示す。本実施例における記録材の搬送基準は中央基準となっており、記録材Pはその搬送方向に直交する幅方向における中心線が搬送基準位置X0を沿うように搬送される。
3. 1. Heater and Control Circuit Used in Image Heating Apparatus FIG. 1 shows an example of a
ヒータ300は、アルミナ、窒化アルミなどのセラミックやステンレスSUS304などの基板上に、導電体301と、抵抗発熱体302と、電極Eを有する。ヒータ基板にステンレスSUS304などの金属を用いる場合は、絶縁のため金属基板上にガラスコート層などの絶縁層を設けた上に、導電体301と、抵抗発熱体302と、電極Eを形成する。
The
導電体301は、電極Eから供給される電圧を抵抗発熱体に印加するための配線としての導体パターンであり、銀ペーストなどの抵抗値が低く耐熱性の有る材料で形成される。抵抗発熱体302は、導電体301から印加された電圧により流れる電流によりジュール熱を発生させ加熱源として作用するものであり、銀、パラジウム、酸化ルテニウムなどにより所定の抵抗値になるよう調整される。
The
本実施例では、複数の抵抗発熱体302が、ヒータ基板の長手方向(記録材幅方向)に7分割で配置されている。長手方向の端部の抵抗発熱体302c-1、302c-2の長手幅は、約39mmとしている。一方、その長手内側に配置される抵抗発熱体302a-1,302a-2、302a-3、302b-1、302b-2の長手幅は、約45mmとしている。各抵抗発熱体の間隔は、長手方向に約4mm程度離しているものの、抵抗発熱体のパターンを端部斜め形状にし、記録材の搬送方向に対して発熱ムラの影響が出にくい構成にしている。
In this embodiment, a plurality of
長手に7分割で配置された抵抗発熱体のうち、A5縦送り幅以下の小サイズ紙の通紙時に使用される抵抗発熱体302a-1、302a-2、302a-3をまとめて、第1の発熱体グループである発熱ブロックAとしている。A5縦送り幅~LTR縦送り幅までのサイズ紙を通紙する場合は、発熱ブロックAに加え、発熱ブロックAの長手両側、両隣の抵抗発熱体302b-1、302b-2を、第2の発熱体グループである発熱ブロックBとして使用する。LTR縦送り~A3幅のサイズ紙を通紙する場合は、さらに、発熱ブロックBに対して搬送基準位置から離れた側に隣接配置される抵抗発熱体302c-1、302c-2を発熱体ブロックCとして使用する。
The
各抵抗発熱体は、ヒータ長手方向に約2往復するパターン形状としており、導電体301によりヒータの短手方向(長手方向と直交する方向)から通電される。7分割されている抵抗発熱体302を全て個別に独立駆動制御するのではなく、3つの発熱ブロックにしてブロック単位(グループ単位)で駆動制御するのは、駆動制御回路を少なくして安価、小型化とするためである。
Each resistance heating element has a pattern shape that reciprocates about two times in the longitudinal direction of the heater, and is energized from the short side direction (perpendicular to the longitudinal direction) of the heater by a
電極Eは、抵抗発熱体への給電用に設けられている。導電体301や抵抗発熱体302、電極Eが実装されるヒータ基板の面(フィルム202と摺動する側の面)には、絶縁性の保護ガラス(図3参照)が、電極E以外の領域を覆うように設けられている。ヒータ300は、その長手方向が記録材Pの搬送方向と直交するように配置される。なお、発熱体
の数や、発熱ブロックの数は、本実施例で示す数に限定されるものではない。
The electrode E is provided for power supply to the resistance heating element. On the surface of the heater substrate on which the
画像形成装置100には商用の交流電源401が接続されている。電源電圧Vccは、交流電源401に接続された図示しないAC/DCコンバータによって生成されたDC電源である。交流電源401は、リレー430、440とトライアック441~443を介してヒータ300に接続される。トライアック441~443は、CPU420からの制御信号FUSER-a~FUSER-cによってON/OFFされる。トライアック441~443の駆動回路は、図示を省略している。複数の半導体素子としてのトライアック441~443を選択的に制御することで、複数の抵抗発熱体の通電を発熱ブロック毎に選択的に制御することができ、長手方向に分割された複数の加熱領域ブロックを個々に選択的に発熱させることができる。
A commercial
リレー430の動作を説明する。CPU420がRLON信号をHigh状態にすると、トランジスタ434がON状態になり、電源電圧Vccからリレー430の2次側コイルに通電され、リレー430の1次側接点はON状態になる。RLON信号をLow状態にすると、トランジスタ434がOFF状態になり、電源電圧Vccからリレー430の2次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー430の1次側接点はOFF状態になる。なお、抵抗434は、トランジスタ433のベース電流を制限する抵抗である。
The operation of
CPU420の内部処理では、設定温度と、温度検知手段としてのサーミスタの検知温度に基づき、例えばPI制御により、供給するべき電力を算出する。サーミスタは、各発熱ブロックの温度をそれぞれ個別に検知すべく、各発熱ブロックに対応する位置に複数設けられる。FUSER-a~c信号のオンのタイミングは、ゼロクロス検知部421で生成された交流電源401のゼロ電位に同期したタイミング信号ZEROXに基づいてCPU420によって生成される。交流電源401のゼロクロスタイミングを元に、供給する電力に対応した位相角(位相制御)や、波数(波数制御)の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック441~443を制御している。
In the internal processing of the
リレー430、440と保護回路について説明する。リレー430、440は、故障などによりヒータ300が過昇温した場合、ヒータ300への電力遮断手段として用いている。本実施例ではリレー430、440とで両切りリレーとしている。
The
リレー430の動作を説明する。CPU420がRLON信号をHigh状態にすると、トランジスタ433がON状態になり、電源電圧Vccからリレー430の2次側コイルに通電され、リレー430の1次側接点はON状態になる。RLON信号をLow状態にすると、トランジスタ433がOFF状態になり、電源電圧Vccからリレー430の2次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー430の1次側接点はOFF状態になる。リレー430、440は両切りリレーであるので、リレー430のON、OFF動作に連動してリレー440もON、OFFされる。
The operation of
リレー430、リレー440を用いた安全回路の動作について説明する。サーミスタThの検知温度が、設定された所定値を超えた場合、比較部437はラッチ部436を動作させ、ラッチ部436はRLOFF信号をLow状態にしてラッチする。RLOFF信号がLow状態になると、CPU420がRLON信号をHigh状態にしても、トランジスタ433がOFF状態で保たれるため、リレー430はOFF状態(安全な状態)で保つことができる。このようにリレー430、440は、故障などによりヒータ300が過昇温した場合、ヒータ300への電力遮断手段としても用いられる。
The operation of the safety
図8、図9を参照して、トライアックの動作を簡単に説明する。図8は、トライアックによる発熱体の通電制御を簡易的に示す回路図であり、図9は、交流電源からトライアッ
クに印加される交流電圧と、トライアックにより発熱体に印加される電圧との関係を示す図である。
The operation of the triac will be briefly described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8 is a circuit diagram simply showing the energization control of the heating element by the TRIAC, and FIG. 9 shows the relationship between the AC voltage applied from the AC power supply to the TRIAC and the voltage applied to the heating element by the TRIAC. FIG. 4 is a diagram showing;
図8に示すように、トライアックは、相補的な2個のサイリスタを逆並列に接続する構成をとることで、双方向に電流を流すことを可能とし、直流だけでなく交流でも使えるようにしたものである。トライアックの主電極T2に交流電源から正電圧が印加されると、ゲート電極Gにトリガ電流が印加されるまで、トライアックは動作OFF状態である。そのため、T2-T1間に電流は流れず、トライアックに接続されている負荷(抵抗発熱体)にも電流は流れない。トライアックのゲート電極Gにトリガ電流が印加されると、トライアックが動作ON状態となり、T2―T1間に電流が流れるため、負荷にも電流が流れ抵抗発熱体が発熱する。 As shown in Fig. 8, a triac has a configuration in which two complementary thyristors are connected in anti-parallel, making it possible to pass current in both directions, making it possible to use not only direct current but also alternating current. It is. When a positive voltage is applied to the main electrode T2 of the TRIAC from an AC power supply, the TRIAC is in an operation OFF state until a trigger current is applied to the gate electrode G. Therefore, no current flows between T2 and T1, and no current flows through the load (resistive heating element) connected to the triac. When a trigger current is applied to the gate electrode G of the TRIAC, the TRIAC is turned on and a current flows between T2 and T1, so that a current also flows through the load and the resistance heating element generates heat.
図9に示すように、交流電源のACが1/2サイクル終了すると、トライアック主電極T2に印加される電圧が逆転し負電圧となる。そのため、トライアックは動作OFF状態となり、T2-T1間に電流は流れず、負荷(抵抗発熱体)にも電流は流れない。トライアックのゲート電極Gにトリガ電流が印加されると、再びトライアックは動作ON状態となり、T1―T2間に電流が流れ、負荷(抵抗発熱体)にも電流が流れ、抵抗発熱体が発熱する。 As shown in FIG. 9, when 1/2 cycle of the AC power supply is completed, the voltage applied to the triac main electrode T2 is reversed to become a negative voltage. Therefore, the triac is in an operation OFF state, no current flows between T2 and T1, and no current flows through the load (resistive heating element). When a trigger current is applied to the gate electrode G of the triac, the triac is turned on again, current flows between T1 and T2, current also flows through the load (resistive heating element), and the resistive heating element generates heat.
図10、図11を参照して、二つのトライアックを縦続接続し、各トライアックに負荷(抵抗発熱体)を接続した場合における、トライアックの動作について説明する。図10は、縦続接続した二つのトライアックによる二つの発熱体の通電制御を簡易的に示す回路図であり、図11は、交流電源からトライアックに印加される交流電圧と、トライアックにより発熱体に印加される電圧との関係を示す図である。 With reference to FIGS. 10 and 11, the operation of the triac when two triacs are connected in series and a load (resistive heating element) is connected to each triac will be described. FIG. 10 is a circuit diagram simply showing the energization control of two heating elements by two cascaded triacs, and FIG. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the applied voltage;
図10に示すように、トライアックAの端子T2に交流電源から正電圧が印加されても、トライアックAのゲート端子Gにトリガ電流が印加されるまでは、トライアックAは導通OFF状態であり、トライアックAの端子T2-T1間に電流は流れない。トライアックAに接続された負荷A(抵抗発熱体A)にも電流は流れないので抵抗発熱体Aはこの期間は発熱しない。 As shown in FIG. 10, even if a positive voltage is applied to the terminal T2 of the TRIAC A from the AC power supply, the TRIAC A is in the conduction OFF state until the trigger current is applied to the gate terminal G of the TRIAC A. No current flows between terminals T2-T1 of A. Since no current flows through the load A (resistance heating element A) connected to the triac A, the resistance heating element A does not generate heat during this period.
この期間に、トライアックAに直列に接続されているトライアックBのゲート端子Gにトリガ電流を流しても、上流側のトライアックAが通電OFF状態であるため、下流側のトライアックBの端子T2には電圧は印加されない。したがって、トライアックBの端子T2からT1へ電流は流れなく、トライアックBに接続されている負荷B(抵抗発熱体B)にも電流は流れないので、抵抗発熱体Bは発熱しない。 During this period, even if a trigger current is supplied to the gate terminal G of the triac B connected in series with the triac A, since the upstream triac A is in the OFF state, the terminal T2 of the downstream triac B has No voltage is applied. Therefore, no current flows from the terminals T2 to T1 of the triac B, and no current flows through the load B (resistive heating element B) connected to the triac B, so the resistive heating element B does not generate heat.
次に、トライアックAのゲート端子Gにトリガ電流が印加されると、トライアックAは通電ON状態になり、トライアックAの端子T2からT1に電流が流れるため、トライアックAに接続された負荷Aにも電流が流れ、抵抗発熱体Aは発熱する。また、上流側のトライアックAが通電ON状態になったことで、下流側のトライアックBの端子T2に正電圧が印加されるものの、トライアックBのゲート端子Gにトリガ電流が印加されるまで、トライアックBは通電OFF状態である。そのため、トライアックBに接続された負荷Bにも電流は流れず、抵抗発熱体Bは発熱しない。 Next, when a trigger current is applied to the gate terminal G of the triac A, the triac A is turned ON, and current flows from the terminals T2 to T1 of the triac A. Therefore, the load A connected to the triac A also A current flows and the resistance heating element A generates heat. In addition, since the triac A on the upstream side is turned ON, a positive voltage is applied to the terminal T2 of the triac B on the downstream side. B is in the energization OFF state. Therefore, no current flows through the load B connected to the triac B, and the resistance heating element B does not generate heat.
トライアックAが通電ON状態でトライアックBのゲート端子Gにトリガ電流が印加されると、トライアックAに加えトライアックBも通電ON状態となり、トライアックBに接続された負荷Bに電流が流れ抵抗発熱体Bが発熱する。 When a trigger current is applied to the gate terminal G of the triac B while the triac A is in the energized ON state, the triac B is also energized in addition to the triac A, and current flows through the load B connected to the triac B, causing the resistance heating element B to flow. heats up.
図11に示すように、交流電源のACの1/2サイクルが終了し、トライアックAの端
子T2に負電圧が印加されると、トライアックAは通電OFF状態となる。この状態では、トライアックBの通電状態によらずトライアックAに電流は流れないため、負荷A、負荷Bともに電流は流れずに抵抗発熱体A,Bともに発熱しない。
As shown in FIG. 11, when the
トライアックAのゲート端子Gにトリガ電流が印加されると、トライアックAは通電ON状態となる。この状態では、トライアックBのゲート端子Gにトリガ電流が印加され通電ON状態になるまではトライアックBは通電OFF状態のため、負荷Aのみ電流が流れ、負荷Bには電流は流れない。トライアックBのゲート端子Gにトリガ電流が印加されるとトライアックBは通電ON状態になるため、負荷Bにも電流が流れ抵抗発熱体Bが発熱する。 When a trigger current is applied to the gate terminal G of the triac A, the triac A is turned on. In this state, until the trigger current is applied to the gate terminal G of the TRIAC B and the TRIAC B is turned ON, the TRIAC B is in the energization OFF state. When a trigger current is applied to the gate terminal G of the triac B, the triac B is turned ON, so that a current also flows through the load B and the resistance heating element B generates heat.
このようにトライアックを縦続接続した場合、上流側のトライアックAは、ゲート端子Gにトリガ電流を印加することで通電状態を制御することができる。これに対し、下流側のトライアックBは、上流側のトライアックAが通電OFF状態では、トライアックBのゲート端子Gにトリガ電流を印加してもトライアックBを通して電流は流れない。トライアックAが通電ON状態である場合は、トライアックBのゲート端子Gにトリガ電流を印加することでトライアックBの通電を制御できる。つまり、トライアックBの通電状態は、トライアックBだけでは決まらず、トライアックAの通電状態の影響を受ける。 When the triacs are connected in cascade in this way, the triac A on the upstream side can control the conduction state by applying a trigger current to the gate terminal G. FIG. On the other hand, in the triac B on the downstream side, current does not flow through the triac B even if the trigger current is applied to the gate terminal G of the triac B when the triac A on the upstream side is in the OFF state. When the TRIAC A is in the energization ON state, the energization of the TRIAC B can be controlled by applying a trigger current to the gate terminal G of the TRIAC B. FIG. In other words, the energization state of the triac B is not determined by the triac B alone, but is affected by the energization state of the triac A.
図1を参照して、本実施例におけるトライアック441~443による駆動構成を説明する。3つの発熱ブロックA、B、C各々に対してトライアック441~443が各々接続されている。発熱ブロックAを駆動するトライアック441に対して、隣り合った発熱ブロックBに接続されるトライアック442は従属接続されている。発熱ブロックCに接続されるトライアック443は、トライアック442に対しさらに従属接続されている。
Referring to FIG. 1, the driving configuration by
発熱ブロックA及びトライアック441が最上流の発熱ブロック(発熱体)及び最上流のトライアックである。トライアック442から見て、トライアック441が上流側のトライアックで有る。トライアック442に接続されている発熱ブロックBから見て、上流側トライアック441に接続されている発熱ブロックAが上流側発熱ブロック(発熱体)である。逆に発熱ブロックAから見ると、発熱ブロックBが従属側となる。
The heating block A and the
同様に、トライアック443から見て、トライアック441及びトライアック442が上流側のトライアックである。トライアック443に接続されている発熱ブロックCから見て、上流側トライアック441及びトライアック442に接続されている発熱ブロックA及び発熱ブロックBが上流側発熱ブロック(発熱体)である。発熱ブロックBから見ると、トライアック443に接続されている発熱ブロックCが従属側となる。
Similarly, when viewed from
この接続構成により、最上流の発熱ブロックAは、最上流のトライアック441のみで駆動制御される。発熱ブロックBは、発熱ブロックBに接続されたトライアック441及び上流側トライアック442により駆動制御される。発熱ブロックCは、発熱ブロックCに接続されたトライアック443と上流側トライアック441及びトライアック442により駆動制御されることになる。
With this connection configuration, the most upstream heating block A is driven and controlled only by the most
発熱ブロックCが通電ONしたままの状態(いわゆる暴走状態)になるか否かについて説明する。発熱ブロックCに接続されたトライアック443が故障し通電ONしたままの状態になっても、上流側のトライアック441、442がともに通電ONの状態でなければ発熱ブロックCには通電されない。発熱ブロックAの駆動制御を正常なトライアック441が行い、発熱ブロックBの駆動制御を正常なトライアック441及びトライアック442が行っていれば、発熱ブロックCが暴走状態になることはない。
A description will be given of whether or not the heating block C is in a state of being energized (a so-called runaway state). Even if the
発熱ブロックCが暴走状態になるのは、トライアック441~443の全てが故障し通電ON状態になった場合である。この場合は、発熱ブロックA部に配置された安全素子(サーモスイッチ、サーモスタット、温度ヒューズ等)が過熱に反応して作動するなどの安全対策により通電がOFFされる。
The heat generating block C goes into a runaway state when all of the
同様に、発熱ブロックBに接続されたトライアック442が故障し通電ONしたままの状態になっても、上流側のトライアック441が正常で有れば、発熱ブロックBが暴走状態になることは無い。
Similarly, even if the
このように発熱ブロックB、Cについては、上流側のトライアック441が正常であれば、従属接続側のトライアック442,443が故障して通電ONしたままになっても、暴走状態にはならない。このため、発熱ブロックB、C部には、暴走に対する安全対策として、安全素子(サーモスイッチ、サーモスタット、温度ヒューズなど)を配置したり、温度検知手段を複数設けた安全回路を設ける必要はない。
As described above, if the
発熱ブロックAについては、駆動制御しているのはトライアック441のみのため、このトライアック441が故障し通電ONしたままの状態になった場合には、発熱ブロックAは通電ON状態となり暴走状態に陥ることになる。このため、発熱ブロックA部には、暴走に対する安全対策を削減することはできない。
As for the heat generating block A, only the
本実施例では、発熱ブロックA部に安全素子としてサーモスイッチ213を配置している。発熱ブロックA部の暴走に対する安全対応を以下に説明する。発熱ブロックAが暴走する場合として、例えば、次の二つの場合が挙げられる。
In this embodiment, a
第一の場合は、発熱ブロックAを駆動制御するトライアック441が故障した、または、トライアック441を制御するCPU420が誤動作し、発熱ブロックAへ通電ONしたまま(暴走状態)になった場合である。この場合、発熱ブロックA部の温度を検出する温度検知手段としてのサーミスタ212(図3参照)の出力を、比較部437で所定の高温温度になっているか比較を行い、ラッチ部436を動作させ、RLOFF信号をLow状態にしてラッチする。RLOFF信号がLow状態になると、CPU420がRLON信号をHigh状態にしても、トランジスタ433がOFF状態で保たれるため、リレー430はOFF状態(安全な状態)で保つことができ、ヒータ300への電力が遮断される。
In the first case, the
第二の場合は、第一の場合の条件に加えて、発熱ブロックA部の温度を検出する温度検出手段が断線故障した場合であり、比較部437でラッチ部を動作させ、リレーをOFFさせることはできない。この場合には、発熱ブロックA部に設けられた安全素子(サーモスイッチ、温度ヒューズ)213が、発熱ブロックAの暴走による高温に反応し、ヒータ300への通電を遮断する動作を行う。
In the second case, in addition to the conditions in the first case, the temperature detection means for detecting the temperature of the heat generating block A has a disconnection failure, and the
このように、発熱ブロックA部の暴走に対して安全対策を多重に設けている。 In this manner, multiple safety measures are provided against runaway of the heat generating block A. FIG.
トライアックのONタイミングは、ゼロクロス検知部421で生成された交流電源401のゼロ電位に同期したタイミング信号ZEROXに基づいてCPU420によって生成される。交流電源401のゼロクロスタイミングを元に、供給する電力に対応した位相角(位相制御)、波数(波数制御)の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック441~443を制御している。
The ON timing of the triac is generated by the
しかし、本実施例では、トライアック441~443が直列接続されているため、発熱体ブロック側のトライアックをON制御しても、そのトライアックより上流側のトライア
ックがすべてONになってなければ、発熱体ブロックには通電されない。
However, in this embodiment, since the
発熱体ブロックへの電力を増やす場合には、通電ON時間を増やす(位相制御において位相角を大きくする、波数制御においてON波数を増やす)ことが必要である。しかし、本実施例ではトライアックが直列接続されているため、上流側のトライアックのON時間以上にON時間を増やすことが出来ない。 In order to increase the power to the heating element block, it is necessary to increase the energization ON time (increase the phase angle in phase control, and increase the ON wave number in wave number control). However, since the triacs are connected in series in this embodiment, the ON time cannot be increased beyond the ON time of the triac on the upstream side.
図6に、図1に示す実施例1の7分割抵抗発熱体の等価回路を示す。図10に、比較例と実施例1における各発熱ブロックの抵抗値等を比較した表を示す。図10には、比較例と実施例1での計算結果も示している。 FIG. 6 shows an equivalent circuit of the 7-divided resistance heating element of Example 1 shown in FIG. FIG. 10 shows a table comparing the resistance value and the like of each heating block in the comparative example and the first example. FIG. 10 also shows the calculation results of the comparative example and the first embodiment.
図10に示すように、比較例のヒータでは、発熱ブロックAを構成する各抵抗発熱体(302a-1~302a-3)の抵抗は、各80.7Ωであるため、合成抵抗は80.7Ω/3=26.9Ωとなる。発熱ブロックAを構成する各抵抗発熱体(302a-1~302a-3)の長手幅は各45mmであるので、発熱ブロックの長手単位長さ当たり抵抗値は、26.9Ω/(45*3mm)=0.20Ω/mmである。 As shown in FIG. 10, in the heater of the comparative example, the resistance of each resistance heating element (302a-1 to 302a-3) constituting the heating block A is 80.7Ω, so the combined resistance is 80.7Ω. /3=26.9Ω. Since the longitudinal width of each resistance heating element (302a-1 to 302a-3) constituting the heating block A is 45 mm, the resistance value per unit length of the heating block is 26.9Ω/(45*3mm). = 0.20Ω/mm.
次に、100V印加時100%ONした場合、発熱ブロックAの発熱量は100V^2/26.9Ω=371.74Wであるので、発熱ブロックAの長手単位長さ当たり発熱量(最大可能発熱量)は371.74W/(45*3mm)=2.75W/mmとなる。 Next, when 100 V is applied and 100% ON, the heat generation amount of the heat generation block A is 100 V^2/26.9 Ω = 371.74 W, so the heat generation amount per longitudinal unit length of the heat generation block A (maximum possible heat generation amount ) becomes 371.74 W/(45*3 mm)=2.75 W/mm.
同様に発熱ブロックB、発熱ブロックCについても計算すると、発熱ブロックB,Cの100V印加時100%ONした場合の長手単位長さ当たり発熱量は、発熱ブロックAと同じ2.75W/mmとなる。 Similarly, when the heat generation blocks B and C are calculated, the heat generation amount per longitudinal unit length when the heat generation blocks B and C are 100% ON when 100 V is applied is 2.75 W / mm, which is the same as the heat generation block A. .
図4(a)に、このときの定着装置のフィルム202の温度立ち上げカーブを示す。中央部の温度上昇カーブに対し、端部の温上昇カーブは、端部からの放熱等の影響により、中央部の温度上昇カーブより勾配が低くなってしまうことがある。このため、1枚目のプリント時の端部定着性を満足させるために、プリント前回転時間を短くすることができず、いわゆるFPOTを短くすることが難しくなる。比較例の場合、端部のフィルム温度が中央部と約同じ温度に到達するまで前回転を長くする必要があり、FPOTは、約9秒であった。
FIG. 4A shows the temperature rise curve of the
図10に示すように、実施例1における各発熱ブロックの抵抗値を次の通りとなる。すなわち、発熱ブロックAの総抵抗値は、比較例と同じ26.9Ωであるものの、発熱ブロックB、発熱ブロックCの総抵抗値は、それぞれ比較例に対して低い値となるように構成し、発熱ブロックB、発熱ブロックCの発熱量を比較例よりも増やしている。具体的には、発熱ブロックBの総抵抗値は、比較例が40.4Ωであるのに対し、実施例1は16.5Ωとし、発熱ブロックCの総抵抗値は、比較例が46.6Ωであるのに対し、実施例1は18.3Ωとしている。発熱ブロックの抵抗値を変える方法としては、抵抗発熱体のパターン幅や厚みを変える、抵抗発熱体のパターン長を変える、抵抗発熱体のパターンに用いるペーストの抵抗値を変えるなどの方法が挙げられる。 As shown in FIG. 10, the resistance value of each heating block in Example 1 is as follows. That is, although the total resistance value of the heating block A is 26.9Ω, which is the same as in the comparative example, the total resistance values of the heating blocks B and C are lower than those in the comparative example, The amount of heat generated by the heat generating block B and the heat generating block C is increased compared to the comparative example. Specifically, the total resistance value of the heating block B is 40.4Ω in the comparative example, whereas it is 16.5Ω in Example 1, and the total resistance value of the heating block C is 46.6Ω in the comparative example. In contrast, Example 1 is set to 18.3Ω. Methods for changing the resistance value of the heating block include methods such as changing the pattern width and thickness of the resistance heating element, changing the pattern length of the resistance heating element, and changing the resistance value of the paste used for the pattern of the resistance heating element. .
図4(b)に、本実施例1でのフィルムの立ち上げカーブを示す。発熱ブロックAに対し、発熱ブロックB、Cの発熱量は大きくできるため、発熱ブロックAに対し、発熱ブロックB、Cの通電比率を適時調整し、長手温度ムラが小さくなるようにした。このため、中央部と端部との温度ムラを小さくすることができ、プリント1枚目の端部定着性を確保することができるため、プリント前回転時間を短くすることができ、FPOTを短くすることができる。実施例1では、比較例に比べフィルムの端部温度が中央部温度と約同じになるまでの時間が短くなり、前回転時間を短くすることができるため、FPOTは、約8
秒と比較例より短縮することができた。
FIG. 4(b) shows the film start-up curve in the first embodiment. Since the amount of heat generated by the heat generating blocks B and C can be made larger than that of the heat generating block A, the energization ratio of the heat generating blocks B and C with respect to the heat generating block A is appropriately adjusted so as to reduce the longitudinal temperature unevenness. Therefore, it is possible to reduce the temperature unevenness between the central portion and the edge portion, and it is possible to secure the edge fixability of the first printed sheet, so that the pre-printing rotation time can be shortened, and the FPOT can be shortened. can do. In Example 1, the time required for the edge temperature of the film to reach approximately the same temperature as the center temperature is shorter than in the comparative example, and the pre-rotation time can be shortened.
Seconds could be shortened from the comparative example.
また、複数のトライアックが縦続接続されて複数の発熱ブロックを駆動制御する構成において、あるトライアックに対して上流側のトライアックの何れかが正常動作していれば、発熱ブロックが暴走状態に入ることはないため、安全性を高めることができる。 Further, in a configuration in which a plurality of triacs are connected in cascade to drive and control a plurality of heat generating blocks, if any of the triacs on the upstream side of a given triac are operating normally, the heat generating block will not enter a runaway state. Therefore, safety can be improved.
(実施例2)
本発明の実施例2に係る像加熱装置について説明する。実施例2において、実施例1と同様の構成部分については、説明を省略する。実施例2においてここで特に説明しない事項は、実施例1と同様である。
(Example 2)
An image heating apparatus according to
図5に、本発明の実施例2におけるヒータ300及び制御回路の一例を示す。また、図7に、実施例2におけるヒータの7分割抵抗発熱体の等価回路の概略図を示す。
FIG. 5 shows an example of a
実施例2では、トライアック441~443の接続構成が実施例1と異なる。実施例1では、トライアック441~443を直列接続(トライアック441にトライアック442を従属接続し、トライアック442にトライアック443を従属接続する)していた。これに対し、実施例2では、トライアック441に対し、トライアック442及びトライアック443を各々従属接続させている。つまり、実施例1ではトライアック443をトライアック442に従属接続させていたのに対し、実施2ではトライアック443をトライアック441に従属接続させている。
The second embodiment differs from the first embodiment in the connection configuration of the triacs 441-443. In the first embodiment, the
このため、トライアック443が接続されている発熱ブロックCの通電に関して、実施例1では、トライアック441及び442の両方が通電ONされているとき以外は通電することができなかった。これに対し、実施例2では、トライアック442の通電ON/OFFの状態に関わらず、発熱ブロックBと発熱ブロックCは、それぞれ独立に発熱制御が可能となっている。
For this reason, in Example 1, the heat generating block C to which the
つまり、実施例1では、発熱ブロックCが通電ONされ発熱しているときは、発熱ブロックA、Bともに通電ONされ発熱している。これに対し、本実施例2では、発熱ブロックCが通電ONされ発熱しているときは、発熱ブロックAは必ず通電ONされており発熱しているものの、発熱ブロックBは必ずしも通電ONされ発熱している必要は無い。このため、実施例1に比べ、本実施例2では、定着装置全体の電力変動(いわゆるフリッカー)を、実施例1に比べ小さくすることが可能となる。 That is, in the first embodiment, when the heat generating block C is energized and heats up, both the heat generating blocks A and B are energized and heat is generated. On the other hand, in the second embodiment, when the heat generating block C is energized and heats up, the heat generating block A is always energized and generates heat, but the heat generating block B is always energized and generates heat. You don't have to. Therefore, compared to the first embodiment, in the second embodiment, it is possible to reduce power fluctuation (so-called flicker) of the entire fixing device compared to the first embodiment.
上述したトライアック441~443の接続構成を除き、実施例2のヒータのその他の構成については、図12に示す実施例1のヒータと同様の構成である。
Except for the connection configuration of the
200…定着装置、202…定着フィルム(定着部材)、208…加圧ローラ、212…サーミスタ、213…安全素子(サーモスイッチ、温度ヒューズ)、300…ヒータ、301…導電体、302…抵抗発熱体、E…電極、400…制御部、401…交流電源、420…CPU、421…ZEROX回路(ゼロクロス検知回路)、430、440…リレー、433…トランジスタ、434…抵抗、436…ラッチ部、437…比較部、441~443…トライアック(半導体素子)、N…定着ニップ、P…記録材
200... Fixing
Claims (9)
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
を備え、
記録材に形成された画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱装置であって、
前記複数の発熱体は、
第1の発熱体グループと、
前記第1の発熱体グループに対して前記幅方向に異なる位置に配置される第2の発熱体グループと、
を含み、
前記制御部は、
前記第1の発熱体グループに接続された第1の半導体素子と、
前記第2の発熱体グループに接続されるとともに前記第1の半導体素子に直列に接続された第2の半導体素子と、
を有し、
前記第1の半導体素子を制御することで、前記第1の発熱体グループへ供給する電力を制御し、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子を制御することで、前記第2の発熱体グループへ供給する電力を制御する像加熱装置において、
前記制御部は、前記第1の発熱体グループに含まれる発熱体の過熱に反応して前記第1の発熱体グループへの電力の供給を遮断する動作が可能な安全素子を有し、
前記第2の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量が、前記第1の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量より大きいことを特徴とする像加熱装置。 a heater having a plurality of heating elements arranged in a width direction of the recording material perpendicular to the conveying direction of the recording material;
a control unit that controls power supplied to the plurality of heating elements;
with
An image heating device for heating an image formed on a recording material by heat of the heater,
The plurality of heating elements are
a first heating element group;
a second heating element group arranged at a different position in the width direction with respect to the first heating element group;
including
The control unit
a first semiconductor element connected to the first heating element group;
a second semiconductor element connected to the second heating element group and connected in series to the first semiconductor element;
has
controlling power supplied to the first heating element group by controlling the first semiconductor element;
In an image heating apparatus that controls power supplied to the second heating element group by controlling the first semiconductor element and the second semiconductor element,
the control unit has a safety element operable to cut off power supply to the first heating element group in response to overheating of the heating elements included in the first heating element group;
A maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the second heat generating element group is larger than a maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the first heat generating element group. image heating device.
前記第2の発熱体グループは、前記幅方向において前記第1の発熱体グループの両側に配置される複数の発熱体で構成されることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 the first heating element group is arranged at a position including a conveyance reference position of the recording material in the width direction;
2. An image heating apparatus according to claim 1, wherein said second heating element group comprises a plurality of heating elements arranged on both sides of said first heating element group in said width direction.
前記制御部は、前記温度検知手段が検知する温度に基づいて、前記第1の発熱体グループへ供給する電力と、前記第2の発熱体グループへ供給する電力と、をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の像加熱装置。 further comprising temperature detection means for respectively detecting the temperature of the heating elements included in the first heating element group and the temperature of the heating elements included in the second heating element group;
The control unit controls power supplied to the first heating element group and power supplied to the second heating element group based on the temperature detected by the temperature detection means. 3. An image heating apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1の発熱体グループと前記第2の発熱体グループに対して前記幅方向に異なる位置に配置される第3の発熱体グループをさらに含み、
前記制御部は、
前記第3の発熱体グループに接続されるとともに前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子に直列に接続された第3の半導体素子を有し、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子と前記第3の半導体素子を制御することで、前記第3の発熱体グループへ供給する電力を制御し、
前記第3の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量が、前記第2の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量より大きいことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の像加熱装置。 The plurality of heating elements are
further comprising a third heating element group arranged at different positions in the width direction with respect to the first heating element group and the second heating element group;
The control unit
a third semiconductor element connected to the third heating element group and connected in series to the first semiconductor element and the second semiconductor element;
controlling power supplied to the third heating element group by controlling the first semiconductor element, the second semiconductor element, and the third semiconductor element;
A maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the third heat generating element group is larger than a maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the second heat generating element group. The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記第1の発熱体グループと前記第2の発熱体グループに対して前記幅方向に異なる位置に配置される第3の発熱体グループをさらに含み、
前記制御部は、
前記第3の発熱体グループに接続されるとともに前記第1の半導体素子に直列に接続された第3の半導体素子を有し、
前記第1の半導体素子と前記第3の半導体素子を制御することで、前記第3の発熱体グループへ供給する電力を制御し、
前記第3の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量が、前記第1の発熱体グループの前記幅方向における単位長さ当たりの最大可能発熱量より大きいことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の像加熱装置。 The plurality of heating elements are
further comprising a third heating element group arranged at different positions in the width direction with respect to the first heating element group and the second heating element group;
The control unit
a third semiconductor element connected to the third heating element group and connected in series to the first semiconductor element;
controlling power supplied to the third heating element group by controlling the first semiconductor element and the third semiconductor element;
A maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the third heat generating element group is larger than a maximum possible heat generation amount per unit length in the width direction of the first heat generating element group. The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記フィルムの外面に接触するローラ、
をさらに備え、
前記ヒータと前記ローラが、前記フィルムと前記ローラとの間に、記録材を挟持するニップを形成し、
前記ニップに挟持された記録材に形成された画像を前記ヒータの熱によって加熱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。 a cylindrical film in which the heater is arranged;
a roller in contact with the outer surface of the film;
further comprising
the heater and the roller form a nip between the film and the roller for sandwiching a recording material;
8. The image heating apparatus according to claim 1, wherein an image formed on the recording material sandwiched by said nip is heated by heat of said heater.
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。
an image forming unit that forms an image on a recording material;
a fixing unit that fixes the image formed on the recording material to the recording material;
In an image forming apparatus having
An image forming apparatus, wherein the fixing section is the image heating device according to any one of claims 1 to 10.
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JP2022025825A JP2023122238A (en) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | Image heating device and image forming apparatus |
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