JP5572478B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置、およびそれを用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus and an electrophotographic image forming apparatus using the same.

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、一般的に、互いに圧接されたローラ対から構成される熱ローラ定着方式のものが多用されている。前記ローラ対は、定着ローラ及び加圧ローラからなる。このローラ対の両方或いはいずれか一方の内部に、ハロゲンヒータ等からなる加熱手段が配置され、ローラ対を定着に好適な所定の温度(定着温度)に加熱する。ローラ対が定着温度に加熱された状態で、未定着トナー画像が形成された記録紙を圧接部(定着ニップ部)に通過させて、熱と圧力によりトナー画像の定着を行う。   As a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a heat roller fixing type composed of a pair of rollers pressed against each other is generally used. The roller pair includes a fixing roller and a pressure roller. Heating means comprising a halogen heater or the like is disposed in both or one of the roller pairs to heat the roller pair to a predetermined temperature (fixing temperature) suitable for fixing. In a state where the roller pair is heated to the fixing temperature, the recording paper on which the unfixed toner image is formed is passed through the press contact portion (fixing nip portion), and the toner image is fixed by heat and pressure.

カラー用の定着装置においては、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面を覆い包むように接触する。そのため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー画像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。また、カラートナーは、モノクロに比べてオフセットしやすい傾向にあるが、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果によってトナーに対する離型性を向上することができる。さらに、定着ニップ部のニップ形状がトナー画像面の側に凸(所謂、逆ニップ形状)となることから、シートの剥離性能が向上する。よって、剥離爪等の剥離手段を用いずともシートの剥離が可能な、いわゆるセルフストリップの構成が実現できる。その結果、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。   In a color fixing device, it is common to use an elastic roller in which an elastic layer made of silicon rubber or the like is provided on the surface of the fixing roller. By using an elastic roller as the fixing roller, the surface of the fixing roller is elastically deformed corresponding to the unevenness of the unfixed toner image, and comes into contact so as to cover the toner image surface. For this reason, it is possible to satisfactorily heat-fix a color unfixed toner image having a larger amount of toner than monochrome. In addition, color toner tends to be offset more easily than monochrome, but the releasability with respect to the toner can be improved by the effect of releasing the distortion of the elastic layer at the fixing nip portion. Further, since the nip shape of the fixing nip portion is convex toward the toner image surface (so-called reverse nip shape), the sheet peeling performance is improved. Therefore, it is possible to realize a so-called self-strip configuration in which the sheet can be peeled without using a peeling means such as a peeling claw. As a result, image defects caused by the peeling means can be eliminated.

一方、定着ローラに代えて熱容量の小さい定着ベルトを用いる構成が様々な形で提案されている。ウォームアップ時間を短縮するためである。その構成に属するものとして、固定された抵抗発熱体をベルトに当接させてベルトを素早く昇温させるものが提案されている。また、小サイズ紙を通紙したときローラ回転軸に沿う幅方向において生じる非通紙部の温度上昇を防ぐために、シートサイズに応じて発熱すべき抵抗発熱層を選択する方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。特に特許文献1には、ローラ対の幅方向一杯のサイズ(全幅サイズ)のシートとそれよりも幅の狭い小サイズシートに対応して異なる長さの抵抗発熱層を幅方向に細長の基板上に備えるものが開示されている。また、特許文献2には、シートの搬送方向に沿った基板長手方向に平行してのびる二つの電極間に電圧を印加して抵抗体を発熱させる発熱体において、基板長手方向においてシートサイズに対応した電極長さとすることで、全幅サイズと小サイズのシートに対応した発熱領域を実現している。   On the other hand, various configurations have been proposed in which a fixing belt having a small heat capacity is used instead of the fixing roller. This is to shorten the warm-up time. As a device belonging to the configuration, a device in which a fixed resistance heating element is brought into contact with the belt to quickly raise the temperature of the belt has been proposed. Also, a method of selecting a resistance heating layer that should generate heat according to the sheet size is disclosed in order to prevent a temperature rise in the non-sheet passing portion that occurs in the width direction along the roller rotation axis when small size paper is passed. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2). In particular, in Patent Document 1, resistance heating layers having different lengths corresponding to a sheet having a full width in the width direction of the roller pair (full width size) and a small size sheet having a smaller width than that are formed on a substrate elongated in the width direction. What is provided for is disclosed. In Patent Document 2, a heating element that generates heat by applying a voltage between two electrodes extending parallel to the longitudinal direction of the substrate along the sheet conveyance direction corresponds to the sheet size in the longitudinal direction of the substrate. By setting the electrode length as described above, a heat generation region corresponding to a full width size sheet and a small size sheet is realized.

特開2000-77170号公報JP 2000-77170 A 特開2008-299205号公報JP 2008-299205 A

しかしながら、特許文献1,2のように全幅サイズと小サイズに対応して異なる長さの抵抗発熱層を基板上に備えて非通紙部の温度上昇を防ぐ方法では、抵抗発熱層が基板上に2本必要になる。抵抗発熱層に用いる発熱材料は一般的に高価であり、シートサイズに応じて異なる抵抗発熱層を形成するとコストアップにつながるという課題があった。また小サイズ用の短い抵抗発熱層は、全幅サイズ用の抵抗発熱層に比べると必要な電力が少ない。そのため、抵抗値を大きくしなければならない。しかし、基板長手方向に沿って電流が流れる構成の抵抗発熱層において、抵抗率を維持して基板長手方向の長さを短くしていくと抵抗発熱層の抵抗値は小さくなっていき、一定の電圧を印加する場合に発熱量が過剰になってしまう。これを防ぐためには、小サイズ用の抵抗発熱層の抵抗率を全幅サイズ用の抵抗発熱層の抵抗率と異ならせて後者の抵抗率をより高くすることが必要になる。あるいは、小サイズ用の抵抗発熱層の幅を全幅サイズ用の抵抗発熱層の幅と異ならせて後者の幅をより狭くすることが必要になる。   However, as described in Patent Documents 1 and 2, the resistance heating layer is formed on the substrate by providing a resistance heating layer having different lengths corresponding to the full width size and the small size on the substrate to prevent the temperature rise of the non-sheet passing portion. Two are needed for this. The heat generating material used for the resistance heating layer is generally expensive, and there is a problem that forming different resistance heating layers depending on the sheet size leads to an increase in cost. Also, the short resistance heating layer for small size requires less power than the resistance heating layer for full width size. Therefore, the resistance value must be increased. However, in a resistance heating layer having a structure in which current flows along the longitudinal direction of the substrate, the resistance value of the resistance heating layer decreases as the resistivity is maintained and the length in the longitudinal direction of the substrate is shortened. When a voltage is applied, the amount of heat generation becomes excessive. In order to prevent this, it is necessary to make the latter resistivity higher by making the resistivity of the resistance heating layer for the small size different from the resistivity of the resistance heating layer for the full width size. Alternatively, it is necessary to make the latter width narrower by making the width of the resistance heating layer for small size different from the width of the resistance heating layer for full width size.

ところが、抵抗発熱層を形成するのに好適な材質が限られており調整可能な抵抗率の範囲はそれほど広くない。抵抗発熱層の幅を狭くしていくと、断面積あたりの電流が増え、抵抗発熱層の信頼性が低下していく。また、抵抗発熱層を形成するときの発熱幅のバラツキの影響が大きくなっていき、基板長手方向の温度分布が不均一になりやすいという課題があった。なお、抵抗発熱層の厚みを厚くする方法も考えられるが、印刷の手法を用いて抵抗発熱層を形成するこれまでの手法でこれを実現することは信頼性やコストの面で実用的とはいえなかった。さらにまた、調整可能な範囲内で異なる抵抗率の複数種類の抵抗発熱体を形成すると、同一抵抗率の複数の抵抗発熱体を形成する場合に比べて製造工数が増えコスト面の負担が大きくなってしまう。   However, materials suitable for forming the resistance heating layer are limited, and the adjustable resistivity range is not so wide. As the width of the resistance heating layer is reduced, the current per cross-sectional area increases and the reliability of the resistance heating layer decreases. In addition, there is a problem that the influence of variation in the heat generation width when forming the resistance heat generation layer is increased, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the substrate tends to be non-uniform. Although a method of increasing the thickness of the resistance heating layer is also conceivable, it is practical in terms of reliability and cost to realize this with the conventional method of forming the resistance heating layer using a printing method. I couldn't. Furthermore, if a plurality of types of resistance heating elements having different resistivities are formed within the adjustable range, the number of manufacturing steps is increased and the cost burden is increased as compared with the case of forming a plurality of resistance heating elements having the same resistivity. End up.

一方、基板長手方向に平行してのびる二つの電極間に電圧を印加して抵抗体を発熱させる構成も考えられなくはない。しかし、この構成は基板長手方向の端部に電極を配置する構成に比べて電極の間隔が狭く、よって抵抗率の高い発熱体が必要になる。しかし、前述のように好適な材質が限られており、その材質を用いると抵抗発熱層の長さが長くなり、それに伴って基板幅が広くなってしまうため、あまり実用的とはいえない。また、シートサイズに応じて配置される複数の電極間でリークを防ぐためには、ある程度の間隔を持って電極を配置する必要があり、抵抗発熱層も電極幅に応じて分離する必要がある。そのためにシートサイズ内に非発熱領域ができてしまい、その部分の温度低下が問題となる。   On the other hand, a configuration in which a resistor is heated by applying a voltage between two electrodes extending in parallel to the longitudinal direction of the substrate is not conceivable. However, in this configuration, the distance between the electrodes is narrower than the configuration in which the electrodes are arranged at the end in the longitudinal direction of the substrate, and thus a heating element having a high resistivity is required. However, as described above, suitable materials are limited, and the use of such materials increases the length of the resistance heat generating layer and accordingly increases the width of the substrate, which is not very practical. Further, in order to prevent leakage between a plurality of electrodes arranged according to the sheet size, it is necessary to arrange the electrodes with a certain distance, and it is also necessary to separate the resistance heating layer according to the electrode width. For this reason, a non-heat-generating region is formed in the sheet size, and a temperature drop at that portion becomes a problem.

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、抵抗発熱層に用いる材料に応じて設定範囲が決まる抵抗率と必要な発熱量に応じた略同一形状の複数の抵抗発熱層を形成することによって信頼性が高く、低コストで、温度ムラの少ない発熱体を得、前記発熱体を備えた定着装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and forms a plurality of resistance heating layers having substantially the same shape according to the resistivity determined according to the material used for the resistance heating layer and the required heat generation amount. Accordingly, an object of the present invention is to obtain a heat generating body with high reliability, low cost and little temperature unevenness, and to provide a fixing device including the heat generating body.

第1にこの発明は、回動可能な無端ベルトと、前記無端ベルトを内外両側から挟んで回動させ、トナー画像が転写されたシートを前記無端ベルト表面と共に挟んで搬送する第1および第2のローラと、(1)前記無端ベルトの回動方向と直行する幅方向にのびる基板、(2)その基板の表面に幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層、(3)隣りあう抵抗発熱層に挟まれてそれら抵抗発熱層に共通の電極をなす中間電極層、(4)一端および他端の抵抗発熱層において中間電極層と反対側に設けられる端部電極層および(5)前記中間電極層に接続される配線層を含んでなり、前記無端ベルトに熱を供給する発熱体とを備え、前記配線層は、回動方向において前記抵抗発熱層の一方の側に形成される第1の配線層および他方の側に形成される第2の配線層を有し、第1の配線層は中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続され、第2の配線層は中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続されることを特徴とする定着装置を提供する。   The first and second aspects of the present invention are a rotatable endless belt, and a first and a second that convey the toner image transferred between the endless belt surface by rotating the endless belt between the inner and outer sides. (1) a substrate extending in the width direction orthogonal to the rotation direction of the endless belt, (2) five or more odd resistance heating layers arranged in the width direction on the surface of the substrate, and (3) adjacent An intermediate electrode layer sandwiched between the corresponding resistance heating layers to form a common electrode, and (4) an end electrode layer provided on the opposite side to the intermediate electrode layer in the resistance heating layer at one end and the other end, and (5 A heating layer for supplying heat to the endless belt, and the wiring layer is formed on one side of the resistance heating layer in the rotation direction. Formed on the first wiring layer and the other side The first wiring layer is connected to every other intermediate electrode layer including the intermediate electrode layer on one end side of the central resistance heating layer, and the second wiring layer is Provided is a fixing device characterized in that it is connected to every other intermediate electrode layer including the intermediate electrode layer on the other end side of the central resistance heating layer.

また第2に、この発明は、前記第1の発明の定着装置と、第1の配線層および前記一端側の端部電極層を電源の第1端子に接続しかつ第2の配線層および前記他端側の端部電極層を電源の第2端子に接続する第1の接続パターンと、第1の配線層および前記他端側の端部電極層を電源の第1端子に接続しかつ第2の配線層および前記一端側の端部電極層を電源の第2端子に接続する第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、前記シートの幅方向のサイズを検出し、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing device according to the first aspect, wherein the first wiring layer and the end electrode layer on one end side are connected to a first terminal of a power source, and the second wiring layer and the A first connection pattern for connecting the end electrode layer on the other end side to the second terminal of the power source, a first wiring layer and the end electrode layer on the other end side connected to the first terminal of the power source and A power supply circuit capable of switching to a second connection pattern for connecting the wiring layer of 2 and the end electrode layer on the one end side to the second terminal of the power source, and detecting the size in the width direction of the sheet. An image forming apparatus comprising: a switching control unit that switches to a first connection pattern when detected, and switches to a second connection pattern when a small size is detected.

第3に、この発明は、回動可能な無端ベルトと、前記無端ベルトを内外両側から挟んで回動させ、トナー画像が転写されたシートを前記無端ベルトと共に挟んで搬送する第1および第2のローラと、(1)前記無端ベルトの回動方向と直行する幅方向にのびる基板、(2)その基板の表面に幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層、(3)隣りあう抵抗発熱層に挟まれてそれら抵抗発熱層に共通の電極をなす中間電極層、(4)一端および他端の抵抗発熱層において中間電極層と反対側に設けられる端部電極層および(5)前記中間電極層および前記端部電極層に接続される配線層を含んでなり、前記無端ベルトに熱を供給する発熱体とを備え、前記中間電極層および端部電極層の総数が2×M個(Mは3以上の整数)であり、前記配線層は、回動方向において前記抵抗発熱層の一方の側に形成される第1の配線層、他方の側に形成される第2の配線層、第1の配線層と同じ側に形成される第3の配線層および第2の配線層と同じ側に形成される第4の配線層を有し、第1の配線層は中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個うち前記一端または他端側からN個(NはMの半分より大きくかつMより小さい整数)に接続され、第3の配線層は残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続され、第2の配線層は中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個のうち前記他端または一端側からN個に接続され、第4の配線層は残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続されることを特徴とする定着装置を提供する。   Thirdly, according to the present invention, a rotatable endless belt, and a first and a second which convey the toner image transferred between the endless belt by rotating the endless belt between the inner and outer sides. (1) a substrate extending in the width direction orthogonal to the rotation direction of the endless belt, (2) five or more odd resistance heating layers arranged in the width direction on the surface of the substrate, and (3) adjacent An intermediate electrode layer sandwiched between the corresponding resistance heating layers to form a common electrode, and (4) an end electrode layer provided on the opposite side to the intermediate electrode layer in the resistance heating layer at one end and the other end, and (5 A heating layer for supplying heat to the endless belt, the total number of the intermediate electrode layer and the end electrode layer being 2 × M (M is an integer of 3 or more) and the wiring Is a first wiring layer formed on one side of the resistance heating layer in the rotation direction, a second wiring layer formed on the other side, and a first wiring layer formed on the same side as the first wiring layer. 3 wiring layers and a fourth wiring layer formed on the same side as the second wiring layer, and the first wiring layer includes one intermediate electrode layer on one end side of the central resistance heating layer. Out of a total of M intermediate electrode layers or end electrode layers arranged in rows, N are connected from the one end or the other end side (N is an integer larger than half of M and smaller than M), and the third wiring layer remains. The second wiring layer is connected to the MN intermediate electrode layers or end electrode layers, and the second wiring layer includes the intermediate electrode layer on the other end side of the central resistance heating layer, and is arranged every other intermediate electrode layer or end. Of the total M of the partial electrode layers, N are connected to the N from the other end or one end, and the fourth wiring layer remains with MN intermediate powers remaining. Provided is a fixing device connected to an extreme layer or an end electrode layer.

また第4に、この発明は、前記第3の発明の定着装置と、第1および第3の配線層を電源の第1端子に接続しかつ第2および第4の配線層を電源の第2端子に接続する第1の接続パターンと、第1および第4の配線層を電源の第1端子に接続しかつ第2および第3の配線層を電源の第2端子に接続する第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、前記シートの幅方向のサイズを検出し、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, the fixing device according to the third aspect of the present invention, the first and third wiring layers are connected to the first terminal of the power source, and the second and fourth wiring layers are connected to the second power source. A first connection pattern for connecting to the terminal, and a second connection for connecting the first and fourth wiring layers to the first terminal of the power source and connecting the second and third wiring layers to the second terminal of the power source A power supply circuit that can be switched to a pattern and the sheet width size are detected. When a large size is detected, the first connection pattern is switched. When a small size is detected, the sheet is switched to a second connection pattern. An image forming apparatus comprising a switching control unit is provided.

前記第1の発明によれば、発熱体は幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層と、中間電極層と、端部電極層と、前記中間電極層に接続される配線層とを含み、第1の配線層は中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続され、第2の配線層は中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続されるので、抵抗発熱層に用いる材料に応じて設定範囲が決まる抵抗率と必要な発熱量に応じて略同一形状の複数の抵抗発熱層を形成し前記端部電極層および前記配線層に給電することによって信頼性が高く、低コストで、温度ムラの少ない発熱体を得ることができる。前記発熱体を用いて、昇温速度が速く、シートサイズに対応した領域の発熱が可能でありながら、発熱のバラツキが少ない定着装置を実現することができる。   According to the first invention, the heating element includes five or more odd resistance heating layers arranged in the width direction, the intermediate electrode layer, the end electrode layer, and the wiring layer connected to the intermediate electrode layer. The first wiring layer is connected to every other intermediate electrode layer including the intermediate electrode layer on one end side of the central resistance heating layer, and the second wiring layer is connected to the other of the central resistance heating layer. Since it is connected to every other intermediate electrode layer including the intermediate electrode layer on the end side, the setting range is determined according to the material used for the resistance heating layer, and the shape is almost the same according to the required heating value By forming the plurality of resistance heating layers and supplying power to the end electrode layer and the wiring layer, a heating element with high reliability, low cost, and low temperature unevenness can be obtained. By using the heating element, it is possible to realize a fixing device that has a high temperature rising rate and can generate heat in a region corresponding to the sheet size, but has little variation in heat generation.

また、前記第2の発明によれば、前記第1と第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えるので、小サイズシートを定着する場合に非通紙部の温度上昇を防ぐことができ、かつ、略同一形状の複数の抵抗発熱層を形成し大サイズと小サイズを発熱させる抵抗発熱層の数を異ならせて切換えることができる。さらに、電源端子と端部電極層および配線層との接続を電力供給回路により切換える簡単な構成で大サイズと小サイズの切換えを実現することができる。   According to the second invention, the power supply circuit that can be switched between the first and second connection patterns, and when the large size is detected, the first connection pattern is switched to and the small size is detected. In some cases, a switching control unit for switching to the second connection pattern is provided, so that when a small size sheet is fixed, a temperature rise in the non-sheet passing portion can be prevented, and a plurality of resistance heating layers having substantially the same shape are formed. However, it is possible to change the number of resistance heating layers for generating large and small sizes. Furthermore, switching between the large size and the small size can be realized with a simple configuration in which the connection between the power supply terminal and the end electrode layer and the wiring layer is switched by the power supply circuit.

前記第3の発明によれば、発熱体は幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層と、中間電極層と、端部電極層と、前記中間電極層および前記端部電極層に接続される配線層とを含み、第1の配線層は中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個うち前記一端または他端側からN個(NはMの半分より大きくかつMより小さい整数)に接続され、第3の配線層は残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続され、第2の配線層は中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個のうち前記他端または一端側からN個に接続され、第4の配線層は残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続されるので、抵抗発熱層に用いる材料に応じて設定範囲が決まる抵抗率と必要な発熱量に応じて略同一形状の複数の抵抗発熱層を形成し各配線層に給電することによって信頼性が高く、低コストで、温度ムラの少ない発熱体を得ることができる。前記発熱体を用いて、昇温速度が速く、シートサイズに対応した領域の発熱が可能でありながら、発熱のバラツキが少ない定着装置を実現することができる。   According to the third aspect of the present invention, the heating element is provided in five or more odd resistance heating layers arranged in the width direction, the intermediate electrode layer, the end electrode layer, the intermediate electrode layer, and the end electrode layer. A wiring layer to be connected, and the first wiring layer includes an intermediate electrode layer on one end side of the central resistance heating layer, and the intermediate electrode layer or the end electrode layer arranged in every other one of the total number M of the intermediate electrode layers. N (N is an integer larger than half of M and smaller than M) is connected from one end or the other end, and the third wiring layer is connected to the remaining MN intermediate electrode layers or end electrode layers, The second wiring layer includes an intermediate electrode layer on the other end side of the central resistance heating layer and includes N intermediate electrode layers or end electrode layers arranged in a row. And the fourth wiring layer is connected to the remaining MN intermediate electrode layers or end electrode layers. High reliability and low cost by forming a plurality of resistance heating layers of approximately the same shape according to the resistivity that determines the setting range according to the material used for the heating layer and the required amount of heat generation, and feeding each wiring layer A heating element with little temperature unevenness can be obtained. By using the heating element, it is possible to realize a fixing device that has a high temperature rising rate and can generate heat in a region corresponding to the sheet size, but has little variation in heat generation.

また、前記第2の発明によれば、前記第1と第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えるので、小サイズシートを定着する場合に非通紙部の温度上昇を防ぐことができ、かつ、略同一形状の複数の抵抗発熱層を形成し大サイズと小サイズを発熱させる抵抗発熱層の数を異ならせて切換えることができる。さらに、電源端子と各配線層との接続を電力供給回路により切換える簡単な構成で大サイズと小サイズの切換えを実現することができる。   According to the second invention, the power supply circuit that can be switched between the first and second connection patterns, and when the large size is detected, the first connection pattern is switched to and the small size is detected. In some cases, a switching control unit for switching to the second connection pattern is provided, so that when a small size sheet is fixed, a temperature rise in the non-sheet passing portion can be prevented, and a plurality of resistance heating layers having substantially the same shape are formed. However, it is possible to change the number of resistance heating layers for generating large and small sizes. Furthermore, switching between the large size and the small size can be realized with a simple configuration in which the connection between the power supply terminal and each wiring layer is switched by the power supply circuit.

この発明において、無端ベルトは、発熱体によって加熱され、トナー画像が転写されたシートと共に第1および第2ローラに挟まれることにより、トナー画像をシート上に定着させるためのものである。その具体的な態様としては、基材としてのポリイミト樹脂などの上にシリコンゴムなどからなる弾性層が積層され、その表面にPFAやPTFEなどのフッ素樹脂が理系層として形成されたものである。後述する実施形態において、無端ベルトは定着ベルト5に相当する。   In the present invention, the endless belt is for fixing the toner image on the sheet by being heated by a heating element and being sandwiched between the first and second rollers together with the sheet on which the toner image is transferred. As a specific mode, an elastic layer made of silicon rubber or the like is laminated on a polyimito resin or the like as a base material, and a fluorine resin such as PFA or PTFE is formed on the surface as a scientific layer. In an embodiment described later, the endless belt corresponds to the fixing belt 5.

第1および第2ローラは、無端ベルトを内外から挟んで回動させる。無端ベルトは、それを内側から挟む第1ローラと発熱体とに掛けられた状態で回動する。あるいは、第1ローラとテンションローラとに掛けられてもよい。その場合、発熱体は第1ローラとテンションローラの間にあって無端ベルトに接する。   The first and second rollers rotate by sandwiching the endless belt from inside and outside. The endless belt rotates in a state where it is hung on a first roller and a heating element sandwiching the endless belt from the inside. Alternatively, it may be hung on the first roller and the tension roller. In that case, the heating element is between the first roller and the tension roller and contacts the endless belt.

発熱体は、無端ベルトが回動する方向と直行する幅方向に細長く伸びて無端ベルトに接し、無端ベルトに熱を供給する。
前記発熱体は、細長い基板の表面に直列に並べて形成された複数個の抵抗発熱層を含む。抵抗発熱層の数は5以上の奇数である。全幅サイズと小サイズのシートは幅方向の中央が一致する位置で搬送される。基板上の抵抗発熱層、電極および配線層は、その接続関係が幅方向の中央を基準にして点対称となるように形成される。中央を基準に搬送される全幅サイズと小サイズのシートに発熱領域を対応させ、かつ、配線パターンが基板上で交差しないためである。
The heating element is elongated in the width direction perpendicular to the direction in which the endless belt rotates, contacts the endless belt, and supplies heat to the endless belt.
The heating element includes a plurality of resistance heating layers formed in series on the surface of an elongated substrate. The number of resistance heating layers is an odd number of 5 or more. Full-width and small-size sheets are conveyed at a position where the centers in the width direction coincide. The resistance heating layer, the electrode, and the wiring layer on the substrate are formed so that the connection relationship is point-symmetric with respect to the center in the width direction. This is because the heat generation area is made to correspond to the full width size sheet and the small size sheet conveyed with the center as a reference, and the wiring patterns do not intersect on the substrate.

本願の特徴的な側面の一つは、小サイズの抵抗発熱層および/またはその一端側と他端側にそれぞれ設けられる全幅サイズ専用の抵抗発熱層を複数個で構成する点にあることから、抵抗発熱層の総数は5個以上である。3個の構成では、中央の一つの抵抗発熱層が小サイズ用、両端のそれぞれ一つの抵抗発熱層が全幅サイズ専用の抵抗発熱層となってしまい、少なくともいずれか一方を複数とするこの発明の構成に含まれないためである。
この発明の発熱体は、印刷の手法を用いて基板上に抵抗発熱層を形成することを考慮している。さらに、電極および配線層も印刷の手法を用いて形成することを考慮している。
One of the characteristic aspects of the present application is that a small-sized resistive heating layer and / or a plurality of resistive heating layers dedicated to the full width provided respectively on one end side and the other end side thereof are configured. The total number of resistance heating layers is 5 or more. In the three configurations, one resistance heating layer in the center is for a small size, and one resistance heating layer at each end is a dedicated resistance heating layer for the full width size. This is because it is not included in the configuration.
The heating element of the present invention considers forming a resistance heating layer on a substrate using a printing technique. Further, it is considered that the electrodes and the wiring layer are also formed by using a printing method.

電力供給回路は、電源端子と発熱体とを接続するものである。その具体的な態様は、ワイヤーハス即ち電線およびコネクタ等とスイッチを用いたものである。スイッチは、リレー等の機械的なスイッチであってもよいし、ソリッドステートリレーなどの半導体素子であってもよい。オンおよびオフはマイクロコンピュータあるいはコンピュータ等の指令によって制御可能なものでなければならない。   The power supply circuit connects a power supply terminal and a heating element. The specific embodiment uses a wire lotus, that is, an electric wire, a connector and the like and a switch. The switch may be a mechanical switch such as a relay or a semiconductor element such as a solid state relay. On and off must be controllable by a command from a microcomputer or a computer.

切換え制御部は、シートのサイズに応じてスイッチを制御し、電力供給回路の接続パターンを切換える。切換え制御部はマイクロコンピュータあるいはコンピュータ等が制御プログラムを実行することによって実現される。この切換え制御部の機能は、画像形成装置の全体の動作を制御するコンピュータの一部として実現されてもよい。   The switching control unit controls the switch in accordance with the sheet size to switch the connection pattern of the power supply circuit. The switching control unit is realized by a microcomputer or a computer executing a control program. The function of this switching control unit may be realized as part of a computer that controls the overall operation of the image forming apparatus.

この発明の定着装置を備えてなる画像形成装置の全体構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus including a fixing device according to the present invention. この発明の定着装置の構成の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a structure of the fixing device of this invention. この発明に係る発熱体の第1の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st structural example of the heat generating body which concerns on this invention. この発明に係る電力供給回路の第1の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st structural example of the electric power supply circuit which concerns on this invention. この発明に係る発熱体の第2の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd structural example of the heat generating body which concerns on this invention. この発明に係る電力供給回路の第2の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd structural example of the electric power supply circuit which concerns on this invention. この発明に係る発熱体の第3の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd structural example of the heat generating body which concerns on this invention. この発明に係る電力供給回路の第3の構成例を示す第1の説明図である。It is a 1st explanatory view showing the 3rd example of composition of the power supply circuit concerning this invention. この発明に係る電力供給回路の第3の構成例を示す第2の説明図である。It is the 2nd explanatory view showing the 3rd example of composition of the power supply circuit concerning this invention. この発明に係る発熱体および電力供給回路の第4の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 4th structural example of the heat generating body and electric power supply circuit which concern on this invention. この発明の定着装置の図2と異なる構成例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration example different from FIG. 2 of the fixing device of the present invention.

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
この実施の形態における定着装置は、未定着のトナー画像が表面に形成されたシートに対してそのトナー画像を熱および圧力により記録紙上に定着させるものである。未定着のトナー画像は、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナーおよびキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)等の現像剤(以下、トナーとも称する)を用いて形成される。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In addition, the following description is an illustration in all the points, Comprising: It should not be interpreted as limiting this invention.
The fixing device in this embodiment fixes a toner image on a recording sheet by heat and pressure to a sheet on which an unfixed toner image is formed. An unfixed toner image is a developer such as a non-magnetic one-component developer (non-magnetic toner), a non-magnetic two-component developer (non-magnetic toner and carrier), or a magnetic developer (magnetic toner) (hereinafter also referred to as toner). ).

≪画像形成装置の構成≫
図1は、この発明の定着装置を備えてなる画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
図1で、画像形成装置1はカラー複合機であり、第1〜第4可視像形成ユニット51,52,53,54、中間転写ベルト55、2次転写ユニット56、定着ユニット2、内部給送ユニット57および手差し給送ユニット58を備える。そして、それらの第1〜第4可視像形成ユニット51,52,53,54、中間転写ベルト55および2次転写ユニット56を用いてトナー像を形成する。
<< Configuration of image forming apparatus >>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus provided with the fixing device of the present invention.
In FIG. 1, the image forming apparatus 1 is a color multifunction peripheral, and includes first to fourth visible image forming units 51, 52, 53, 54, an intermediate transfer belt 55, a secondary transfer unit 56, a fixing unit 2, and an internal supply. A feeding unit 57 and a manual feeding unit 58 are provided. Then, a toner image is formed using the first to fourth visible image forming units 51, 52, 53, 54, the intermediate transfer belt 55 and the secondary transfer unit 56.

第1可視像形成ユニット51は、感光体59と、帯電ユニット60と、図示しない光学系ユニットと、現像ユニット61と、1次転写ユニット62とを有する。像担持体となる感光体59の周囲に、帯電ユニット60、現像ユニット61およびクリーニングユニット63が配置されている。これらのユニットにより、感光体59にトナー像が形成され、トナー像が中間転写ベルト55に転写される。光学系ユニットでは、4つのレーザー光源64からのビームが4組の感光体59,65,66,67に届くように配置される。1次転写ユニット62は、中間転写ベルト55を介して第1可視像形成ユニット51に圧接して配置される。   The first visible image forming unit 51 includes a photoreceptor 59, a charging unit 60, an optical system unit (not shown), a developing unit 61, and a primary transfer unit 62. A charging unit 60, a developing unit 61, and a cleaning unit 63 are disposed around a photoconductor 59 serving as an image carrier. By these units, a toner image is formed on the photoreceptor 59, and the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 55. In the optical system unit, the beams from the four laser light sources 64 are arranged so as to reach the four sets of photoconductors 59, 65, 66 and 67. The primary transfer unit 62 is disposed in pressure contact with the first visible image forming unit 51 via the intermediate transfer belt 55.

他の第2〜第4可視像形成ユニット52,53,54は、第1可視像形成ユニット51と同様の構成である。各ユニット51,52,53,54の現像ユニット61には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のトナーが収容される。   The other second to fourth visible image forming units 52, 53 and 54 have the same configuration as the first visible image forming unit 51. The developing unit 61 of each of the units 51, 52, 53, and 54 contains toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B).

中間転写ベルト55は、各色のトナー像が転写され、表面に各色のカラートナー像が重畳される。中間転写ベルト55は、テンションローラ68,69によって駆動され回動する。中間転写ベルト55のテンションローラ68側に当接して2次転写ユニット56が配置される。2次転写ユニット56は、中間転写ベルト55上に形成されたカラートナー像を記録紙に転写する。また、中間転写ベルト55に当接してテンションローラ69側に配置される廃トナーボックス70には、2次転写後、中間転写ベルト55の表面に残ったトナーが回収される。   The intermediate transfer belt 55 has each color toner image transferred thereon, and the color toner image of each color is superimposed on the surface. The intermediate transfer belt 55 is driven to rotate by tension rollers 68 and 69. A secondary transfer unit 56 is disposed in contact with the tension roller 68 side of the intermediate transfer belt 55. The secondary transfer unit 56 transfers the color toner image formed on the intermediate transfer belt 55 onto the recording paper. Further, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 55 after the secondary transfer is collected in a waste toner box 70 that is in contact with the intermediate transfer belt 55 and disposed on the tension roller 69 side.

定着ユニット2は、本発明の定着装置である。定着ユニット2は、2次転写ユニット56の下流側に配置される。定着ユニット2は、定着部71および加圧部72から構成される。加圧部72は、図示しない加圧機構により定着部71に所定の圧力で圧接される。
続いて、上記の画像形成装置1における画像形成の工程を説明する。
感光体59表面は、帯電ユニット60により一様に帯電される。帯電ユニット60としては、感光体59表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式が採用されている。
The fixing unit 2 is a fixing device of the present invention. The fixing unit 2 is disposed on the downstream side of the secondary transfer unit 56. The fixing unit 2 includes a fixing unit 71 and a pressure unit 72. The pressure unit 72 is pressed against the fixing unit 71 with a predetermined pressure by a pressure mechanism (not shown).
Next, an image forming process in the image forming apparatus 1 will be described.
The surface of the photoreceptor 59 is uniformly charged by the charging unit 60. As the charging unit 60, a charging roller system is employed in order to charge the surface of the photoreceptor 59 uniformly and without generating ozone as much as possible.

光学系ユニットは、帯電された感光体59の表面をレーザー光源64からのビームで露光する。レーザー光源64は画像情報により制御される。これによって、感光体59表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
現像ユニット61は、感光体59上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。1次転写ユニット62は、トナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており形成されたトナー像を中間転写ベルト55上に転写する。
他の3組の第2〜第4可視像形成ユニット52,53,54も同様に動作し順次、中間転写ベルト55上にトナー像を転写する。
The optical system unit exposes the surface of the charged photoreceptor 59 with a beam from the laser light source 64. The laser light source 64 is controlled by image information. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photoreceptor 59.
The developing unit 61 develops the electrostatic latent image on the photoconductor 59 to form a toner image. The primary transfer unit 62 applies a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner, and transfers the formed toner image onto the intermediate transfer belt 55.
The other three sets of second to fourth visible image forming units 52, 53, and 54 operate in the same manner and sequentially transfer the toner images onto the intermediate transfer belt 55.

中間転写ベルト55上のトナー像は2次転写ユニット56まで搬送される。内部給送ユニット57の給送ローラ73または手差し給送ユニット58の給送ローラ74から供給された記録紙に、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加され、トナー像が記録紙に転写される。トナー像を担持した記録紙は、定着ユニット2に搬送され、定着部71および加圧部72によって充分に加熱されて、トナー像が記録紙に融着し、外部へ排出される。記録紙のサイズは最大A3サイズまで対応し、定着ユニットによる加熱幅はA4横サイズに対応している。   The toner image on the intermediate transfer belt 55 is conveyed to the secondary transfer unit 56. A bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the recording paper supplied from the feeding roller 73 of the internal feeding unit 57 or the feeding roller 74 of the manual feed unit 58, and the toner image is transferred to the recording paper. . The recording paper carrying the toner image is conveyed to the fixing unit 2 and sufficiently heated by the fixing unit 71 and the pressure unit 72, so that the toner image is fused to the recording paper and discharged to the outside. The maximum size of recording paper is A3 size, and the heating width by the fixing unit is A4 horizontal size.

≪定着装置の構成≫
次に、上記画像形成装置1における定着装置の構成を説明する。図2は、この発明の定着装置の構成例を示す説明図である。定着ユニット2は、定着ローラ3と、加圧ローラ4と、無端状の定着ベルト5と、定着ベルト5を加熱するための発熱体6とを備えている。定着ベルト5は、定着ローラ3と発熱体6とに掛け巻きされる。発熱体は固定され、定着ベルトの内面と摺動する。トナー画像14が転写されたシート13は、定着ローラ3に掛けられた定着ベルト5と加圧ローラ4との間の定着ニップ部12を通る。定着ベルト5は、発熱体6により熱せられている。シート13が定着ニップ部12を通過するとトナー画像14は定着ベルト5からの熱で溶融し、定着ニップ部通過後に冷却されてシート13上に定着する。
≪Configuration of fixing device≫
Next, the configuration of the fixing device in the image forming apparatus 1 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the fixing device of the present invention. The fixing unit 2 includes a fixing roller 3, a pressure roller 4, an endless fixing belt 5, and a heating element 6 for heating the fixing belt 5. The fixing belt 5 is wound around the fixing roller 3 and the heating element 6. The heating element is fixed and slides with the inner surface of the fixing belt. The sheet 13 on which the toner image 14 is transferred passes through the fixing nip portion 12 between the fixing belt 5 and the pressure roller 4 hung on the fixing roller 3. The fixing belt 5 is heated by a heating element 6. When the sheet 13 passes through the fixing nip portion 12, the toner image 14 is melted by the heat from the fixing belt 5 and is cooled and fixed on the sheet 13 after passing through the fixing nip portion.

発熱体6は抵抗発熱層を備え、加圧ローラ4はヒータランプを内装している。定着ベルト5および加圧ローラ4の温度を検出する温度センサとして、それぞれ第1サーミスタ10、第2サーミスタ11が設けられる。   The heating element 6 includes a resistance heating layer, and the pressure roller 4 includes a heater lamp. A first thermistor 10 and a second thermistor 11 are provided as temperature sensors for detecting the temperatures of the fixing belt 5 and the pressure roller 4, respectively.

定着ローラ3は、略円筒形の形状を有しており、略円筒形の中心から外周に向かって芯金および弾性層が形成される2層構造である。芯金には、鉄、ステンレス鋼、アルミニウムまたは銅などの金属、あるいはそれらの合金などが用いられる。弾性層には、シリコンゴムまたはフッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が適している。本実施形態において、定着ローラ3の直径は30mmである。芯金には、直径20mmのステンレス鋼が用いられ、弾性層には、厚さ5mmのシリコンスポンジゴムが用いられる。   The fixing roller 3 has a substantially cylindrical shape, and has a two-layer structure in which a metal core and an elastic layer are formed from the center of the substantially cylindrical shape toward the outer periphery. A metal such as iron, stainless steel, aluminum or copper, or an alloy thereof is used for the core metal. A rubber material having heat resistance such as silicon rubber or fluorine rubber is suitable for the elastic layer. In the present embodiment, the diameter of the fixing roller 3 is 30 mm. Stainless steel with a diameter of 20 mm is used for the core metal, and silicon sponge rubber with a thickness of 5 mm is used for the elastic layer.

加圧ローラ4は、略円筒形の形状を有しており、略円筒形の中心から外周に向かって芯金、弾性層および離型層が形成される3層構造である。芯金には、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム銅などの金属、あるいはそれらの合金などが用いられる。弾性層には、シリコンゴムまたはフッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が適している。離型層には、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂が適している。本実施形態において、加圧ローラ4の直径は30mmである。芯金には、直径26mm、肉厚1mmの鉄(STKM)が用いられる。弾性層には、厚さ1mmのシリコンソリッドゴムが用いられる。離型層には、厚さ50μmのPFAチューブが用いられる。   The pressure roller 4 has a substantially cylindrical shape, and has a three-layer structure in which a metal core, an elastic layer, and a release layer are formed from the center of the substantially cylindrical shape toward the outer periphery. A metal such as iron, stainless steel, aluminum copper, or an alloy thereof is used for the core metal. A rubber material having heat resistance such as silicon rubber or fluorine rubber is suitable for the elastic layer. A fluororesin such as PFA (a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) is suitable for the release layer. In the present embodiment, the pressure roller 4 has a diameter of 30 mm. For the metal core, iron (STKM) having a diameter of 26 mm and a wall thickness of 1 mm is used. Silicon elastic rubber having a thickness of 1 mm is used for the elastic layer. A PFA tube having a thickness of 50 μm is used for the release layer.

加圧ローラ4は、定着ベルト5を挟んで定着ローラ3に対向して配置される。定着ベルト5と加圧ローラ4との間において、定着ローラ3と加圧ローラ4とが定着ベルト5を介して互いに当接する部分が、定着ニップ部12である。
発熱体6は、抵抗発熱層が形成された基板21および金属からできた熱伝導部材23を備える。基板21上に抵抗発熱層が形成された面と反対側の面が熱伝導部材23に密着している。熱伝導部材23の表面のうち基板21が熱伝導部材23に密着した面と反対側の面は、定着ベルト5に当接している。
The pressure roller 4 is disposed to face the fixing roller 3 with the fixing belt 5 interposed therebetween. A portion where the fixing roller 3 and the pressure roller 4 are in contact with each other via the fixing belt 5 between the fixing belt 5 and the pressure roller 4 is a fixing nip portion 12.
The heating element 6 includes a substrate 21 on which a resistance heating layer is formed and a heat conducting member 23 made of metal. The surface opposite to the surface on which the resistance heating layer is formed on the substrate 21 is in close contact with the heat conducting member 23. Of the surface of the heat conducting member 23, the surface opposite to the surface where the substrate 21 is in close contact with the heat conducting member 23 is in contact with the fixing belt 5.

基板21は、セラミック、ガラス、そしてポリイミド、PEEK、PPS等の耐熱樹脂等の絶縁基板、あるいはSUS、アルミニウムなどの金属基板にガラスやセラミック、ポリイミドなどの絶縁層を形成したものが用いられる。
基板21上の抵抗発熱層は、カーボンや半導体酸化物、銀(Ag)とパラジウム(Pd)を含有したガラスペースト等が使用できる。
熱伝導部材23はアルミニウムなどの金属の他に窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の高熱伝導セラミックが使用できる。なお、熱伝導部材なしに基板21をベルトに直接当接させるようにしてもよい。
The substrate 21 is made of ceramic, glass, an insulating substrate such as a heat-resistant resin such as polyimide, PEEK, or PPS, or a metal substrate such as SUS or aluminum formed with an insulating layer such as glass, ceramic, or polyimide.
The resistance heating layer on the substrate 21 can be made of carbon, semiconductor oxide, glass paste containing silver (Ag) and palladium (Pd), or the like.
As the heat conducting member 23, a high heat conducting ceramic such as aluminum nitride or silicon nitride can be used in addition to a metal such as aluminum. Note that the substrate 21 may be brought into direct contact with the belt without the heat conducting member.

熱伝導部材23または基板21のベルトと当接する部分には、非晶質ガラスや、フッ素樹脂をコーティングし、ベルトとの摺動性を向上させてもよい。本実施形態では、銀パラジウム合金からなる抵抗発熱層を形成したガラス基板をアルミニウム製の熱伝導部材23に密着させたものを発熱体として使用する。   The portion of the heat conducting member 23 or the substrate 21 that comes into contact with the belt may be coated with amorphous glass or fluororesin to improve the slidability with the belt. In the present embodiment, a glass substrate on which a resistance heating layer made of a silver palladium alloy is formed is in close contact with an aluminum heat conduction member 23 is used as a heating element.

加圧ローラ4の内部には、ヒータランプ7aが配置され、ヒータランプ7aは加圧ローラ4を加熱する。図示しない制御部が電力供給回路を制御して、電力供給回路からヒータランプに電力を供給(通電)する。通電に伴ってヒータランプ7aが発光し、ヒータランプ7aの輻射によって加圧ローラ4全体が加熱される。本実施形態では、定格電力300Wのヒータランプ7aが使用される。この実施形態において前記制御部は、主としてマイクロコンピュータがあらかじめ用意された制御プログラムを実行することにより制御を行うことによりその機能が実現される。なお、電力供給回路に対する操作やシートのサイズを検出するための入出力回路が制御部に含まれる。   A heater lamp 7 a is disposed inside the pressure roller 4, and the heater lamp 7 a heats the pressure roller 4. A control unit (not shown) controls the power supply circuit to supply power to the heater lamp from the power supply circuit. The heater lamp 7a emits light with energization, and the entire pressure roller 4 is heated by the radiation of the heater lamp 7a. In the present embodiment, a heater lamp 7a with a rated power of 300 W is used. In this embodiment, the function of the control unit is realized by performing control mainly by the microcomputer executing a control program prepared in advance. The control unit includes an input / output circuit for detecting an operation on the power supply circuit and a sheet size.

また発熱体については、制御部が電力供給回路を制御し、基板21上の抵抗発熱層に電力を供給(通電)する。通電に伴って抵抗発熱層がジュール熱によって発熱し、その熱が基板21に伝わり、さらに熱伝導部材23を経て定着ベルト5に伝わる。本実施形態においては、全幅サイズの最大発熱量につき定格電力1200Wの抵抗発熱体が使用される。   For the heating element, the control unit controls the power supply circuit and supplies (energizes) power to the resistance heating layer on the substrate 21. Along with energization, the resistance heating layer generates heat due to Joule heat, and the heat is transmitted to the substrate 21 and further to the fixing belt 5 through the heat conducting member 23. In the present embodiment, a resistance heating element having a rated power of 1200 W is used for the maximum heat generation amount of the full width size.

定着ベルト5は、定着ユニット2に装着しない状態で直径が50mmである。定着ベルト5は、基材、弾性層および離型層の3層構成である。基材は、ポリイミドなどの耐熱樹脂、または、ステンレスおよびニッケルなどの金属材料により、中空円筒状に形成される。基材の表面には、耐熱性および弾性に優れた、たとえばシリコンゴムなどのエラストマー材料からなる弾性層が形成される。弾性層の表面には、耐熱性および離型性に優れた、たとえばPFAまたはPTFEなどのフッ素樹脂である合成樹脂材料からなる離型層が形成される。本実施形態においては、基材として、厚さ50μmのポリイミドが用いられ、弾性層として、厚さ150μmのシリコンゴムが用いられ、離型層として、厚さ30μmのPFAチューブが用いられる。   The fixing belt 5 has a diameter of 50 mm when not attached to the fixing unit 2. The fixing belt 5 has a three-layer structure including a base material, an elastic layer, and a release layer. The base material is formed in a hollow cylindrical shape from a heat-resistant resin such as polyimide, or a metal material such as stainless steel and nickel. An elastic layer made of an elastomer material such as silicon rubber, which is excellent in heat resistance and elasticity, is formed on the surface of the base material. On the surface of the elastic layer, a release layer made of a synthetic resin material which is excellent in heat resistance and release properties, for example, a fluororesin such as PFA or PTFE is formed. In the present embodiment, polyimide having a thickness of 50 μm is used as the base material, silicon rubber having a thickness of 150 μm is used as the elastic layer, and a PFA tube having a thickness of 30 μm is used as the release layer.

≪発熱体と電力供給回路の第1実施形態≫
図3は、発熱体6の第1の詳細な構成例を示す図である。図3に示す発熱体6は、細長いアルミナセラミック製の基板21の表面に銀パラジウム合金からなる5つの抵抗発熱層25a,25b,25c,25d,25eを有している。それらの抵抗発熱層は基板21の長手方向に直列に並んでいる。
基板一端側の抵抗発熱層25aの一端側には、端部電極層としての電極27aが設けられている。抵抗発熱層25aに隣り合う抵抗発熱層25bとの間には、中間電極層としての電極27bが設けられている。電極27aと27bとの間に電源電圧が印加されることにより抵抗発熱層25aが発熱する。
<< First Embodiment of Heating Element and Power Supply Circuit >>
FIG. 3 is a diagram showing a first detailed configuration example of the heating element 6. The heating element 6 shown in FIG. 3 has five resistance heating layers 25a, 25b, 25c, 25d, and 25e made of silver-palladium alloy on the surface of an elongated alumina ceramic substrate 21. These resistance heating layers are arranged in series in the longitudinal direction of the substrate 21.
An electrode 27a as an end electrode layer is provided on one end side of the resistance heating layer 25a on one end side of the substrate. An electrode 27b as an intermediate electrode layer is provided between the resistance heating layer 25b adjacent to the resistance heating layer 25a. When the power supply voltage is applied between the electrodes 27a and 27b, the resistance heating layer 25a generates heat.

さらに、隣り合う抵抗発熱層25bと25cの間、25cと25dの間、25dと25eの間にそれぞれ中間電極としての電極27c、27d、27eが形成されている。抵抗発熱層25の基板他端側に端部電極としての電極27fが形成されている。
中央の抵抗発熱層25cの一端側の電極27cと電極27dを隔てた電極27eとは、配線層29aで接続されている。また、抵抗発熱層25cの他端側の電極27dと電極27cを隔てた電極27bとは、配線層29bで接続されている。
Furthermore, electrodes 27c, 27d, and 27e as intermediate electrodes are formed between the adjacent resistance heating layers 25b and 25c, between 25c and 25d, and between 25d and 25e, respectively. An electrode 27 f as an end electrode is formed on the other end side of the substrate of the resistance heating layer 25.
The electrode 27c on one end side of the central resistance heating layer 25c and the electrode 27e separating the electrode 27d are connected by a wiring layer 29a. The electrode 27d on the other end side of the resistance heating layer 25c and the electrode 27b separating the electrode 27c are connected by a wiring layer 29b.

端部電極層としての電極27aおよび27fを除き、中間電極層としての電極27b〜27eのうち一つおきに並ぶ半数は配線層29aに接続され、残りの半数は配線層29bに接続されている。電極27a〜27fおよび配線層29a、29bは、低抵抗の銀(Ag)ペーストで形成され発熱がほとんどない材料で基板21上に形成される。中間電極層としての電極27b〜27eの部分は非発熱領域となるが、基板長手方向の幅を1mm程度と小さくすることにより、抵抗発熱層と比べた温度の局部的な落ち込みを防ぐことができる。   Except for the electrodes 27a and 27f as end electrode layers, half of the electrodes 27b to 27e as intermediate electrode layers arranged every other one are connected to the wiring layer 29a, and the remaining half are connected to the wiring layer 29b. . The electrodes 27a to 27f and the wiring layers 29a and 29b are formed on the substrate 21 with a material that is formed of a low resistance silver (Ag) paste and hardly generates heat. The portions of the electrodes 27b to 27e as the intermediate electrode layers are non-heat generation regions, but by making the width in the longitudinal direction of the substrate as small as about 1 mm, it is possible to prevent a local drop in temperature compared to the resistance heat generation layer. .

配線層29aと29bとは、直列に並ぶ抵抗発熱層25a〜25eを隔てて互いに反対の側に形成される。互いが交差することのないようにするためである。
各抵抗発熱層の長さ、幅、厚みを等しくすることで、各抵抗発熱層の発熱量を等しくすることができる。また基板端部からの熱逃げを補正するために、端の抵抗発熱層25a、25eを他の抵抗発熱層25b〜25dより幅を狭くして細長くしたり基板長手方向の長さを小さくしたりすることにより発熱量が若干多くなるようにしてもよい。
The wiring layers 29a and 29b are formed on opposite sides of the resistance heating layers 25a to 25e arranged in series. This is so that they do not cross each other.
By making the length, width, and thickness of each resistance heating layer equal, the amount of heat generated by each resistance heating layer can be made equal. Further, in order to correct the heat escape from the edge of the substrate, the resistance heating layers 25a and 25e at the ends are made narrower and narrower than the other resistance heating layers 25b to 25d, or the length in the longitudinal direction of the substrate is reduced. By doing so, the calorific value may be slightly increased.

発熱体6の製造方法の一例を説明する。まずセラミック等の基板21を用意する。基板21の上に銀とパラジウムを主成分とするガラスペーストをシルク印刷法等の手法により塗布する。これによって、抵抗発熱層25a〜25eになるべき部分が基板21上にパターニングされる。次に、銀を主成分とした低抵抗のガラスペーストを用いてシルク印刷法等の手法により塗布する。これによって、電極27a〜27fになるべき部分と各電極を結ぶ配線層29a、29bになるべき部分が基板21および抵抗発熱層25a〜25e上にパターニングされる。このように表面にパターニングがなされた基板21を焼成し、最終的に抵抗発熱層、電極、配線を形成する。続いて、その上にガラス等の絶縁ペーストを塗布し、再び焼成する。このとき、端部電極27a、27fおよび配線層29a、29bのうち基板21端部に位置する部分には絶縁ペーストを塗布せず、銀パターンが露出するようにしておく。銀パターンが露出する部分に電力供給回路を接続し、各抵抗発熱層25a〜25eに電源電圧を印加して給電できるようにするためである。以上が発熱体6の製造方法である。   An example of a method for manufacturing the heating element 6 will be described. First, a substrate 21 such as ceramic is prepared. A glass paste mainly composed of silver and palladium is applied on the substrate 21 by a technique such as silk printing. Thereby, portions to be the resistance heating layers 25 a to 25 e are patterned on the substrate 21. Next, it is applied by a technique such as silk printing using a low-resistance glass paste mainly composed of silver. As a result, the portions to be the electrodes 27a to 27f and the portions to be the wiring layers 29a and 29b connecting the electrodes are patterned on the substrate 21 and the resistance heating layers 25a to 25e. The substrate 21 patterned on the surface in this manner is baked to finally form a resistance heating layer, electrodes, and wiring. Subsequently, an insulating paste such as glass is applied thereon and fired again. At this time, the insulating paste is not applied to the portions of the end electrodes 27a and 27f and the wiring layers 29a and 29b located at the end of the substrate 21, so that the silver pattern is exposed. This is because a power supply circuit is connected to a portion where the silver pattern is exposed so that power can be supplied by applying a power supply voltage to each of the resistance heating layers 25a to 25e. The above is the method for manufacturing the heating element 6.

次に、図3の発熱体に電力を供給する電力供給回路について説明する。
図4は、この発明に係る電力供給回路の第1の構成例を示す説明図である。電力供給回路は、画像形成装置に入力される電源と発熱体6との間を接続する回路である。電源は第1、第2の2つの電源端子から供給される。それらの電源端子の間に交流電圧がかかっている。電力供給回路は、発熱体6の端部電極27a、27fおよび配線層29a、29bを前記電源端子と接続する。接続には、電線やコネクタの配線部材が用いられる。
電源供給回路は第1と第2の二つの接続パターンで電源と発熱体6とを接続する。第1の接続パターンは、全幅サイズ(大サイズ)のシートを定着するときの接続パターンである。第2の接続パターンは、全幅サイズより狭い小サイズのシートを定着するときの接続パターンである。図4(a)第1の接続パターンを示しており、図4(b)は第2の接続パターンを示している。
Next, a power supply circuit that supplies power to the heating element of FIG. 3 will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first configuration example of the power supply circuit according to the present invention. The power supply circuit is a circuit that connects between the power source input to the image forming apparatus and the heating element 6. Power is supplied from the first and second power supply terminals. An AC voltage is applied between these power terminals. The power supply circuit connects the end electrodes 27a and 27f and the wiring layers 29a and 29b of the heating element 6 to the power supply terminal. For the connection, a wiring member such as an electric wire or a connector is used.
The power supply circuit connects the power source and the heating element 6 with the first and second connection patterns. The first connection pattern is a connection pattern for fixing a full width sheet (large size). The second connection pattern is a connection pattern for fixing a sheet having a smaller size than the full width size. FIG. 4A shows a first connection pattern, and FIG. 4B shows a second connection pattern.

図4(a)で、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極27aと接続され、また、スイッチ33aを介して配線層29aと接続される。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27fと接続され、また、スイッチ33bを介して配線層29bと接続される。なお、スイッチ33cおよび33dは解放されている。
図4(a)の第1の接続パターンによれば、電極27a、27cおよび27eは電源端子31aと接続され、電極27b、27dおよび27fは電源端子31bと接続される。よって、抵抗発熱層25a〜25eのいずれについても両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。
In FIG. 4A, the first power supply terminal 31a is connected to the end electrode 27a on one end side, and is connected to the wiring layer 29a via the switch 33a. The second power supply terminal 31b is connected to the electrode 27f as the end electrode on the other end side, and is connected to the wiring layer 29b via the switch 33b. The switches 33c and 33d are released.
According to the first connection pattern of FIG. 4A, the electrodes 27a, 27c and 27e are connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27b, 27d and 27f are connected to the power supply terminal 31b. Therefore, in both of the resistance heating layers 25a to 25e, the electrodes at both ends are connected to the power supply terminals 31a and 31b to generate heat.

図4(b)で、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極27aと接続され、また、スイッチ33cを介して配線層29bと接続される。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27fと接続され、また、スイッチ33dを介して配線層29aと接続される。なお、スイッチ33aおよび33bは解放されている。
図4(b)の第2の接続パターンによれば、電極27a、27bおよび27dは電源端子31aと接続され、電極27c、27eおよび27fは電源端子31bと接続される。よって、抵抗発熱層25b、25cおよび25dについては両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。一方、抵抗発熱層25aについては、両端の電極がいずれも電源端子31aに接続されるため電流が流れず発熱しない。同様に、抵抗発熱層25eについては、両端の電極がいずれも電源端子31bに接続されるため電流が流れず発熱しない。つまり、第2の接続パターンでは、両端の抵抗発熱層25a、25eが発熱せず、中央寄りの3つの抵抗発熱層25b、25cおよび25dが発熱する。
In FIG. 4B, the first power supply terminal 31a is connected to the end electrode 27a on one end side, and is connected to the wiring layer 29b via the switch 33c. The second power supply terminal 31b is connected to the electrode 27f as the end electrode on the other end side, and is connected to the wiring layer 29a via the switch 33d. The switches 33a and 33b are released.
According to the second connection pattern of FIG. 4B, the electrodes 27a, 27b and 27d are connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27c, 27e and 27f are connected to the power supply terminal 31b. Thus, the resistance heat generating layers 25b, 25c and 25d generate heat when the electrodes at both ends are connected to the power supply terminals 31a and 31b. On the other hand, the resistance heating layer 25a does not generate heat because no current flows through it because both electrodes are connected to the power supply terminal 31a. Similarly, the resistance heating layer 25e is not heated because no current flows because both electrodes at both ends are connected to the power supply terminal 31b. That is, in the second connection pattern, the resistance heating layers 25a and 25e at both ends do not generate heat, and the three resistance heating layers 25b, 25c and 25d near the center generate heat.

第1と第2の接続パターンの切り換えは、スイッチ33a〜33dのオンとオフを切り換えることにより実現される。これらのスイッチのオンとオフは前述の制御部によって制御される。制御部は、給送されたシートが全幅サイズか小サイズかを検出し、全幅サイズの場合は第1の接続パターンにスイッチ33a〜33dを切り換え、小サイズの場合は、第2の接続パターンにスイッチ33a〜33d切り換える。こうして、シートサイズに応じて発熱領域が切り換えられる。従って、小サイズシートが給送されたときに端部の昇温を抑制することができる。   Switching between the first and second connection patterns is realized by switching on and off the switches 33a to 33d. The on / off of these switches is controlled by the aforementioned control unit. The control unit detects whether the fed sheet is a full width size or a small size, and switches the switches 33a to 33d to the first connection pattern when the sheet is full width, and changes to the second connection pattern when the sheet is small. Switches 33a to 33d are switched. Thus, the heat generation area is switched according to the sheet size. Therefore, when the small size sheet is fed, the temperature rise at the end can be suppressed.

例えば、全幅サイズがA4横のシートに対応するために、電極27a27fの間隔を320mmとする。抵抗発熱層25a〜25eの長さがいずれも等しい場合、小サイズに対応する電極27bと27eの間隔は192mmとなる。これは、B5横やA4縦のシートの加熱に適した長さである。
しかも、抵抗発熱層25a〜25eはいずれも等しい幅、長さ、厚さで形成することができる。即ち、小サイズ用の抵抗発熱層の抵抗率を全幅サイズ用の抵抗発熱層の抵抗率と異ならせる必要がない。
For example, the interval between the electrodes 27a27f is set to 320 mm in order to correspond to a sheet having a full width size of A4. When the lengths of the resistance heating layers 25a to 25e are all equal, the distance between the electrodes 27b and 27e corresponding to the small size is 192 mm. This is a length suitable for heating a B5 horizontal sheet or an A4 vertical sheet.
Moreover, the resistance heating layers 25a to 25e can be formed with the same width, length, and thickness. That is, it is not necessary to make the resistivity of the resistance heating layer for the small size different from the resistivity of the resistance heating layer for the full width size.

ここで、基板21上の電極27a、27f及び配線層29a、29bと基板外部の配線との接続は、ベリリウム銅の板バネ等を基板21上の電極及び配線の露出部に接触させて行う方法等がある。またスイッチとしてはリレースイッチ、トライアックスイッチ等が使用できる。また電源としては商用電源が使用できる。   Here, the connection between the electrodes 27a and 27f and the wiring layers 29a and 29b on the substrate 21 and the wiring outside the substrate is performed by bringing a beryllium copper leaf spring or the like into contact with the electrode on the substrate 21 and the exposed portion of the wiring. Etc. Moreover, a relay switch, a triac switch, etc. can be used as a switch. Commercial power can be used as the power source.

≪発熱体と電力供給回路の第2実施形態≫
第1の実施形態では、小サイズ用発熱領域は複数の抵抗発熱体で構成されるが、全幅サイズ用発熱領域は小サイズ用発熱領域の両端に一つの抵抗発熱体をそれぞれ付加したものである。第2の実施形態では、小サイズ用発熱領域の両端に複数の抵抗発熱体を付加する構成が実現可能であることを示す。
<< Second Embodiment of Heating Element and Power Supply Circuit >>
In the first embodiment, the small size heat generating area is composed of a plurality of resistance heat generating elements, but the full width size heat generating area is obtained by adding one resistance heat generating element to both ends of the small size heat generating area. . In the second embodiment, it is shown that a configuration in which a plurality of resistance heating elements are added to both ends of the small-size heating region can be realized.

図5はこの発明に係る発熱体の第2の構成例を示す説明図である。
基板21、抵抗発熱層25a〜25eおよび電極27a〜27fは図3の発熱体6と同様である。電極の総数は6であるから、この実施形態はM=3の場合に相当する。図3と異なるのは配線層のパターンである。図5の発熱体6は、配線層29c,29d,29eおよび29fを備える。
FIG. 5 is an explanatory view showing a second configuration example of the heating element according to the present invention.
The substrate 21, the resistance heating layers 25a to 25e, and the electrodes 27a to 27f are the same as the heating element 6 in FIG. Since the total number of electrodes is 6, this embodiment corresponds to the case of M = 3. What is different from FIG. 3 is a wiring layer pattern. The heating element 6 of FIG. 5 includes wiring layers 29c, 29d, 29e, and 29f.

中央の抵抗発熱層25cの一端側の電極27cと電極27bを隔てた電極27aとは、配線層29cで接続されている。また、抵抗発熱層25cの他端側の電極27dと電極27eを隔てた電極27fとは、配線層29dで接続されている。さらに、電極27cに対して電極27dを隔てた電極27eは、配線層29eに接続されている。電極27dに対して電極27cを隔てた電極27bは、配線層29fに接続されている。つまり、この実施形態はN=2の場合に相当する。
配線層29cと29eとは、直列に並ぶ抵抗発熱層25a〜25eに対して同じ側に形成される。また、配線層29dと29fとは、抵抗発熱層25a〜25eに対して同じ側に形成される。これに対し、配線層29cと29dとは、抵抗発熱層25a〜25eを隔てて互いに反対の側に形成される。互いが交差することのないようにするためである。
各抵抗発熱層の長さ、幅、厚みを等しくすることで、各抵抗発熱層の発熱量を等しくすることができる。
The electrode 27c on one end side of the central resistance heating layer 25c and the electrode 27a separating the electrode 27b are connected by a wiring layer 29c. The electrode 27d on the other end side of the resistance heating layer 25c and the electrode 27f separating the electrode 27e are connected by a wiring layer 29d. Furthermore, the electrode 27e that separates the electrode 27d from the electrode 27c is connected to the wiring layer 29e. The electrode 27b that separates the electrode 27c from the electrode 27d is connected to the wiring layer 29f. That is, this embodiment corresponds to the case where N = 2.
The wiring layers 29c and 29e are formed on the same side with respect to the resistance heating layers 25a to 25e arranged in series. The wiring layers 29d and 29f are formed on the same side with respect to the resistance heating layers 25a to 25e. On the other hand, the wiring layers 29c and 29d are formed on opposite sides of the resistance heating layers 25a to 25e. This is so that they do not cross each other.
By making the length, width, and thickness of each resistance heating layer equal, the amount of heat generated by each resistance heating layer can be made equal.

次に、図5の発熱体に電力を供給する電力供給回路について説明する。
図6は、この発明に係る電力供給回路の第2の構成例を示す説明図である。図6に示す電源および電源端子31aおよび31bは図4と同様である。スイッチも図4と同様のものを4つ使用するが、符号は図4との混同を防ぐために図4と異なる33e〜33hを付している。
電源供給回路は第1と第2の二つの接続パターンで電源と発熱体6とを接続する。第1の接続パターンは、全幅サイズ(大サイズ)のシートを定着するときの接続パターンである。第2の接続パターンは、全幅サイズより狭い小サイズのシートを定着するときの接続パターンである。図6(a)は第1の接続パターンを示しており、図6(b)は第2の接続パターンを示している。
Next, a power supply circuit that supplies power to the heating element of FIG. 5 will be described.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a second configuration example of the power supply circuit according to the present invention. The power supply and power supply terminals 31a and 31b shown in FIG. 6 are the same as those in FIG. Four switches similar to those in FIG. 4 are used, but the reference numerals 33e to 33h are different from those in FIG. 4 in order to prevent confusion with FIG.
The power supply circuit connects the power source and the heating element 6 with the first and second connection patterns. The first connection pattern is a connection pattern for fixing a full width sheet (large size). The second connection pattern is a connection pattern for fixing a sheet having a smaller size than the full width size. FIG. 6A shows the first connection pattern, and FIG. 6B shows the second connection pattern.

図6(a)で、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極としての電極27aと接続され、また、スイッチ33eを介して配線層29eと接続される。電極27aに対して電極27bを隔てた電極27cは、配線層29cによって電極27aと接続されている。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27fと接続され、また、スイッチ33fを介して配線層29dと接続される。電極27fに対して電極27eを隔てた電極27dは、配線層29dによって電極27fと接続されている。なお、スイッチ33gおよび33hは解放されている。   In FIG. 6A, the first power supply terminal 31a is connected to an electrode 27a as an end electrode on one end side, and is connected to the wiring layer 29e via a switch 33e. The electrode 27c that separates the electrode 27b from the electrode 27a is connected to the electrode 27a by the wiring layer 29c. The second power supply terminal 31b is connected to an electrode 27f as an end electrode on the other end side, and is connected to the wiring layer 29d via a switch 33f. The electrode 27d that separates the electrode 27e from the electrode 27f is connected to the electrode 27f by the wiring layer 29d. The switches 33g and 33h are released.

図6(a)の第1の接続パターンによれば、電極27a、27cおよび27eは電源端子31aと接続され、電極27b、27dおよび27fは電源端子31bと接続される。よって、抵抗発熱層25a〜25eのいずれについても両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。
図6(b)で、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極としての電極27aと接続され、また、スイッチ33gおよび配線層29fを介して電極27bと接続される。電極27cは配線層29cを介して電極27aと接続されている。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27fと接続され、また、スイッチ33hおよび配線層29eを介して電極27eと接続される。電極27dは配線層29dを介して電極27fと接続されている。なお、スイッチ33eおよび33hは解放されている。
According to the first connection pattern of FIG. 6A, the electrodes 27a, 27c and 27e are connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27b, 27d and 27f are connected to the power supply terminal 31b. Therefore, in both of the resistance heating layers 25a to 25e, the electrodes at both ends are connected to the power supply terminals 31a and 31b to generate heat.
In FIG. 6B, the first power supply terminal 31a is connected to an electrode 27a as an end electrode on one end side, and is connected to the electrode 27b via a switch 33g and a wiring layer 29f. The electrode 27c is connected to the electrode 27a through the wiring layer 29c. The second power supply terminal 31b is connected to an electrode 27f as an end electrode on the other end side, and is connected to the electrode 27e via the switch 33h and the wiring layer 29e. The electrode 27d is connected to the electrode 27f through the wiring layer 29d. The switches 33e and 33h are released.

図6(b)の第2の接続パターンによれば、電極27a、27bおよび27cは電源端子31aと接続され、電極27d、27eおよび27fは電源端子31bと接続される。よって、抵抗発熱層25cについては両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。一方、抵抗発熱層25aおよび25bについては、両端の電極がいずれも電源端子31aに接続されるため電流が流れず発熱しない。同様に、抵抗発熱層25dおよび25eについては、両端の電極がいずれも電源端子31bに接続されるため電流が流れず発熱しない。つまり、第2の接続パターンでは、両端の抵抗発熱層25a、25b、25dおよび25eが発熱せず、中央の抵抗発熱層25cのみが発熱する。   According to the second connection pattern of FIG. 6B, the electrodes 27a, 27b and 27c are connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27d, 27e and 27f are connected to the power supply terminal 31b. Therefore, the resistance heating layer 25c generates heat by connecting the electrodes at both ends to the power supply terminals 31a and 31b. On the other hand, the resistance heating layers 25a and 25b are not heated because no current flows because both electrodes are connected to the power supply terminal 31a. Similarly, the resistance heating layers 25d and 25e do not generate heat because no current flows because both electrodes are connected to the power supply terminal 31b. That is, in the second connection pattern, the resistance heating layers 25a, 25b, 25d and 25e at both ends do not generate heat, and only the central resistance heating layer 25c generates heat.

第1と第2の接続パターンの切り換えは、スイッチ33e〜33hのオンとオフを切り換えることにより実現される。これらのスイッチのオンとオフは前述の制御部により、シートサイズに応じて制御される。   Switching between the first and second connection patterns is realized by switching on and off the switches 33e to 33h. The on / off of these switches is controlled according to the sheet size by the control unit described above.

第2の実施形態は、図3と同様に5つの抵抗発熱層を有する構成において、小サイズ用発熱領域の両端に複数の抵抗発熱体を付加して全幅サイズにすることができることを示したものである。ここで、例えば、全幅サイズがA4横のシートに対応するために、電極27a27fの間隔を320mmとし、抵抗発熱層25a〜25eの長さがいずれも等しい場合、小サイズに対応する電極27cの幅は64mmとなる。これは、L判縦の幅89ミリメートルよりも狭く、実用的なサイズとはいえないかもしれない。しかし、第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせることにより、小サイズを複数の抵抗発熱層で構成しかつ小サイズ用発熱領域の両端に複数の抵抗発熱体を付加して全幅サイズを構成することが可能になる。これが、以下に説明する第3の実施形態である。   The second embodiment shows that in the configuration having five resistance heating layers as in FIG. 3, a plurality of resistance heating elements can be added to both ends of the small size heating area to make the full width size. It is. Here, for example, when the width of the electrodes 27a27f is set to 320 mm and the lengths of the resistance heating layers 25a to 25e are all equal in order to correspond to a sheet having an A4 width, the width of the electrode 27c corresponding to the small size. Is 64 mm. This is narrower than the L-size vertical width of 89 millimeters and may not be a practical size. However, by combining the first embodiment and the second embodiment, a small size is configured by a plurality of resistance heating layers, and a plurality of resistance heating elements are added to both ends of the small size heating region to increase the full width size. It becomes possible to configure. This is the third embodiment described below.

≪発熱体と電力供給回路の第3実施形態≫
第3の実施形態によれば、小サイズを複数の抵抗発熱層で構成しかつ小サイズ用発熱領域の両端に複数の抵抗発熱体を付加して全幅サイズを構成することができる。
図7はこの発明に係る発熱体の第3の構成例を示す説明図である。
図7に示すように、この実施形態では、基板21の長手方向に19個の抵抗発熱層25a〜25sが直列に並んで形成され、それに対応して20個の電極27a〜27tが形成されている。つまり、この実施形態はM=10の場合に相当する。そして4つの配線層29c,29d,29eおよび29fを備える。
<< Third Embodiment of Heating Element and Power Supply Circuit >>
According to the third embodiment, it is possible to configure a small size by a plurality of resistance heating layers and add a plurality of resistance heating elements to both ends of the small size heating region to configure the full width size.
FIG. 7 is an explanatory view showing a third configuration example of the heating element according to the present invention.
As shown in FIG. 7, in this embodiment, 19 resistance heating layers 25a to 25s are formed in series in the longitudinal direction of the substrate 21, and 20 electrodes 27a to 27t are formed correspondingly. Yes. That is, this embodiment corresponds to the case where M = 10. Four wiring layers 29c, 29d, 29e and 29f are provided.

中央の抵抗発熱層25jの一端側の電極27jを含んで一つおきにならぶ電極のうち他端側から8個の電極27f、27h、27j、27l、27n、27p、27r、27tは、配線層29cに接続されている。残る電極27bおよび27dは、配線層29dに接続されている。また、抵抗発熱層25jの他端側の電極27kを含んで一つおきに並ぶ電極のうち一端側から8個の電極27a、27c、27e、27g、27i、27k、27m、27oは、配線層29dに接続されている。さらに、電極27cに対して電極27dを隔てた電極27eは、配線層29eに接続されている。残る電極27qおよび27sは、配線層29fに接続されている。つまり、この実施形態は、N=8の場合に相当する。   Among the electrodes arranged alternately, including the electrode 27j on one end side of the central resistance heating layer 25j, eight electrodes 27f, 27h, 27j, 27l, 27n, 27p, 27r, and 27t from the other end side are wiring layers. 29c. The remaining electrodes 27b and 27d are connected to the wiring layer 29d. In addition, eight electrodes 27a, 27c, 27e, 27g, 27i, 27k, 27m, and 27o from one end side among the electrodes arranged alternately including the other end side electrode 27k of the resistance heating layer 25j are wiring layers. 29d. Furthermore, the electrode 27e that separates the electrode 27d from the electrode 27c is connected to the wiring layer 29e. The remaining electrodes 27q and 27s are connected to the wiring layer 29f. That is, this embodiment corresponds to the case of N = 8.

配線層29cは第1配線層、配線層29dは第2配線層、配線層29eは第3配線層、配線層29fは第4配線層に相当する。そして、第1配線層は他端側から8個の電極に接続され、第2配線層は逆に一端側から8個の電極に接続され、両者は一つおきに交互に電極に接続されている。そして、第3配線層は、第1配線層に接続されずに他端側の残る電極に接続され、第2配線層と交互に接続されている。第4配線層は、第2配線層に接続されずに一端側の残る電極に接続され、第1配線層と交互に接続されている。   The wiring layer 29c corresponds to the first wiring layer, the wiring layer 29d corresponds to the second wiring layer, the wiring layer 29e corresponds to the third wiring layer, and the wiring layer 29f corresponds to the fourth wiring layer. The first wiring layer is connected to the eight electrodes from the other end side, and the second wiring layer is connected to the eight electrodes from the one end side, and both are alternately connected to the electrodes. Yes. The third wiring layer is connected to the remaining electrode on the other end side without being connected to the first wiring layer, and is alternately connected to the second wiring layer. The fourth wiring layer is not connected to the second wiring layer but is connected to the remaining electrode on one end side, and is alternately connected to the first wiring layer.

配線層29cと29eとは、直列に並ぶ抵抗発熱層25a〜25sに対して同じ側に形成される。また、配線層29dと29fとは、抵抗発熱層25a〜25eに対して同じ側に形成される。これに対し、配線層29cと29dとは、抵抗発熱層25a〜25eを隔てて互いに反対の側に形成される。互いが交差することのないようにするためである。
各抵抗発熱層の長さ、幅、厚みを等しくすることで、各抵抗発熱層の発熱量を等しくすることができる。
The wiring layers 29c and 29e are formed on the same side with respect to the resistance heating layers 25a to 25s arranged in series. The wiring layers 29d and 29f are formed on the same side with respect to the resistance heating layers 25a to 25e. On the other hand, the wiring layers 29c and 29d are formed on opposite sides of the resistance heating layers 25a to 25e. This is so that they do not cross each other.
By making the length, width, and thickness of each resistance heating layer equal, the amount of heat generated by each resistance heating layer can be made equal.

次に、図7の発熱体に電力を供給する電力供給回路について説明する。
図8および図9は、この発明に係る電力供給回路の第2の構成例を示す説明図である。図8に示す電源および電源端子31aおよび31bは図6と同様である。スイッチも図6と同様のものを4つ使用する。
Next, a power supply circuit that supplies power to the heating element of FIG. 7 will be described.
8 and 9 are explanatory diagrams showing a second configuration example of the power supply circuit according to the present invention. The power supply and power supply terminals 31a and 31b shown in FIG. 8 are the same as those in FIG. Four switches similar to those in FIG. 6 are used.

電源供給回路は第1と第2の二つの接続パターンで電源と発熱体6とを接続する。図8は第1の接続パターンを示し、図9は第2の接続パターンを示す。図8に示す第1の接続パターンは、全幅サイズ(大サイズ)のシートを定着するときの接続パターンである。図9に示す第2の接続パターンは、全幅サイズより狭い小サイズのシートを定着するときの接続パターンである。   The power supply circuit connects the power source and the heating element 6 with the first and second connection patterns. FIG. 8 shows a first connection pattern, and FIG. 9 shows a second connection pattern. The first connection pattern shown in FIG. 8 is a connection pattern for fixing a sheet having a full width (large size). The second connection pattern shown in FIG. 9 is a connection pattern for fixing a small-sized sheet narrower than the full width size.

図8で、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極としての電極27aと接続され、また、スイッチ33eおよび配線層29fを介して電極27qおよび27sと接続される。また、電極27aと配線層29dを介して電極27c、27e、27g、27i、27k、27mおよび27oと接続されている。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27tと接続され、また、スイッチ33fおよび配線層29eを介して電極27bおよび27dと接続される。電極27fと配線層29cを介して電極27f、27h、27j、27l、27n、27p、27rと接続される。なお、スイッチ33gおよび33hは解放されている。   In FIG. 8, the first power supply terminal 31a is connected to an electrode 27a as an end electrode on one end side, and is connected to electrodes 27q and 27s via a switch 33e and a wiring layer 29f. Further, the electrodes 27c, 27e, 27g, 27i, 27k, 27m, and 27o are connected to each other through the electrode 27a and the wiring layer 29d. The second power supply terminal 31b is connected to the electrode 27t as the end electrode on the other end side, and is connected to the electrodes 27b and 27d via the switch 33f and the wiring layer 29e. The electrodes 27f, 27h, 27j, 27l, 27n, 27p, and 27r are connected through the electrode 27f and the wiring layer 29c. The switches 33g and 33h are released.

図8の第1の接続パターンによれば、一端側から奇数番目の電極27a、27c、27e、27g、27i、27k、27m、27o、27qおよび27sは電源端子31aと接続され、他端側から奇数番目、すなわち、一端側から偶数番目の電極27b、27d、27f、27h、27j、27l、27n、27p、27rおよび27tは電源端子31bと接続される。よって、抵抗発熱層25a〜25sのいずれについても両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。   According to the first connection pattern of FIG. 8, odd-numbered electrodes 27a, 27c, 27e, 27g, 27i, 27k, 27m, 27o, 27q and 27s from one end side are connected to the power supply terminal 31a and from the other end side. The odd-numbered, ie, even-numbered electrodes 27b, 27d, 27f, 27h, 27j, 27l, 27n, 27p, 27r, and 27t from one end side are connected to the power supply terminal 31b. Therefore, in any of the resistance heating layers 25a to 25s, the electrodes at both ends are connected to the power supply terminals 31a and 31b to generate heat.

これに対し、図9の第2の接続パターンによれば、第1の電源端子31aは、一端側の端部電極としての電極27aと接続され、さらに配線層29dを介して電極27c、27e、27g、27i、27k、27mおよび27oと接続されている。また、スイッチ33gおよび配線層29eを介して電極27bおよび27dと接続される。第2の電源端子31bは、他端側の端部電極としての電極27tと接続され、さらに、配線層29cを介して電極27f、27h、27j、27l、27n、27p、27rと接続される。また、スイッチ33hおよび配線層29fを介して電極27qおよび27sと接続される。なお、スイッチ33eおよび33fは解放されている。   On the other hand, according to the second connection pattern of FIG. 9, the first power supply terminal 31a is connected to the electrode 27a as the end electrode on one end side, and further, the electrodes 27c, 27e, 27g, 27i, 27k, 27m and 27o are connected. Further, it is connected to the electrodes 27b and 27d through the switch 33g and the wiring layer 29e. The second power supply terminal 31b is connected to an electrode 27t as an end electrode on the other end side, and is further connected to electrodes 27f, 27h, 27j, 27l, 27n, 27p, and 27r through a wiring layer 29c. Further, it is connected to the electrodes 27q and 27s through the switch 33h and the wiring layer 29f. The switches 33e and 33f are released.

図9の第2の接続パターンによれば、一端側から順番に並ぶ電極27a、27b、27c、27d、27eは電源端子31aと接続され、さらに電極27eから一つおきに並ぶ電極27g、27i、27k、27mおよび27oは電源端子31aと接続される。一方、他端側から順番に並ぶ電極27t、27s、27r、27q、27pは電源端子31bと接続され、さらに電極27pから一つおきに並ぶ電極27n、27l、27j、27h、および27fは電源端子31bと接続される。よって、中央寄りの抵抗発熱層25e〜25oについては両端の電極が電源端子31aと31bとに接続されて発熱する。   According to the second connection pattern of FIG. 9, the electrodes 27a, 27b, 27c, 27d, 27e arranged in order from one end side are connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27g, 27i, 27k, 27m and 27o are connected to the power supply terminal 31a. On the other hand, the electrodes 27t, 27s, 27r, 27q, and 27p arranged in order from the other end side are connected to the power supply terminal 31b, and the electrodes 27n, 27l, 27j, 27h, and 27f arranged alternately from the electrode 27p are the power supply terminals. 31b. Therefore, in the resistance heating layers 25e to 25o closer to the center, the electrodes at both ends are connected to the power supply terminals 31a and 31b to generate heat.

一方、一端寄りの抵抗発熱層25a〜25dについては、両端の電極がいずれも電源端子31aに接続されるため電流が流れず発熱しない。同様に、他端寄りの抵抗発熱層25p〜25sについては、両端の電極がいずれも電源端子31bに接続されるため電流が流れず発熱しない。   On the other hand, the resistance heating layers 25a to 25d near one end do not generate heat because no current flows because the electrodes at both ends are connected to the power supply terminal 31a. Similarly, the resistance heat generating layers 25p to 25s near the other end are not heated because no current flows because the electrodes on both ends are connected to the power supply terminal 31b.

第1と第2の接続パターンの切り換えは、スイッチ33e〜33hのオンとオフを切り換えることにより実現される。これらのスイッチのオンとオフは前述の制御部により、シートサイズに応じて制御される。   Switching between the first and second connection patterns is realized by switching on and off the switches 33e to 33h. The on / off of these switches is controlled according to the sheet size by the control unit described above.

この実施形態では、小サイズを11個の抵抗発熱層25e〜25oで構成しかつ小サイズ用発熱領域の一端側に4個の抵抗発熱層25a〜25dを、他端側に4個の抵抗発熱層25p〜25sをそれぞれ付加して全幅サイズを構成することができる。   In this embodiment, the small size is composed of eleven resistance heating layers 25e to 25o, four resistance heating layers 25a to 25d are provided on one end side of the small size heating region, and four resistance heating layers are provided on the other end side. Each layer 25p-25s can be added to form a full width size.

当業者には自明であるが、抵抗発熱層の総数はこの実施形態の19個に限定されず、総数が奇数個であれば増やすことも減らすことも可能である。抵抗発熱層の総数は5個以上である。抵抗発熱層の両端に設けられる電極の総数、すなわち、中間電極層と端部電極層とをあわせた電極の総数は6個以上である。よって、電極の総数と2×M個とするとき、Mは3以上の整数である。   As is obvious to those skilled in the art, the total number of resistance heating layers is not limited to 19 in this embodiment, and can be increased or decreased if the total number is an odd number. The total number of resistance heating layers is 5 or more. The total number of electrodes provided at both ends of the resistance heating layer, that is, the total number of electrodes including the intermediate electrode layer and the end electrode layer is 6 or more. Therefore, when the total number of electrodes is 2 × M, M is an integer of 3 or more.

また、これも当業者には自明であるが、中央寄りの抵抗発熱層の幾つを合わせて小サイズ用とするかについても、この実施形態の11個に限定されず、総数が奇数個であれば増やすことも減らすことも可能である。配線層29dと29fの境界を変更し、また、配線層29cと29eの境界を変更することにより、例えば、小サイズを中央寄り9個の抵抗発熱層にしたり、13個の抵抗発熱層にしたり、他の個数にすることも可能である。   Also, as is obvious to those skilled in the art, the number of resistance heating layers closer to the center is not limited to 11 in this embodiment, and the total number may be an odd number. It can be increased or decreased. By changing the boundary between the wiring layers 29d and 29f and changing the boundary between the wiring layers 29c and 29e, for example, the small size can be changed to nine resistance heating layers near the center or 13 resistance heating layers. Other numbers are also possible.

≪発熱体と電力供給回路の第4実施形態≫
第1〜第3実施形態は、いずれも全幅サイズと小サイズの2つのサイズの切換えを行っているが、この発明においては、切換え可能なサイズの数をさらに増やすこともできる。
図10は、この発明に係る発熱体および電力供給回路の第4の構成例を示す説明図である。図10は、全幅サイズ、中サイズおよび小サイズの3種類のサイズに切換え可能な構成例を示している。例えば、全幅サイズがA4長手方向、中サイズがB4短手方向、小サイズがA4短手方向のサイズに対応する。
<< Fourth Embodiment of Heating Element and Power Supply Circuit >>
In each of the first to third embodiments, switching between the full width size and the small size is performed, but in the present invention, the number of sizes that can be switched can be further increased.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a fourth configuration example of the heating element and the power supply circuit according to the present invention. FIG. 10 shows a configuration example that can be switched to three types of sizes, full width size, medium size, and small size. For example, the full width size corresponds to the A4 longitudinal direction, the middle size corresponds to the B4 short direction, and the small size corresponds to the A4 short direction.

基板21、抵抗発熱層25a〜25sおよび電極27a〜27tは図7の発熱体6と同様である。電極の総数は19である。図7と異なるのは配線層のパターンである。図7の発熱体6は、配線層29c,29d,29g,29h,29iおよび29jを備える。
それらのうち、配線層29cおよび29dは、図7と同じパターンである。すなわち、配線層29cは、電極27f、27h、27j、27l、27n、27p、27rおよび27tに接続される。配線層29dは、電極27a、27c、27e、27g、27i、27k、27mおよび27oに接続される。
The substrate 21, the resistance heating layers 25a to 25s and the electrodes 27a to 27t are the same as the heating element 6 in FIG. The total number of electrodes is 19. What is different from FIG. 7 is the pattern of the wiring layer. 7 includes wiring layers 29c, 29d, 29g, 29h, 29i, and 29j.
Among them, the wiring layers 29c and 29d have the same pattern as in FIG. That is, the wiring layer 29c is connected to the electrodes 27f, 27h, 27j, 27l, 27n, 27p, 27r, and 27t. The wiring layer 29d is connected to the electrodes 27a, 27c, 27e, 27g, 27i, 27k, 27m, and 27o.

一方、図7と異なり、配線層29gは、電極27dに接続される。そして、配線層29hは、電極27bに、配線層29iは電極29qに、配線層29jは電極27sにそれぞれ接続される。
発熱体6の外部には、電源端子31a、31bと接続するための配線およびスイッチが配置されている。スイッチは、33eから33lまで8個ある。いずれも前記制御部により制御される。
On the other hand, unlike FIG. 7, the wiring layer 29g is connected to the electrode 27d. The wiring layer 29h is connected to the electrode 27b, the wiring layer 29i is connected to the electrode 29q, and the wiring layer 29j is connected to the electrode 27s.
Wiring and switches for connecting to the power supply terminals 31a and 31b are arranged outside the heating element 6. There are eight switches from 33e to 33l. Both are controlled by the control unit.

電極27bは、スイッチ33gを介して電源端子31aに接続可能であり、また、スイッチ33fを介して電源端子31bに接続可能である。電極27dは、スイッチ33kを介して電源端子31aに接続可能であり、また、スイッチ33jを介して電源端子33bに接続可能である。電極27qは、スイッチ33iを介して電源端子31aに接続可能であり、また、スイッチ33lを介して電源端子31bに接続可能である。電極27sは、スイッチ33eを介して電源端子31aに接続可能であり、また、スイッチ33hを介して電源端子31bに接続可能である。   The electrode 27b can be connected to the power supply terminal 31a via the switch 33g, and can be connected to the power supply terminal 31b via the switch 33f. The electrode 27d can be connected to the power supply terminal 31a via the switch 33k, and can be connected to the power supply terminal 33b via the switch 33j. The electrode 27q can be connected to the power supply terminal 31a via the switch 33i, and can be connected to the power supply terminal 31b via the switch 33l. The electrode 27s can be connected to the power supply terminal 31a via the switch 33e, and can be connected to the power supply terminal 31b via the switch 33h.

前記制御部がこれらのスイッチを切換えることによって、抵抗発熱層が発熱する領域を全幅サイズ、中サイズ、小サイズに切換えることができる。
切換え制御の考え方は、第1〜第3実施形態と同様である。配線層29dに接続される各電極は、常に電源端子31aと導通している。また、配線層29cと接続される各電極は常に電源端子31bと導通している。
When the control unit switches these switches, the region where the resistance heating layer generates heat can be switched to the full width size, the medium size, and the small size.
The concept of switching control is the same as in the first to third embodiments. Each electrode connected to the wiring layer 29d is always in conduction with the power supply terminal 31a. Each electrode connected to the wiring layer 29c is always in conduction with the power supply terminal 31b.

以上の構成において、全幅サイズの発熱を行わせるには、電極27qおよび27sを電源端子31aと接続し、電極27bおよび27dを電源端子31bと接続すればよい。そのためには、スイッチ33i、33e、33fおよび33jを閉じた状態にし、スイッチ33l、33h、33gおよび33kを解放する。   In the above configuration, to generate heat of the full width size, the electrodes 27q and 27s may be connected to the power supply terminal 31a, and the electrodes 27b and 27d may be connected to the power supply terminal 31b. For this purpose, the switches 33i, 33e, 33f and 33j are closed, and the switches 33l, 33h, 33g and 33k are released.

中サイズの発熱に切換えるには、電極27sを電源端子31bと接続し、電極27bを電源端子31aと接続するように切換えればよい。電極27qは電源端子31aと接続し、電極27dは電源端子31bと接続した状態を保つ。そのためには、スイッチ33i、33h、33gおよび33jを閉じ、スイッチ33l、33e、33fおよび33kを解放する。   In order to switch to medium-sized heat generation, switching may be performed so that the electrode 27s is connected to the power supply terminal 31b and the electrode 27b is connected to the power supply terminal 31a. The electrode 27q is connected to the power supply terminal 31a, and the electrode 27d is kept connected to the power supply terminal 31b. For this purpose, the switches 33i, 33h, 33g and 33j are closed, and the switches 33l, 33e, 33f and 33k are released.

小サイズの発熱に切換えるには、電極27qおよび27sを電源端子31bと接続し、電極27bおよび27dを電源端子31aと接続するように切換えればよい。そのためには、スイッチ33l、33h、33gおよび33kを閉じ、スイッチ33i、33e、33fおよび33jを解放する。これは、図10に示す状態である。   In order to switch to small size heat generation, the electrodes 27q and 27s may be connected to the power supply terminal 31b and the electrodes 27b and 27d may be connected to the power supply terminal 31a. For this purpose, the switches 33l, 33h, 33g and 33k are closed, and the switches 33i, 33e, 33f and 33j are released. This is the state shown in FIG.

以下の実施形態は、全幅サイズ、中サイズおよび小サイズの3種類のサイズに切換え可能な構成例を示したものである。当業者には自明であるが、配線層の数を増やせば、切換え可能なサイズは3種類よりも増やすことができる。また、例えば、配線層29gと29i、あるいはさらに配線層29hと29jを一つおきに並ぶ複数の電極と配線することで、小サイズおよび/または中サイズの幅を狭めたり広げたりする調整が可能である。   The following embodiment shows a configuration example that can be switched to three kinds of sizes, full width size, medium size, and small size. As is obvious to those skilled in the art, if the number of wiring layers is increased, the switchable size can be increased from three types. Further, for example, by wiring the wiring layers 29g and 29i, or the wiring layers 29h and 29j with a plurality of electrodes arranged alternately, it is possible to adjust the width of the small size and / or medium size to be narrowed or widened. It is.

抵抗発熱層の形状は、次のように決めればよい。抵抗発熱層に用いる材料に応じて調整可能な抵抗率の範囲は定まる。印刷の手法を用いて抵抗発熱層を形成する場合、適用可能な材料は限られており、通常、銀とパラジウムを含有したガラスペーストが用いられる。抵抗率の範囲はこれで定まる。一方、幅方向の単位長さあたりに必要な発熱量は、使用するトナーの特性や画像形成装置の仕様、より具体的には、印刷速度、シートの搬送速度、ウォームアップタイム等によって定まる。切換えるべきサイズの大きさと数は、画像形成装置が扱うシートの種類、各シートサイズに応じた印刷速度によって定まる。   The shape of the resistance heating layer may be determined as follows. The adjustable resistivity range is determined depending on the material used for the resistance heating layer. When forming a resistance heating layer using a printing technique, applicable materials are limited, and a glass paste containing silver and palladium is usually used. The resistivity range is determined by this. On the other hand, the amount of heat generated per unit length in the width direction is determined by the characteristics of the toner used, the specifications of the image forming apparatus, more specifically, the printing speed, the sheet conveyance speed, the warm-up time, and the like. The size and number of sizes to be switched are determined by the type of sheets handled by the image forming apparatus and the printing speed corresponding to each sheet size.

そこで、これらの諸条件を満たすように、設計者が抵抗発熱層の総数、各定稿発熱層の形状即ち厚さ、幅、長さを決定すればよい。この発明によれば、切換えるべき各サイズを1以上の抵抗発熱層で構成することができ、サイズに応じて適当な数の抵抗発熱層の数を決定することができる。そして、各抵抗発熱層形状を略同一にすることによって、バラツキが少なく安定した発熱特性を備えた発熱体を提供することができる。   Therefore, in order to satisfy these various conditions, the designer may determine the total number of resistance heating layers and the shape, ie, thickness, width, and length of each draft heating layer. According to the present invention, each size to be switched can be constituted by one or more resistance heating layers, and an appropriate number of resistance heating layers can be determined according to the size. Then, by making the resistance heating layer shapes substantially the same, it is possible to provide a heating element having stable heating characteristics with little variation.

≪定着装置の変形例≫
図11はこの発明の定着装置の図2と異なる構成例を示す説明図である。
図11の定着装置は、回動可能なテンションローラ15を定着ベルト5に当接させ、定着ベルト5の平坦な部分に発熱体6の熱伝導部材23を当接させている。この構成によれば、熱伝導部材23のベルト巻き掛け部の始点と終点での定着ベルト5の屈曲が緩和され、ベルトの耐久性が向上する。また、熱伝導部材23と定着ベルト5との摺動性も向上する。
≪Modification of fixing device≫
FIG. 11 is an explanatory view showing a configuration example different from FIG. 2 of the fixing device of the present invention.
In the fixing device of FIG. 11, a rotatable tension roller 15 is brought into contact with the fixing belt 5, and the heat conducting member 23 of the heating element 6 is brought into contact with a flat portion of the fixing belt 5. According to this configuration, the bending of the fixing belt 5 at the start and end points of the belt winding portion of the heat conducting member 23 is alleviated, and the durability of the belt is improved. Also, the slidability between the heat conducting member 23 and the fixing belt 5 is improved.

テンションローラ15は熱容量が小さいことが望ましい。よって、テンションローラ15には、アルミニウム、SUS、鉄などの薄肉の金属や、アルミニウム、SUS、鉄などの芯金にシリコンスポンジを被覆したものを用いる。一例ではテンションローラは外径φが12ミリメートル、厚みが1ミリメートルのアルミニウムの芯金にシリコンスポンジを被覆したものである。   The tension roller 15 preferably has a small heat capacity. Therefore, the tension roller 15 is made of a thin metal such as aluminum, SUS, or iron, or a core metal such as aluminum, SUS, or iron coated with a silicon sponge. In one example, the tension roller is an aluminum cored bar having an outer diameter φ of 12 millimeters and a thickness of 1 millimeter and covered with a silicon sponge.

前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。   In addition to the embodiments described above, there can be various modifications of the present invention. These modifications should not be construed as not belonging to the scope of the present invention. The present invention should include the meaning equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

1:画像形成装置
2:定着ユニット
3:定着ローラ
4:加圧ローラ
5:定着ベルト
6:発熱体
7a:ヒータランプ
10:第1サーミスタ
11:第2サーミスタ
12:定着ニップ部
13:シート
14:トナー画像
15:テンションローラ
21:基板
23:熱伝導部材
25a,25b,25c,25d,25e,・・・,25s:抵抗発熱層
27a,27b,27c,25d,27e,27f・・・,27t:電極
29a,29b,29c,29d,・・・,29h:配線層
31a,31b:電源端子
33a,33b,33c,33d,33e,33f,33g,33h・・・,33l:スイッチ
51:第1可視像形成ユニット
52:第2可視像形成ユニット
53:第3可視像形成ユニット
54:第4可視像形成ユニット
55:中間転写ベルト
56:2次転写ユニット
57:内部給送ユニット
58:手差し給送ユニット
59,65,66,67:感光体
60:帯電ユニット
61:現像ユニット
62:1次転写ユニット
63:クリーニングユニット
64:レーザー光源
68,69:テンションローラ
70:廃トナーボックス
71:定着部
72:加圧部
73,74:給送ローラ
1: image forming apparatus 2: fixing unit 3: fixing roller 4: pressure roller 5: fixing belt 6: heating element 7a: heater lamp 10: first thermistor 11: second thermistor 12: fixing nip 13: sheet 14: Toner image 15: Tension roller 21: Substrate 23: Heat conducting members 25a, 25b, 25c, 25d, 25e,..., 25s: Resistance heating layers 27a, 27b, 27c, 25d, 27e, 27f,. Electrodes 29a, 29b, 29c, 29d,..., 29h: wiring layers 31a, 31b: power supply terminals 33a, 33b, 33c, 33d, 33e, 33f, 33g, 33h,. Visual image forming unit 52: second visible image forming unit 53: third visible image forming unit 54: fourth visible image forming unit 55: intermediate transfer belt 5 : Secondary transfer unit 57: internal feeding unit 58: manual feeding unit 59, 65, 66, 67: photoconductor 60: charging unit 61: developing unit 62: primary transfer unit 63: cleaning unit 64: laser light source 68 , 69: tension roller 70: waste toner box 71: fixing unit 72: pressure unit 73, 74: feeding roller

Claims (2)

回動可能な無端ベルトと、前記無端ベルトを内外両側から挟んで回動させ、トナー画像が転写されたシートを前記無端ベルトと共に挟んで搬送する第1および第2のローラと、(1)前記無端ベルトの回動方向と直行する幅方向にのびる基板、(2)その基板の表面に幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層、(3)隣りあう抵抗発熱層に挟まれてそれら抵抗発熱層に共通の電極をなす中間電極層、(4)一端および他端の抵抗発熱層において中間電極層と反対側に設けられる端部電極層および(5)前記中間電極層に接続される配線層を含み前記無端ベルトに熱を供給する発熱体とを備え、前記配線層が回動方向において前記抵抗発熱層の一方の側に形成される第1の配線層および他方の側に形成される第2の配線層を有し、第1の配線層が中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続され、第2の配線層が中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層に接続されてなる定着装置と、
第1の配線層および前記一端側の端部電極層を電源の第1端子に接続しかつ第2の配線層および前記他端側の端部電極層を電源の第2端子に接続する第1の接続パターンと、第1の配線層および前記他端側の端部電極層を電源の第1端子に接続しかつ第2の配線層および前記一端側の端部電極層を電源の第2端子に接続する第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、
前記シートの幅方向のサイズを検出し、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
A rotatable endless belt; first and second rollers that nipping and rotating the endless belt from both the inner and outer sides and conveying a sheet onto which a toner image has been transferred; A substrate extending in the width direction perpendicular to the rotation direction of the endless belt, (2) sandwiched between five or more odd number of resistance heating layers arranged in the width direction on the surface of the substrate, and (3) adjacent resistance heating layers. An intermediate electrode layer forming a common electrode for the resistance heating layer, (4) an end electrode layer provided on the opposite side to the intermediate electrode layer in the resistance heating layer at one end and the other end, and (5) connected to the intermediate electrode layer. And a heating element that supplies heat to the endless belt, and the wiring layer is formed on one side of the resistance heating layer in the rotation direction and on the other side. A second wiring layer formed on the first wiring The intermediate electrode layer is connected to every other intermediate electrode layer including the intermediate electrode layer on one end side of the central resistive heating layer, and the second wiring layer is on the other end side of the central resistive heating layer A fixing device connected to every other intermediate electrode layer including
A first wiring layer and the end electrode layer on one end side are connected to a first terminal of a power source, and a second wiring layer and the end electrode layer on the other end side are connected to a second terminal of a power source. And the first wiring layer and the end electrode layer on the other end side are connected to the first terminal of the power source, and the second wiring layer and the end electrode layer on the one end side are connected to the second terminal of the power source. A power supply circuit switchable to a second connection pattern connected to
A switching control unit that detects a size in the width direction of the sheet and switches to a first connection pattern when a large size is detected, and switches to a second connection pattern when a small size is detected. Image forming apparatus.
回動可能な無端ベルトと、前記無端ベルトを内外両側から挟んで回動させ、トナー画像が転写されたシートを前記無端ベルトと共に挟んで搬送する第1および第2のローラと、(1)前記無端ベルトの回動方向と直行する幅方向にのびる基板、(2)その基板の表面に幅方向に並ぶ五つ以上の奇数個の抵抗発熱層、(3)隣りあう抵抗発熱層に挟まれてそれら抵抗発熱層に共通の電極をなす中間電極層、(4)一端および他端の抵抗発熱層において中間電極層と反対側に設けられる端部電極層および(5)前記中間電極層および前記端部電極層に接続される配線層を含み前記無端ベルトに熱を供給する発熱体とを備え、前記中間電極層および端部電極層の総数が2×M個(Mは3以上の整数)であり、前記配線層が回動方向において前記抵抗発熱層の一方の側に形成される第1の配線層、他方の側に形成される第2の配線層、第1の配線層と同じ側に形成される第3の配線層および第2の配線層と同じ側に形成される第4の配線層を有し、第1の配線層が中央の抵抗発熱層の一端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個うち前記一端または他端側からN個(NはMの半分より大きくかつMより小さい整数)に接続され、第3の配線層が残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続され、第2の配線層が中央の抵抗発熱層の他端側にある中間電極層を含んで一つおきに並ぶ中間電極層または端部電極層の合計M個のうち前記他端または一端側からN個に接続され、第4の配線層が残るM−N個の中間電極層または端部電極層に接続されてなる定着装置と、
第1および第3の配線層を電源の第1端子に接続しかつ第2および第4の配線層を電源の第2端子に接続する第1の接続パターンと、第1および第4の配線層を電源の第1端子に接続しかつ第2および第3の配線層を電源の第2端子に接続する第2の接続パターンに切り換え可能な電力供給回路と、
前記シートの幅方向のサイズを検出し、大サイズが検出されたときは第1接続パターンに切り換え、小サイズが検出されたときは第2接続パターンに切り換える切換制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
A rotatable endless belt; first and second rollers that nipping and rotating the endless belt from both the inner and outer sides and conveying a sheet onto which a toner image has been transferred; A substrate extending in the width direction perpendicular to the rotation direction of the endless belt, (2) sandwiched between five or more odd number of resistance heating layers arranged in the width direction on the surface of the substrate, and (3) adjacent resistance heating layers. An intermediate electrode layer forming a common electrode for the resistance heating layer, (4) an end electrode layer provided on the opposite side of the intermediate heating layer in the resistance heating layer at one end and the other end, and (5) the intermediate electrode layer and the end A heating element that includes a wiring layer connected to the partial electrode layer and supplies heat to the endless belt, and the total number of the intermediate electrode layer and the end electrode layer is 2 × M (M is an integer of 3 or more) And the wiring layer has the resistance in the rotation direction. A first wiring layer formed on one side of the thermal layer, a second wiring layer formed on the other side, a third wiring layer formed on the same side as the first wiring layer, and a second wiring layer An intermediate electrode layer or end having a fourth wiring layer formed on the same side as the wiring layer, the first wiring layer being arranged every other line including the intermediate electrode layer on one end side of the central resistance heating layer MN intermediate electrode layers that are connected to N pieces (N is an integer larger than half of M and smaller than M) from the one end or the other end side among the total M pieces of partial electrode layers, and the third wiring layer remains. Alternatively, a total of M intermediate electrode layers or end electrode layers that are connected to the end electrode layer and that are arranged every other line including the intermediate electrode layer on the other end side of the central resistance heating layer are connected to the end electrode layer. Of these, N are connected from the other end or one end, and are connected to MN intermediate electrode layers or end electrode layers where the fourth wiring layer remains. A fixing device comprising:
A first connection pattern connecting the first and third wiring layers to the first terminal of the power supply and connecting the second and fourth wiring layers to the second terminal of the power supply; and the first and fourth wiring layers A power supply circuit capable of switching to a second connection pattern that connects the first and second wiring layers to the first terminal of the power source and connects the second and third wiring layers to the second terminal of the power source;
A switching control unit that detects a size in the width direction of the sheet and switches to a first connection pattern when a large size is detected, and switches to a second connection pattern when a small size is detected. Image forming apparatus.
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