JP2024086719A - Heating device having a thermal switch - Google Patents

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Abstract

【課題】感熱スイッチを有する加熱装置を提供する。【解決手段】一態様の加熱装置は、基板71と、基板上に設けられ、一対の電極間で長手方向に延びる発熱体72と、長手方向において一対の電極の間に位置する感熱スイッチ75と、を備え、感熱スイッチは、温度が閾値温度未満であるときに発熱体から離間し、温度が閾値温度に達したときに発熱体に接触するように変形する変形可能導体を含む。【選択図】図4[Problem] To provide a heating device having a thermal switch. [Solution] The heating device of one embodiment includes a substrate (71), a heating element (72) provided on the substrate and extending in the longitudinal direction between a pair of electrodes, and a thermal switch (75) located between the pair of electrodes in the longitudinal direction, the thermal switch including a deformable conductor that moves away from the heating element when the temperature is below a threshold temperature and deforms to contact the heating element when the temperature reaches the threshold temperature. [Selected Figure]

Description

画像形成システムは、印刷媒体を搬送する搬送装置と、静電潜像が形成される感光体と、静電潜像を現像する現像装置と、トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、トナー像を印刷媒体に定着させる定着させる定着装置と、印刷媒体を排出する排出装置と、を備える。 The image forming system includes a transport device that transports the print medium, a photoconductor on which an electrostatic latent image is formed, a developing device that develops the electrostatic latent image, a transfer device that transfers the toner image to the print medium, a fixing device that fixes the toner image to the print medium, and a discharge device that discharges the print medium.

本明細書に開示された種々の例を実施するために使用することができる例示的な画像形成装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an exemplary imaging device that can be used to implement various examples disclosed herein. 例示的な定着装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an exemplary fixing device. 定着装置の断面図である。FIG. 図3のIV-IV線に沿った定着装置の断面図である。4 is a cross-sectional view of the fixing device taken along line IV-IV in FIG. 3. 例示的な加熱装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an exemplary heating device. (a)は第1温度であるときの感熱スイッチの例示的な上面図であり、(b)はその側面図であり、(c)はその正面図である。1A is an exemplary top view of a thermal switch when at a first temperature; FIG. 1B is a side view of the thermal switch; and FIG. (a)は第2温度であるときの感熱スイッチの例示的な側面図であり、(b)はその正面図である。4A is an exemplary side view of a thermal switch when at a second temperature, and FIG. 4B is a front view thereof; (a)は第3温度であるときの感熱スイッチの例示的な側面図であり、(b)は、その正面図である。4A is an exemplary side view of a thermal switch when at a third temperature, and FIG. 4B is a front view thereof; 加熱装置の動作を示す断面図である。5A to 5C are cross-sectional views showing the operation of the heating device. 複数の感熱スイッチと発熱体との電気的な接続関係を模式的に示す図である。4 is a diagram showing a schematic diagram of an electrical connection relationship between a plurality of heat-sensitive switches and a heating element. FIG. 加熱装置の変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modified example of the heating device. 感熱スイッチの変形例を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a modified example of the thermal switch.

以下では、図面を参照して、感熱スイッチを有する加熱装置、当該加熱装置を備える定着装置、及び、当該定着装置を備える画像形成装置について説明する。なお、図面に基づいて説明するにあたり、同一の要素又は同一の機能を有する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。 Below, a heating device having a thermal switch, a fixing device including the heating device, and an image forming apparatus including the fixing device will be described with reference to the drawings. Note that in describing the drawings, identical elements or elements having the same functions will be given the same reference numerals and duplicated descriptions will be omitted. The drawings may be partially simplified or exaggerated to facilitate understanding, and the dimensional ratios and angles, etc. are not limited to those shown in the drawings.

本開示に係る画像形成装置は、例えばプリンタ等の画像形成装置である。この画像形成装置は、トナー像を印刷媒体に定着させる定着装置を備える。後述するように、定着装置は、印刷媒体を加熱する加熱装置を備える。定着装置は、トナー像が転写された用紙が回転体と加圧ローラとの間に形成される定着ニップ領域を通過するときに、用紙を加熱しながら加圧して用紙にトナー像を定着させる。 The image forming apparatus according to the present disclosure is, for example, a printer or other image forming apparatus. This image forming apparatus includes a fixing device that fixes a toner image to a print medium. As described below, the fixing device includes a heating device that heats the print medium. When the paper onto which the toner image has been transferred passes through a fixing nip area formed between a rotating body and a pressure roller, the fixing device applies pressure to the paper while heating it, thereby fixing the toner image to the paper.

画像形成装置は、異なるサイズの用紙に画像を形成することが可能な場合がある。定着ニップ領域にサイズの小さな用紙を通過させると、回転体には、用紙に接触する通紙部と、用紙に接触しない非通紙部とが形成される。非通紙部では定着ベルトの熱が用紙に奪われないため、長手方向において回転体を一様に加熱すると非通紙部の温度が過剰に高くなることがる。このような部分的な温度上昇は、定着装置の部品に不具合を生じさせる原因となる。本開示の加熱装置は、用紙のサイズに応じて回転体の加熱領域を自動的に制御する機能を有する。 Image forming devices may be capable of forming images on different sizes of paper. When a small size paper is passed through the fixing nip area, the rotating body has a paper passing portion that contacts the paper and a non-paper passing portion that does not contact the paper. Since the heat of the fixing belt is not absorbed by the paper in the non-paper passing portion, the temperature of the non-paper passing portion may become excessively high if the rotating body is heated uniformly in the longitudinal direction. Such a partial temperature rise can cause malfunctions in the parts of the fixing device. The heating device disclosed herein has a function of automatically controlling the heating area of the rotating body according to the size of the paper.

図1は、例示的な画像形成装置を概略的に示す図である。図1に示す画像形成装置1は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置1は、印刷媒体である用紙5を搬送する搬送装置10と、静電潜像を現像する複数の現像装置20C,20M,20Y,20K(以下、個々の構成要素を区別する必要がない場合には、「現像装置20」と称する。)と、各色のトナー像を用紙5に二次転写する転写装置30と、表面に静電潜像が形成される複数の感光体40C,40M,40Y,40K(以下、個々の構成要素を区別する必要がない場合には、「感光体40」と称する。)と、積層トナー像を用紙5に定着させる定着装置50と、用紙5を排出する排出装置60とを備える。搬送装置10、現像装置20、転写装置30、感光体40、定着装置50及び排出装置60は、画像形成装置1の筐体15内に収容される。 FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary image forming apparatus. The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for forming a color image using each of the colors cyan, magenta, yellow, and black. The image forming apparatus 1 includes a conveying device 10 for conveying a print medium, paper 5, a plurality of developing devices 20C, 20M, 20Y, and 20K for developing an electrostatic latent image (hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the individual components, they will be referred to as "developing devices 20"). A transfer device 30 for secondary transfer of the toner images of each color onto the paper 5, a plurality of photoconductors 40C, 40M, 40Y, and 40K on whose surfaces electrostatic latent images are formed (hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the individual components, they will be referred to as "photoconductors 40"). A fixing device 50 for fixing the laminated toner image onto the paper 5, and a discharge device 60 for discharging the paper 5. The conveying device 10, the developing device 20, the transfer device 30, the photoconductor 40, the fixing device 50, and the discharge device 60 are housed within the housing 15 of the image forming device 1.

搬送装置10は、画像が形成される印刷媒体である用紙5を搬送経路12上で搬送する。用紙5は、カセット7に積層されて収容され、給紙ローラ11によりピックアップされて搬送される。搬送装置10は、用紙5に転写されるトナー像が転写領域13に到達するタイミングで、搬送経路12を介して転写領域13に用紙5を到達させる。 The conveying device 10 conveys paper 5, which is the print medium on which an image is formed, on a conveying path 12. The paper 5 is stored in a stack in a cassette 7, and is picked up and conveyed by a paper feed roller 11. The conveying device 10 causes the paper 5 to reach the transfer area 13 via the conveying path 12 at the timing when the toner image to be transferred to the paper 5 reaches the transfer area 13.

現像装置20C,20M,20Y,20Kは、色ごとに設けられている。各現像装置20は、トナーを感光体40に担持させる現像ローラ45を備えている。現像装置20では、現像剤として、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる。つまり、現像装置20では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ45に担持させる。そして、現像ローラ45の回転により現像剤が感光体40と対向する現像領域まで搬送されると、現像ローラ45に担持された現像剤に含まれるトナーが感光体40の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。 The developing devices 20C, 20M, 20Y, and 20K are provided for each color. Each developing device 20 is equipped with a developing roller 45 that carries toner on the photoconductor 40. The developing device 20 uses a two-component developer containing toner and carrier as the developer. In other words, in the developing device 20, the toner and carrier are adjusted to a desired mixture ratio, and then mixed and stirred to uniformly disperse the toner and prepare a developer with an optimal charge. This developer is carried by the developing roller 45. Then, when the developer is transported to the development area facing the photoconductor 40 by the rotation of the developing roller 45, the toner contained in the developer carried by the developing roller 45 moves to the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the photoconductor 40, and the electrostatic latent image is developed.

転写装置30は、現像装置20で形成されたトナー像を用紙5に二次転写する転写領域13に搬送する。転写装置30は、感光体40からトナー像が一次転写される中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31を張架する張架ローラ34と、アイドラローラ35,36と、中間転写ベルト31を駆動する駆動ローラ37と、感光体40C,40M,40Y,40Kと共に中間転写ベルト31をそれぞれ挟持する一次転写ローラ32C,32M,32Y,32Kと、駆動ローラ37と共に中間転写ベルト31を挟持する二次転写ローラ33とを備えている。 The transfer device 30 transports the toner image formed by the developing device 20 to the transfer area 13 where the toner image is secondarily transferred to the paper 5. The transfer device 30 includes an intermediate transfer belt 31 onto which the toner image is primarily transferred from the photoreceptor 40, a tension roller 34 that tensions the intermediate transfer belt 31, idler rollers 35 and 36, a drive roller 37 that drives the intermediate transfer belt 31, primary transfer rollers 32C, 32M, 32Y, and 32K that respectively hold the intermediate transfer belt 31 together with the photoreceptors 40C, 40M, 40Y, and 40K, and a secondary transfer roller 33 that holds the intermediate transfer belt 31 together with the drive roller 37.

感光体40C,40M,40Y,40Kは、静電潜像担持体、感光体ドラム等とも呼ばれる。感光体40C,40M,40Y,40Kは、色ごとに設けられている。各感光体40は、中間転写ベルト31の移動方向に沿って設けられている。感光体40の周上には、現像装置20と、帯電装置41と、露光ユニット42と、クリーニング装置43とが設けられている。 The photoconductors 40C, 40M, 40Y, and 40K are also called electrostatic latent image carriers, photoconductor drums, etc. The photoconductors 40C, 40M, 40Y, and 40K are provided for each color. Each photoconductor 40 is provided along the direction of movement of the intermediate transfer belt 31. A developing device 20, a charging device 41, an exposure unit 42, and a cleaning device 43 are provided around the photoconductor 40.

帯電装置41は、例えば感光体40に対して当接する帯電ローラであり、感光体40の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット42は、帯電装置41によって帯電した感光体40の表面を、用紙5に形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体40の表面のうち露光ユニット42により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。現像装置20C,20M,20Y,20Kは、それぞれの現像装置20に対向して設けられたトナータンク18C,18M,18Y,18Kから供給されたトナーによって感光体40に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンク18C,18M,18Y,18K内には、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが充填されている。クリーニング装置43は、感光体40上に形成されたトナー像が中間転写ベルト31に一次転写された後に感光体40上に残存するトナーを回収する。 The charging device 41 is, for example, a charging roller that contacts the photoreceptor 40, and uniformly charges the surface of the photoreceptor 40 to a predetermined potential. The exposure unit 42 exposes the surface of the photoreceptor 40 charged by the charging device 41 according to the image to be formed on the paper 5. This changes the potential of the portion of the surface of the photoreceptor 40 exposed by the exposure unit 42, and an electrostatic latent image is formed. The developing devices 20C, 20M, 20Y, and 20K develop the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 40 with toner supplied from the toner tanks 18C, 18M, 18Y, and 18K provided opposite the respective developing devices 20, and generate a toner image. The toner tanks 18C, 18M, 18Y, and 18K are filled with cyan, magenta, yellow, and black toner, respectively. The cleaning device 43 collects the toner remaining on the photoreceptor 40 after the toner image formed on the photoreceptor 40 is primarily transferred to the intermediate transfer belt 31.

定着装置50は、定着ニップ領域14に用紙5を通過させることで、中間転写ベルト31から用紙5に二次転写されたトナー像を用紙5に定着させる。定着装置50は、回転可能な回転体である定着ベルト51と、定着ベルト51の外周面に圧接された加圧ローラ52とを備えている。定着ベルト51及び加圧ローラ52は、ケーシング53内に収容されている。定着ベルト51と加圧ローラ52との間には定着ニップ領域14が形成される。定着ベルト51は、用紙5を加熱する加熱装置70を備えている。加熱装置70は、当該定着ニップ領域14を通過する用紙5を加熱する。用紙5を定着ニップ領域14で加熱しながら加圧することで、トナー像が用紙5に溶融定着される。 The fixing device 50 fixes the toner image, which has been secondarily transferred from the intermediate transfer belt 31 to the paper 5, to the paper 5 by passing the paper 5 through the fixing nip area 14. The fixing device 50 includes a fixing belt 51, which is a rotatable rotating body, and a pressure roller 52 that is pressed against the outer circumferential surface of the fixing belt 51. The fixing belt 51 and the pressure roller 52 are housed in a casing 53. A fixing nip area 14 is formed between the fixing belt 51 and the pressure roller 52. The fixing belt 51 includes a heating device 70 that heats the paper 5. The heating device 70 heats the paper 5 that passes through the fixing nip area 14. The toner image is melted and fixed to the paper 5 by applying pressure to the paper 5 while heating it in the fixing nip area 14.

排出装置60は、定着装置50によりトナー像が定着された用紙5を装置外部へ排出するための排出ローラ62,64を備えている。 The discharge device 60 is equipped with discharge rollers 62, 64 for discharging the paper 5 on which the toner image has been fixed by the fixing device 50 to the outside of the device.

画像形成装置1は、制御装置80を更に備える。制御装置80は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、画像形成装置1の全体の動作を制御する機能を有している。制御装置80の記憶部には、画像形成装置1で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムが格納されている。 The image forming device 1 further includes a control device 80. The control device 80 is a computer equipped with a processor, a memory unit, an input device, a display device, etc., and has the function of controlling the overall operation of the image forming device 1. The memory unit of the control device 80 stores a control program for controlling various processes executed by the image forming device 1 by the processor.

図2は例示的な定着装置50の斜視図であり、図3は定着装置50の断面図である。上記のように、定着装置50は、回転体である定着ベルト51と、定着ベルト51に圧接する加圧ローラ52と、定着ベルト51を加熱する加熱装置70とを備える。定着ベルト51は、樹脂等の弾性材料によって構成された略円筒形状のベルトである。定着ベルト51は、軸線16に沿って延在し、軸線16周りに回転可能にようにケーシング53に支持されている(図1参照)。 Figure 2 is a perspective view of an exemplary fixing device 50, and Figure 3 is a cross-sectional view of the fixing device 50. As described above, the fixing device 50 includes a fixing belt 51 which is a rotating body, a pressure roller 52 which is in pressure contact with the fixing belt 51, and a heating device 70 which heats the fixing belt 51. The fixing belt 51 is a belt having a substantially cylindrical shape made of an elastic material such as resin. The fixing belt 51 extends along an axis 16 and is supported by a casing 53 so as to be rotatable around the axis 16 (see Figure 1).

加圧ローラ52は、略円筒形状又は略円柱形状を有し、定着ベルト51に隣接して軸線16に平行に延在している。加圧ローラ52は、例えば芯金65、弾性層66及び離型層67を有している。芯金65は、軸線16に平行に延在し、その両端部はケーシング53に回転可能に支持されている。弾性層66は、弾性材料によって構成され、芯金65の外周面を覆っている。離型層67は、樹脂組成物によって構成され、弾性層66の外周面を覆っている。加圧ローラ52は、定着ベルト51に圧接して、定着ベルト51と加圧ローラ52との間に定着ニップ領域14を形成する。 The pressure roller 52 has a generally cylindrical or columnar shape and extends parallel to the axis 16 adjacent to the fixing belt 51. The pressure roller 52 has, for example, a core 65, an elastic layer 66, and a release layer 67. The core 65 extends parallel to the axis 16, and both ends thereof are rotatably supported by the casing 53. The elastic layer 66 is made of an elastic material and covers the outer peripheral surface of the core 65. The release layer 67 is made of a resin composition and covers the outer peripheral surface of the elastic layer 66. The pressure roller 52 is in pressure contact with the fixing belt 51 to form a fixing nip region 14 between the fixing belt 51 and the pressure roller 52.

加圧ローラ52は、駆動モータに接続されている。駆動モータの駆動力は、加圧ローラ52に伝達され、当該加圧ローラ52を回転させる。定着ベルト51に圧接された状態で加圧ローラ52が回転することにより、定着ベルト51は従動回転する。加圧ローラ52の回転速度は、制御装置80が駆動モータの動作を制御することにより、制御される。 The pressure roller 52 is connected to a drive motor. The driving force of the drive motor is transmitted to the pressure roller 52, causing the pressure roller 52 to rotate. The pressure roller 52 rotates while being pressed against the fixing belt 51, causing the fixing belt 51 to rotate. The rotation speed of the pressure roller 52 is controlled by the control device 80 controlling the operation of the drive motor.

図4は、図3のIV-IV線に沿った定着装置50の断面図である。図3及び図4に示すように、定着ベルト51の内部には定着ベルト51を加熱する加熱装置70が設けられている。加熱装置70は、基板71、発熱体72、ヒータホルダ73、支持部材74及び複数の感熱スイッチ75を備えている。 Figure 4 is a cross-sectional view of the fixing device 50 taken along line IV-IV in Figure 3. As shown in Figures 3 and 4, a heating device 70 for heating the fixing belt 51 is provided inside the fixing belt 51. The heating device 70 includes a substrate 71, a heating element 72, a heater holder 73, a support member 74, and a plurality of heat-sensitive switches 75.

図5は、加熱装置70の斜視図である。なお説明の便宜上、図5ではヒータホルダ73及び支持部材74を省略して加熱装置70を図示している。基板71は、例えば、高い熱伝導性を有するアルミナ等のセラミック基板であり、発熱体72において発生した熱を定着ベルト51に伝達する。図4及び図5に示すように、基板71は、軸線16に平行な方向に延在する略矩形状を有している。以下の説明では、軸線16に平行な方向を「長手方向」といい、基板71の表面に沿う長手方向に垂直な方向を「幅方向」ということがある。 Figure 5 is a perspective view of the heating device 70. For ease of explanation, the heater holder 73 and the support member 74 are omitted in Figure 5 to illustrate the heating device 70. The substrate 71 is, for example, a ceramic substrate such as alumina having high thermal conductivity, and transmits heat generated in the heating element 72 to the fixing belt 51. As shown in Figures 4 and 5, the substrate 71 has a substantially rectangular shape extending in a direction parallel to the axis 16. In the following explanation, the direction parallel to the axis 16 is sometimes referred to as the "longitudinal direction", and the direction perpendicular to the longitudinal direction along the surface of the substrate 71 is sometimes referred to as the "width direction".

発熱体72は、電力供給によって発熱する抵抗発熱体である。発熱体72は、例えば、銀及びパラジウムを含む合金、又はSiC等のセラミックによって構成されている。発熱体72は、基板71上に設けられ、長手方向に延在している。図5に示すように、幅方向における発熱体72の幅は、幅方向における基板71の幅よりも小さい。 The heating element 72 is a resistive heating element that generates heat when power is supplied. The heating element 72 is made of, for example, an alloy containing silver and palladium, or a ceramic such as SiC. The heating element 72 is provided on the substrate 71 and extends in the longitudinal direction. As shown in FIG. 5, the width of the heating element 72 in the width direction is smaller than the width of the substrate 71 in the width direction.

図4に示すように、発熱体72は、第1端部81と、当該第1端部の反対側の第2端部82と、長手方向において第1端部81と第2端部82との間に配置された中央部83とを含む。第1端部81の長手方向の端部には、第1電極76が接続されている。第2端部82の長手方向の端部には、第2電極77が接続されている。第1電極76及び第2電極77は、例えば金属等の導体によって構成され、発熱体72の一対の電極を構成する。すなわち、発熱体72は、第1電極76と第2電極77との間で長手方向に延在する。発熱体72の上面は、後述する複数の接点200(感熱スイッチ75の接点部92に対向する領域)を除き絶縁膜で被覆されていてもよい。 4, the heating element 72 includes a first end 81, a second end 82 opposite to the first end, and a central portion 83 disposed between the first end 81 and the second end 82 in the longitudinal direction. A first electrode 76 is connected to the longitudinal end of the first end 81. A second electrode 77 is connected to the longitudinal end of the second end 82. The first electrode 76 and the second electrode 77 are made of a conductor such as a metal, and constitute a pair of electrodes of the heating element 72. That is, the heating element 72 extends in the longitudinal direction between the first electrode 76 and the second electrode 77. The upper surface of the heating element 72 may be covered with an insulating film, except for a plurality of contacts 200 (areas facing the contact portions 92 of the thermal switch 75) described later.

第1電極76は、第1導線路78を通じて電源68に接続されている。第2電極77は、第2導線路79を通じて電気的に接地されている。第1導線路78と第2導線路79とは、電気的に非接続である。したがって、電源68から第1電極76に電圧が印加されると、発熱体72の全長に亘って電流が流れ、第1電極76と第2電極77との間で発熱体72が発熱する。発熱体72で発生した熱は、基板71、定着ベルト51を介して定着ニップ領域14に配置された用紙5に伝達され、用紙5のトナー像が定着される。 The first electrode 76 is connected to the power source 68 through the first conductor path 78. The second electrode 77 is electrically grounded through the second conductor path 79. The first conductor path 78 and the second conductor path 79 are electrically unconnected. Therefore, when a voltage is applied from the power source 68 to the first electrode 76, a current flows through the entire length of the heating element 72, and the heating element 72 generates heat between the first electrode 76 and the second electrode 77. The heat generated by the heating element 72 is transferred to the paper 5 placed in the fixing nip area 14 via the substrate 71 and the fixing belt 51, and the toner image on the paper 5 is fixed.

ヒータホルダ73は、発熱体72上に設けられている。ヒータホルダ73は、例えば高い耐熱性及び電気的絶縁性を有する樹脂によって構成され、複数の感熱スイッチ75を挟持して保持する。 The heater holder 73 is provided on the heating element 72. The heater holder 73 is made of, for example, a resin having high heat resistance and electrical insulation properties, and holds a plurality of thermal switches 75 by clamping them.

支持部材74は、定着ベルト51の内部で長手方向に延在し、ヒータホルダ73を支持している。支持部材74は、例えば断面U字状の金属部材であり、その両端はケーシング53に固定されている。基板71は、ヒータホルダ73を介して支持部材74に支持されることで、定着ベルト51の内部で固定される。したがって、トナー像を用紙5に定着させるときに、定着ベルト51は基板71に対して摺動しながら回転する。 The support member 74 extends in the longitudinal direction inside the fixing belt 51 and supports the heater holder 73. The support member 74 is, for example, a metal member with a U-shaped cross section, and both ends of the support member 74 are fixed to the casing 53. The substrate 71 is supported by the support member 74 via the heater holder 73, and is fixed inside the fixing belt 51. Therefore, when the toner image is fixed to the paper 5, the fixing belt 51 rotates while sliding against the substrate 71.

図4及び図5に示すように、複数の感熱スイッチ75は、第1電極76及び第2電極77の間で長手方向に互いに離間して配列されている。複数の感熱スイッチ75は、発熱体72に電流が流れる範囲を制御する機能を有する。複数の感熱スイッチ75は、発熱体72の第1端部81に対向して配置された複数の第1感熱スイッチ84と、発熱体72の第2端部82に対向して配置された複数の第2感熱スイッチ85とを含んでいる。 As shown in Figs. 4 and 5, the multiple heat-sensitive switches 75 are arranged spaced apart from each other in the longitudinal direction between the first electrode 76 and the second electrode 77. The multiple heat-sensitive switches 75 have the function of controlling the range in which current flows through the heating element 72. The multiple heat-sensitive switches 75 include multiple first heat-sensitive switches 84 arranged opposite the first end 81 of the heating element 72, and multiple second heat-sensitive switches 85 arranged opposite the second end 82 of the heating element 72.

複数の第1感熱スイッチ84は、感熱スイッチ101,102,103,104,105,106を含んでいる。感熱スイッチ101~106は、発熱体72の中央部83から第1電極76側に向かってこの順に互いに間隔を空けて配列されている。複数の第2感熱スイッチ85は、感熱スイッチ111,112,113,114,115,116を含んでいる。感熱スイッチ111~116は、発熱体72の中央部83から第2電極77側に向かってこの順に互いに間隔を空けて配列されている。複数の第1感熱スイッチ84及び複数の第2感熱スイッチ85は、予め定められた用紙サイズに応じた位置に配置されている。 The first heat-sensitive switches 84 include heat-sensitive switches 101, 102, 103, 104, 105, and 106. The heat-sensitive switches 101 to 106 are arranged in this order from the center 83 of the heating element 72 toward the first electrode 76, with a gap between them. The second heat-sensitive switches 85 include heat-sensitive switches 111, 112, 113, 114, 115, and 116. The heat-sensitive switches 111 to 116 are arranged in this order from the center 83 of the heating element 72 toward the second electrode 77, with a gap between them. The first heat-sensitive switches 84 and the second heat-sensitive switches 85 are arranged at positions according to a predetermined paper size.

例えば、長手方向における感熱スイッチ101と感熱スイッチ111との間の距離W1は、画像形成装置1で印刷可能な複数のサイズの用紙5のうち、最小サイズである第1サイズの用紙5の幅に対応している。長手方向における感熱スイッチ102と感熱スイッチ112との間の距離W2は、第1サイズよりも大きな第2サイズの用紙5の幅に対応している。同様に、感熱スイッチ103と感熱スイッチ113との間の距離W3、感熱スイッチ104と感熱スイッチ114との間の距離W4、感熱スイッチ105と感熱スイッチ115との間の距離W5、及び、感熱スイッチ106と感熱スイッチ116との間の距離W6は、第2サイズよりも大きな第3サイズ、第3サイズよりも大きな第4サイズ、第4サイズよりも大きな第5サイズ、及び、第5サイズよりも大きな第6サイズの用紙の幅にそれぞれ対応している。例えば、第1サイズ、第2サイズ、第3サイズ、第4サイズ、第5サイズ及び第6サイズは、A6Sサイズ、A5Sサイズ、B5Sサイズ、A4Sサイズ、B4Sサイズ及びA4Lサイズにそれぞれ対応する。 For example, the distance W1 between the thermal switch 101 and the thermal switch 111 in the longitudinal direction corresponds to the width of the first size paper 5, which is the smallest size of the multiple sizes of paper 5 that can be printed by the image forming device 1. The distance W2 between the thermal switch 102 and the thermal switch 112 in the longitudinal direction corresponds to the width of the second size paper 5, which is larger than the first size. Similarly, the distance W3 between the thermal switch 103 and the thermal switch 113, the distance W4 between the thermal switch 104 and the thermal switch 114, the distance W5 between the thermal switch 105 and the thermal switch 115, and the distance W6 between the thermal switch 106 and the thermal switch 116 correspond to the widths of the third size larger than the second size, the fourth size larger than the third size, the fifth size larger than the fourth size, and the sixth size larger than the fifth size, respectively. For example, the first size, second size, third size, fourth size, fifth size, and sixth size correspond to A6S size, A5S size, B5S size, A4S size, B4S size, and A4L size, respectively.

複数の第1感熱スイッチ84は、第1導線路78を通じて発熱体72の第1電極76及び電源68に電気的に接続されている。第2感熱スイッチ85は、第2導線路79を通じて電気的に接地されている。言い換えれば、第1導線路78は、第1電極76及び複数の第1感熱スイッチ84に接続され、第2導線路79は、第2電極77及び複数の第2感熱スイッチ85に接続されている。 The plurality of first thermal switches 84 are electrically connected to the first electrode 76 of the heating element 72 and the power source 68 through the first conductor path 78. The second thermal switch 85 is electrically grounded through the second conductor path 79. In other words, the first conductor path 78 is connected to the first electrode 76 and the plurality of first thermal switches 84, and the second conductor path 79 is connected to the second electrode 77 and the plurality of second thermal switches 85.

各感熱スイッチ75の構成について説明する。図6(a)は第1温度であるときの感熱スイッチ75の上面図であり、図6(b)は感熱スイッチ75の側面図であり、図6(c)は長手方向から見た感熱スイッチ75の正面図である。第1温度は、例えば常温(20℃)である。図6(a)~図6(c)に示すように、複数の感熱スイッチ75の各々は、温度に応じて可逆的に変形可能な変形可能導体86と、当該変形可能導体86を支持する支持体87とを含んでいる。 The configuration of each heat-sensitive switch 75 will be described. Fig. 6(a) is a top view of the heat-sensitive switch 75 when it is at a first temperature, Fig. 6(b) is a side view of the heat-sensitive switch 75, and Fig. 6(c) is a front view of the heat-sensitive switch 75 as viewed from the longitudinal direction. The first temperature is, for example, room temperature (20°C). As shown in Figs. 6(a) to 6(c), each of the multiple heat-sensitive switches 75 includes a deformable conductor 86 that can be reversibly deformed in response to temperature, and a support 87 that supports the deformable conductor 86.

図6(c)に示すように、支持体87は、基板71に接触する一対の脚部93と、当該一対の脚部に支持されたブリッジ94とを含む。一対の脚部93は、基板71の幅方向において発熱体72を隔てて基板71に立設されている。図3に示すように、一対の脚部93の少なくとも一部は、基板71とヒータホルダ73との間で挟持されていてもよい。ブリッジ94は、発熱体72に接触しないように発熱体72の上方で一対の脚部93の間に架け渡されている。支持体87は、基板71の熱を変形可能導体86に伝達する。したがって、支持体87は熱伝導率の高い金属等によって構成される。 As shown in FIG. 6(c), the support 87 includes a pair of legs 93 in contact with the substrate 71 and a bridge 94 supported by the pair of legs. The pair of legs 93 are erected on the substrate 71 across the heating element 72 in the width direction of the substrate 71. As shown in FIG. 3, at least a portion of the pair of legs 93 may be sandwiched between the substrate 71 and the heater holder 73. The bridge 94 is bridged between the pair of legs 93 above the heating element 72 so as not to come into contact with the heating element 72. The support 87 transfers heat from the substrate 71 to the deformable conductor 86. Therefore, the support 87 is made of a metal or the like having high thermal conductivity.

変形可能導体86は、バイメタルプレート91及び接点部92を含んでいる。バイメタルプレート91は、支持体87のブリッジ94から長手方向に延在している。すなわち、バイメタルプレート91の一端は支持体87のブリッジ94に結合され、バイメタルプレート91の他端は自由端である。接点部92は、バイメタルプレート91の自由端に設けられている。 The deformable conductor 86 includes a bimetal plate 91 and a contact portion 92. The bimetal plate 91 extends longitudinally from a bridge 94 of the support 87. That is, one end of the bimetal plate 91 is connected to the bridge 94 of the support 87, and the other end of the bimetal plate 91 is a free end. The contact portion 92 is provided at the free end of the bimetal plate 91.

図6(b)に示すように、バイメタルプレート91は、相対的に熱膨張率の高い第1プレート121と、相対的に熱膨張率の低い第2プレート122とが貼り合わされて形成されている。熱膨張率の異なる第1プレート121及び第2プレート122が貼り合わされることで、バイメタルプレート91は、温度上昇に応じて湾曲する。バイメタルプレート91の温度が第1温度である場合には、図6(b)及び図6(c)に示すように、変形可能導体86の接点部92は、発熱体72に対して離間して配置される。 As shown in FIG. 6(b), the bimetal plate 91 is formed by bonding together a first plate 121 having a relatively high coefficient of thermal expansion and a second plate 122 having a relatively low coefficient of thermal expansion. By bonding together the first plate 121 and the second plate 122 having different coefficients of thermal expansion, the bimetal plate 91 bends in response to an increase in temperature. When the temperature of the bimetal plate 91 is at the first temperature, as shown in FIG. 6(b) and FIG. 6(c), the contact portion 92 of the deformable conductor 86 is positioned away from the heating element 72.

基板71の熱が支持体87を通してバイメタルプレート91に伝達され、バイメタルプレート91の温度が第2温度になると、図7(a)及び図7(b)に示すように、第1プレート121及び第2プレート122の熱膨張率の差異により、バイメタルプレート91が発熱体72に向けて湾曲する。第2温度は、第1温度よりも高く、閾値温度未満の温度である。閾値温度は、設計者によって決定される温度であり、例えば220℃である。図7(a)及び図7(b)に示すように、第2の温度では、変形可能導体86の接点部92は、発熱体72に対して離間して配置される。 When the heat of the substrate 71 is transferred to the bimetal plate 91 through the support 87 and the temperature of the bimetal plate 91 reaches the second temperature, as shown in FIG. 7(a) and FIG. 7(b), the bimetal plate 91 bends toward the heating element 72 due to the difference in the thermal expansion coefficients of the first plate 121 and the second plate 122. The second temperature is higher than the first temperature and is lower than the threshold temperature. The threshold temperature is a temperature determined by the designer, and is, for example, 220°C. As shown in FIG. 7(a) and FIG. 7(b), at the second temperature, the contact portion 92 of the deformable conductor 86 is spaced apart from the heating element 72.

一方、バイメタルプレート91の温度が第3温度になると、図8(a)及び図8(b)に示すように、バイメタルプレート91が発熱体72に向けて更に湾曲して、変形可能導体86の接点部92が発熱体72に接触する。第3温度は、閾値温度以上の温度である。変形可能導体86が発熱体72に接触することで、感熱スイッチ75と発熱体72とが電気的に接続される。 On the other hand, when the temperature of the bimetal plate 91 reaches the third temperature, as shown in FIG. 8(a) and FIG. 8(b), the bimetal plate 91 bends further toward the heating element 72, and the contact portion 92 of the deformable conductor 86 comes into contact with the heating element 72. The third temperature is a temperature equal to or higher than the threshold temperature. When the deformable conductor 86 comes into contact with the heating element 72, the thermal switch 75 and the heating element 72 are electrically connected.

上記のように、変形可能導体86は、その温度が閾値温度未満であるときに発熱体72に対して離間し、その温度が閾値温度に達したときに発熱体72に接触するように変形する。すなわち、発熱体72は、複数の感熱スイッチ75の変形可能導体86がそれぞれ接触する複数の接点200を有する。図4に示すように、発熱体72の複数の接点200は、複数の感熱スイッチ75の位置に対応して長手方向に配列されている。より具体的には、感熱スイッチ101~106の変形可能導体86は、発熱体72の複数の接点200のうち、接点201,202,203,204,205,206にそれぞれ接触可能である。感熱スイッチ111~116の変形可能導体86は、発熱体72の複数の接点200のうち、接点211,212,213,214,215,216にそれぞれ接触可能である。 As described above, the deformable conductor 86 deforms to move away from the heating element 72 when its temperature is below the threshold temperature, and to contact the heating element 72 when its temperature reaches the threshold temperature. That is, the heating element 72 has a plurality of contacts 200 with which the deformable conductors 86 of the plurality of heat-sensitive switches 75 contact each other. As shown in FIG. 4, the plurality of contacts 200 of the heating element 72 are arranged in the longitudinal direction corresponding to the positions of the plurality of heat-sensitive switches 75. More specifically, the deformable conductors 86 of the heat-sensitive switches 101 to 106 can contact the contacts 201, 202, 203, 204, 205, and 206 of the plurality of contacts 200 of the heating element 72. The deformable conductors 86 of the heat-sensitive switches 111 to 116 can contact the contacts 211, 212, 213, 214, 215, and 216 of the plurality of contacts 200 of the heating element 72.

複数の第1感熱スイッチ84の各々は、複数の接点201~206のうち対応する接点と接触したときに、当該接点を第1電極76と電気的に接続する。すなわち、複数の第1感熱スイッチ84の1つが、複数の接点201~206のうち対応する接点に接触すると、当該接点が第1導線路78に短絡される。複数の第2感熱スイッチ85の各々は、複数の接点211~216のうち対応する接点と接触したときに、当該接点を第2電極77と電気的に接続する。すなわち、複数の第2感熱スイッチ85の1つが、複数の接点211~216のうち対応する接点に接触すると、当該接点が第2導線路79に短絡される。 When each of the first heat-sensitive switches 84 comes into contact with a corresponding one of the contacts 201-206, the contact is electrically connected to the first electrode 76. That is, when one of the first heat-sensitive switches 84 comes into contact with a corresponding one of the contacts 201-206, the contact is shorted to the first conductor path 78. When each of the second heat-sensitive switches 85 comes into contact with a corresponding one of the contacts 211-216, the contact is electrically connected to the second electrode 77. That is, when one of the second heat-sensitive switches 85 comes into contact with a corresponding one of the contacts 211-216, the contact is shorted to the second conductor path 79.

図4及び図9を参照して、定着装置50の定着ニップ領域14に用紙5が通過するときの加熱装置70の動作について説明する。定着ニップ領域14に用紙5が通過する場合には、電源68から発熱体72に電力が供給される。このとき、定着ニップ領域14を通過する用紙5のサイズが、画像形成装置1で印刷可能な複数のサイズの用紙5のうち最大サイズである場合には、図4に示すように、複数の感熱スイッチ75の変形可能導体86は発熱体72に離間する。その結果、第1電極76と第2電極77との間で発熱体72に電流が流れ、発熱体72が長手方向の全域で発熱する。 The operation of the heating device 70 when the paper 5 passes through the fixing nip area 14 of the fixing device 50 will be described with reference to Figures 4 and 9. When the paper 5 passes through the fixing nip area 14, power is supplied from the power source 68 to the heating element 72. At this time, if the size of the paper 5 passing through the fixing nip area 14 is the largest size among the multiple sizes of paper 5 that can be printed by the image forming device 1, the deformable conductors 86 of the multiple heat-sensitive switches 75 are separated from the heating element 72 as shown in Figure 4. As a result, a current flows through the heating element 72 between the first electrode 76 and the second electrode 77, and the heating element 72 generates heat over the entire longitudinal area.

一方、定着ニップ領域14を通過する用紙5の幅が、発熱体72の全長よりも小さい場合には、発熱体72から基板71に伝達された熱が用紙5に奪われないため、用紙5に接触しない非通紙部において定着ベルト51の温度が上昇する。例えば、定着ニップ領域14を通過する用紙のサイズが距離W3に対応する第3サイズである場合には、発熱体72の接点203と接点213との間の領域の外側で基板71の温度が過剰に高くなる。基板71の温度が過剰に高くなると、発熱体72やヒータホルダ73等の部品に損傷が生じる恐れがある。 On the other hand, if the width of the paper 5 passing through the fixing nip area 14 is smaller than the overall length of the heating element 72, the heat transferred from the heating element 72 to the substrate 71 is not taken away by the paper 5, and the temperature of the fixing belt 51 rises in the non-paper passing portion that does not contact the paper 5. For example, if the size of the paper passing through the fixing nip area 14 is the third size corresponding to the distance W3, the temperature of the substrate 71 becomes excessively high outside the area between the contact points 203 and 213 of the heating element 72. If the temperature of the substrate 71 becomes excessively high, there is a risk of damage to components such as the heating element 72 and the heater holder 73.

これに対して、加熱装置70では、非通紙部に相当する接点203と接点213との間の領域の外側で基板71の温度が上昇し、例えば複数の第1感熱スイッチ84のうち感熱スイッチ104,105、及び、第2感熱スイッチ85のうち感熱スイッチ114,115の温度が閾値温度に達した場合には、図9に示すように、感熱スイッチ104,105,114,115の変形可能導体86が変形して発熱体72の接点204,205,214,215にそれぞれ接触する。 In contrast, in the heating device 70, the temperature of the substrate 71 rises outside the area between the contacts 203 and 213, which correspond to the non-paper passing portion. For example, when the temperatures of the heat sensitive switches 104 and 105 of the first heat sensitive switches 84 and the heat sensitive switches 114 and 115 of the second heat sensitive switches 85 reach a threshold temperature, the deformable conductors 86 of the heat sensitive switches 104, 105, 114 and 115 deform and come into contact with the contacts 204, 205, 214 and 215 of the heating element 72, respectively, as shown in FIG. 9.

図10は、複数の感熱スイッチ75と発熱体72との電気的な接続関係を模式的に示している。図10に示すように、感熱スイッチ104,105が発熱体72の接点204,205に接触した場合には、発熱体72の接点204,205が感熱スイッチ104,105を介して第1導線路78に電気的に接続され、電気的短絡が発生する。同様に、感熱スイッチ114,115が発熱体72の接点214,215に接触した場合には、発熱体72の接点214,215が感熱スイッチ114,115を介して第2導線路79に電気的に接続され、電気的短絡が発生する。 Figure 10 shows a schematic diagram of the electrical connection between the multiple heat-sensitive switches 75 and the heating element 72. As shown in Figure 10, when the heat-sensitive switches 104, 105 come into contact with the contacts 204, 205 of the heating element 72, the contacts 204, 205 of the heating element 72 are electrically connected to the first conductor path 78 via the heat-sensitive switches 104, 105, causing an electrical short circuit. Similarly, when the heat-sensitive switches 114, 115 come into contact with the contacts 214, 215 of the heating element 72, the contacts 214, 215 of the heating element 72 are electrically connected to the second conductor path 79 via the heat-sensitive switches 114, 115, causing an electrical short circuit.

電流は電気抵抗の小さな経路を選択的に流れるため、発熱体72に電気的短絡が発生すると、図10に矢印で示すように、電源68からの電流は、第1導線路78から感熱スイッチ104を通って発熱体72の接点204に導入され、接点204と接点214との間の領域130で発熱体72を通過する。発熱体72を通過した電流は、接点214から感熱スイッチ114を通って第2導線路79に出力される。すなわち、電源68から供給された電流は、第1電極76と接点204との間の領域131、及び、接点214と第2電極77との間の領域132を迂回して、接点204と接点214との間の領域130のみを流れる。したがって、非通紙部に相当する領域131及び領域132の加熱が停止され、通紙部に相当する領域130を選択的に加熱することができる。よって、定着ベルト51の非通紙部が過剰に加熱されることが防止される。 Because current selectively flows through paths with small electrical resistance, when an electrical short occurs in the heating element 72, as shown by the arrows in FIG. 10, the current from the power source 68 is introduced from the first conductor path 78 through the heat-sensitive switch 104 to the contact 204 of the heating element 72, and passes through the heating element 72 in the region 130 between the contact 204 and the contact 214. The current that passed through the heating element 72 is output from the contact 214 through the heat-sensitive switch 114 to the second conductor path 79. That is, the current supplied from the power source 68 bypasses the region 131 between the first electrode 76 and the contact 204, and the region 132 between the contact 214 and the second electrode 77, and flows only through the region 130 between the contact 204 and the contact 214. Therefore, heating of the region 131 and the region 132 corresponding to the non-paper passing portion is stopped, and the region 130 corresponding to the paper passing portion can be selectively heated. This prevents the non-paper passing areas of the fixing belt 51 from being overheated.

第3サイズの用紙5が定着ニップ領域14を通過した後に、第3サイズよりも大きな用紙5が定着ニップ領域14を通過して、感熱スイッチ104,105,114,115の温度が閾値温度未満になった場合には、感熱スイッチ104,105,114,115の変形可能導体86は、発熱体72の発熱体72の接点204,205,214,215から離れた位置に復帰する。その結果、発熱体72の加熱範囲が広げられる。すなわち、複数の感熱スイッチ75の変形可能導体86は、温度に応じて可逆的に変形する。 After the third size paper 5 has passed through the fixing nip area 14, if a paper 5 larger than the third size passes through the fixing nip area 14 and the temperature of the thermal switches 104, 105, 114, 115 falls below the threshold temperature, the deformable conductors 86 of the thermal switches 104, 105, 114, 115 return to positions away from the contacts 204, 205, 214, 215 of the heating element 72. As a result, the heating range of the heating element 72 is expanded. In other words, the deformable conductors 86 of the multiple thermal switches 75 reversibly deform according to the temperature.

以上説明したように、加熱装置70では、定着ニップ領域14にサイズの小さな用紙を通過させたときに、基板71の各位置の温度に対応して複数の感熱スイッチ75の一部が発熱体72と電気的に結合し、発熱体72の非通紙部に相当する領域を迂回して通紙部に相当する領域に選択的に電流が流れるように電流の経路を自動的に制御する。これにより、発熱体72の発熱範囲が通紙部に相当する領域に制限されるので、定着ベルト51の非通紙部の温度が過剰に高くなることが抑制される。 As described above, in the heating device 70, when small-sized paper is passed through the fixing nip area 14, some of the multiple thermal switches 75 are electrically coupled to the heating element 72 in response to the temperature at each position on the substrate 71, and the current path is automatically controlled so that the current selectively flows to the area corresponding to the paper-passing portion, bypassing the area of the heating element 72 corresponding to the non-paper-passing portion. This limits the heat generation range of the heating element 72 to the area corresponding to the paper-passing portion, preventing the temperature of the non-paper-passing portion of the fixing belt 51 from becoming excessively high.

本明細書に記載の全ての側面、利点及び特徴が、必ずしも、いずれかひとつの特定の例及び実施形態により達成される又は含まれるわけではないことは理解されたい。実際、本明細書において様々な例を記載し示したが、他の例もその配置及び詳細について修正することができることは明らかであるべきだ。ここに請求される保護主題の精神及び範囲に包含される全ての修正及び変形を請求する。 It is to be understood that not all aspects, advantages, and features described herein are necessarily achieved or included in any one particular example and embodiment. Indeed, while various examples have been described and illustrated herein, it should be apparent that other examples can be modified in arrangement and detail. We claim all modifications and variations that fall within the spirit and scope of the subject matter claimed herein.

例えば、図4では、加熱装置70が、発熱体72の第1端部81上に配置された複数の第1感熱スイッチ84と、発熱体72の第2端部82上に配置された複数の第2感熱スイッチ85とを備えているが、加熱装置70は1つの第1感熱スイッチ84と、1つの第2感熱スイッチ85を備えていればよい。 For example, in FIG. 4, the heating device 70 includes a plurality of first heat-sensitive switches 84 arranged on the first end 81 of the heating element 72 and a plurality of second heat-sensitive switches 85 arranged on the second end 82 of the heating element 72, but the heating device 70 may include only one first heat-sensitive switch 84 and one second heat-sensitive switch 85.

また、加熱装置70は、第1感熱スイッチ84及び第2感熱スイッチ85の一方を備えていればよい。定着ニップ領域14に小さなサイズの用紙5を通過させる手法としては、定着ベルト51の長手方向の中心に用紙5の中心を揃える手法と、定着ベルト51の長手方向の一方の端部に用紙5の端を揃える手法とが存在する。定着ベルト51の一方の端部に用紙5の端を揃える場合には、定着ベルト51の他方の端部にのみ非通紙部が形成される。この場合には、長手方向の他方の端部側のみに感熱スイッチを設置した場合であっても、非通紙部が過剰に加熱されることを抑制することができる。 The heating device 70 may be provided with either the first heat-sensitive switch 84 or the second heat-sensitive switch 85. There are two methods for passing small-sized paper 5 through the fixing nip area 14: aligning the center of the paper 5 with the center of the fixing belt 51 in the longitudinal direction, and aligning an edge of the paper 5 with one end of the fixing belt 51 in the longitudinal direction. When aligning an edge of the paper 5 with one end of the fixing belt 51, a non-paper passing portion is formed only at the other end of the fixing belt 51. In this case, even if a heat-sensitive switch is installed only on the other end side in the longitudinal direction, it is possible to prevent the non-paper passing portion from being excessively heated.

また、加熱装置70は、1つの感熱スイッチ75を備えていればよい。例えば図11に示すように、加熱装置70は感熱スイッチ75を1つのみ備えていてもよい。定着ベルト51の一方の端部に用紙5の端を揃える場合には、感熱スイッチ75が1つのみ設けられた場合であっても、2つの異なる用紙5のサイズに応じて発熱体72が発熱する範囲を制御することができる。 The heating device 70 may be provided with only one heat-sensitive switch 75. For example, as shown in FIG. 11, the heating device 70 may be provided with only one heat-sensitive switch 75. When the edge of the paper 5 is aligned with one end of the fixing belt 51, even if only one heat-sensitive switch 75 is provided, the range in which the heating element 72 generates heat can be controlled according to two different sizes of paper 5.

また、図12は感熱スイッチ75の変形例を示す側面図である。図12に示すように、変形可能導体86の接点部92の表面は、炭化ケイ素(SiC)又は窒化チタン(TiN)を含む導電性の保護層135で覆われている。炭化ケイ素及び窒化チタンは、高い耐摩耗性を有しているので、変形可能導体86の接点部92が繰り返し発熱体72の接点200に接触した場合に接点部92の摩耗を抑制することができる。 Figure 12 is a side view showing a modified example of the thermal switch 75. As shown in Figure 12, the surface of the contact portion 92 of the deformable conductor 86 is covered with a conductive protective layer 135 containing silicon carbide (SiC) or titanium nitride (TiN). Silicon carbide and titanium nitride have high abrasion resistance, so that abrasion of the contact portion 92 can be suppressed when the contact portion 92 of the deformable conductor 86 repeatedly comes into contact with the contact 200 of the heating element 72.

変形可能導体86は、その温度が閾値温度未満であるときに発熱体72から離間し、その温度が閾値温度に達したときに発熱体72に接触するように変形可能であれば、必ずしもバイメタルプレート91を有していなくてもよい。例えば、変形可能導体86は、バイメタルプレート91に代えて感熱型の形状記憶合金、又は、導電性を有する形状記憶ポリマーを有していてもよい。 The deformable conductor 86 does not necessarily have to have the bimetal plate 91, so long as it is deformable so as to move away from the heating element 72 when its temperature is below the threshold temperature and to contact the heating element 72 when its temperature reaches the threshold temperature. For example, the deformable conductor 86 may have a heat-sensitive shape memory alloy or a conductive shape memory polymer instead of the bimetal plate 91.

図8(a)及び図8(b)では、変形可能導体86の接点部92が発熱体72に点接触しているが、接点部92は幅方向に延在する線状又は面状を有し、対応する位置において発熱体72の幅方向の全域と線接触又は面接触してもよい。なお、上述した種々の実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることが可能である。 8(a) and 8(b), the contact portion 92 of the deformable conductor 86 is in point contact with the heating element 72, but the contact portion 92 may have a line or surface extending in the width direction and may be in line or surface contact with the entire width of the heating element 72 at the corresponding position. The various embodiments described above can be combined to the extent that no contradictions exist.

Claims (15)

基板と、
前記基板上に設けられ、一対の電極間で長手方向に延びる発熱体と、
前記長手方向において前記一対の電極の間に位置する感熱スイッチと、
を備え、
前記感熱スイッチは、温度が閾値温度未満であるときに前記発熱体から離間し、前記温度が前記閾値温度に達したときに前記発熱体に接触するように変形する変形可能導体を含む、加熱装置。
A substrate;
a heating element provided on the substrate and extending in a longitudinal direction between a pair of electrodes;
a thermal switch located between the pair of electrodes in the longitudinal direction;
Equipped with
A heating device, wherein the thermal switch includes a deformable conductor that deforms away from the heating element when the temperature is below a threshold temperature and into contact with the heating element when the temperature reaches the threshold temperature.
前記感熱スイッチは、予め定められた用紙サイズに応じた位置に前記長手方向に互いに離間して配置された複数の感熱スイッチのうちの1つである、請求項1に記載の加熱装置。 The heating device according to claim 1, wherein the heat-sensitive switch is one of a plurality of heat-sensitive switches arranged at intervals in the longitudinal direction at positions according to a predetermined paper size. 前記一対の電極は、前記発熱体の第1端部に接続された第1電極と、前記発熱体の第2端部に接続された第2電極とを含み、
前記複数の感熱スイッチは、前記発熱体の前記第1端部に対向して配置された第1感熱スイッチと、前記発熱体の前記第2端部に対向して配置された第2感熱スイッチと、を含む、請求項2に記載の加熱装置。
the pair of electrodes includes a first electrode connected to a first end of the heating element and a second electrode connected to a second end of the heating element;
3. The heating device of claim 2, wherein the plurality of thermal switches includes a first thermal switch arranged opposite the first end of the heating element, and a second thermal switch arranged opposite the second end of the heating element.
前記第1感熱スイッチは、前記第1電極に電気的に接続され、
前記第2感熱スイッチは、前記第2電極に電気的に接続されている、請求項3に記載の加熱装置。
the first thermal switch is electrically connected to the first electrode;
The heating device of claim 3 , wherein the second thermal switch is electrically connected to the second electrode.
前記第1電極は、前記発熱体に電力を供給する電源に電気的に接続され、
前記第2電極は、電気的に接地されている、請求項4に記載の加熱装置。
The first electrode is electrically connected to a power source that supplies power to the heating element;
The heating device of claim 4 , wherein the second electrode is electrically grounded.
前記第1感熱スイッチ及び前記第2感熱スイッチは、前記発熱体の第1接点及び第2接点にそれぞれ接触可能であり、
前記第1感熱スイッチは、前記発熱体の前記第1接点と接触したときに、前記第1接点を前記第1電極と電気的に接続し、
前記第2感熱スイッチは、前記発熱体の前記第2接点と接触したときに、前記第2接点を前記第2電極と電気的に接続する、請求項3に記載の加熱装置。
the first thermal switch and the second thermal switch are capable of contacting a first contact and a second contact of the heating element, respectively;
the first thermal switch electrically connects the first contact to the first electrode when the first thermal switch comes into contact with the first contact of the heating element;
The heating device according to claim 3 , wherein the second thermal switch electrically connects the second contact to the second electrode when the second thermal switch comes into contact with the second contact of the heating element.
前記感熱スイッチは、
前記変形可能導体を支持する支持体であり、前記基板に接触する脚部と、前記発熱体から離間したブリッジとを含む、該支持体と、
前記ブリッジから延在し、前記支持体を介して伝達される温度上昇に応じて前記発熱体に向けて湾曲するバイメタルプレートと、
を有する、請求項1に記載の加熱装置。
The thermal switch is
a support for supporting the deformable conductor, the support including legs contacting the substrate and a bridge spaced apart from the heating element;
a bimetal plate extending from the bridge and bending toward the heating element in response to an increase in temperature transmitted through the support;
The heating device of claim 1 .
前記変形可能導体は、前記バイメタルプレートに設けられ、前記バイメタルプレートの湾曲に応じて前記発熱体に接触する接点部を含み、前記接点部の表面は炭化ケイ素又は窒化チタンを含む保護層で覆われている、請求項7に記載の加熱装置。 The heating device according to claim 7, wherein the deformable conductor is provided on the bimetal plate and includes a contact portion that contacts the heating element in response to bending of the bimetal plate, and the surface of the contact portion is covered with a protective layer containing silicon carbide or titanium nitride. 回転可能な回転体と、
前記回転体に圧接する回転可能な加圧ローラと、
前記回転体を加熱する加熱装置であり、基板と、前記基板上に設けられ、一対の電極間で長手方向に延びる発熱体と、前記長手方向において前記一対の電極の間に位置する感熱スイッチとを含む、該加熱装置と、
を備え、
前記感熱スイッチは、温度が閾値温度未満であるときに前記発熱体から離間し、前記温度が前記閾値温度に達したときに前記発熱体に接触するように変形する変形可能導体を含む、定着装置。
A rotatable rotor;
a rotatable pressure roller that is in pressure contact with the rotating body;
a heating device for heating the rotating body, the heating device including a substrate, a heating element provided on the substrate and extending in a longitudinal direction between a pair of electrodes, and a thermal switch located between the pair of electrodes in the longitudinal direction;
Equipped with
The thermal switch includes a deformable conductor that deforms away from the heating element when the temperature is below a threshold temperature and deforms into contact with the heating element when the temperature reaches the threshold temperature.
前記加熱装置の前記感熱スイッチは、予め定められた用紙サイズに応じた位置に前記長手方向に互いに離間して配置された複数の感熱スイッチのうちの1つである、請求項9に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 9, wherein the thermal switch of the heating device is one of a plurality of thermal switches arranged at intervals in the longitudinal direction at positions corresponding to a predetermined paper size. 前記加熱装置の前記一対の電極は、前記発熱体の第1端部に接続された第1電極と、前記発熱体の第2端部に接続された第2電極とを含み、
前記複数の感熱スイッチは、前記発熱体の前記第1端部に対向して配置された第1感熱スイッチと、前記発熱体の前記第2端部に対向して配置された第2感熱スイッチと、を含む、請求項10に記載の定着装置。
The pair of electrodes of the heating device includes a first electrode connected to a first end of the heating element and a second electrode connected to a second end of the heating element,
11. The fixing device of claim 10, wherein the plurality of thermal switches include a first thermal switch arranged opposite the first end of the heating element, and a second thermal switch arranged opposite the second end of the heating element.
前記第1感熱スイッチは、前記第1電極に電気的に接続され、
前記第2感熱スイッチは、前記第2電極に電気的に接続されている、請求項11に記載の定着装置。
the first thermal switch is electrically connected to the first electrode;
The fixing device according to claim 11 , wherein the second thermal switch is electrically connected to the second electrode.
前記感熱スイッチは、
前記変形可能導体を支持する支持体であり、前記基板に接触する脚部と、前記発熱体から離間したブリッジとを含む、該支持体と、
前記ブリッジから延在し、前記支持体を介して伝達される温度上昇に応じて前記発熱体に向けて湾曲するバイメタルプレートと、
を有する、請求項9に記載の定着装置。
The thermal switch is
a support for supporting the deformable conductor, the support including legs contacting the substrate and a bridge spaced apart from the heating element;
a bimetal plate extending from the bridge and bending toward the heating element in response to an increase in temperature transmitted through the support;
The fixing device according to claim 9 .
トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、
前記トナー像を前記印刷媒体に定着させる定着装置と、
を備え、
前記定着装置は、
回転可能な回転体と、
前記回転体に圧接する回転可能な加圧ローラと、
前記回転体を加熱する加熱装置であり、基板と、前記基板上に設けられ、一対の電極間で長手方向に延びる発熱体と、前記長手方向において前記一対の電極の間に位置する感熱スイッチとを含む、該加熱装置と、
を備え、
前記感熱スイッチは、温度が閾値温度未満であるときに前記発熱体から離間し、前記温度が前記閾値温度に達したときに前記発熱体に接触するように変形する変形可能導体を含む、画像形成装置。
a transfer device that transfers the toner image onto a print medium;
a fixing device for fixing the toner image to the print medium;
Equipped with
The fixing device is
A rotatable rotor;
a rotatable pressure roller that is in pressure contact with the rotating body;
a heating device for heating the rotating body, the heating device including a substrate, a heating element provided on the substrate and extending in a longitudinal direction between a pair of electrodes, and a thermal switch located between the pair of electrodes in the longitudinal direction;
Equipped with
The thermal switch includes a deformable conductor that deforms away from the heating element when the temperature is below a threshold temperature and deforms into contact with the heating element when the temperature reaches the threshold temperature.
前記感熱スイッチは、予め定められた用紙サイズに応じた位置に前記長手方向に互いに離間して配置された複数の感熱スイッチのうちの1つである、請求項14に記載の画像形成装置。
15. The image forming apparatus according to claim 14, wherein the thermal switch is one of a plurality of thermal switches arranged spaced apart from one another in the longitudinal direction at positions according to a predetermined paper size.
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JP2021189219A (en) * 2020-05-26 2021-12-13 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Fixing device and image forming apparatus
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