JP5804876B2 - Image heating device - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置(定着器)として用いて好適な像加熱装置に関するものである。   The present invention relates to an image heating apparatus suitable for use as a fixing device (fixing device) mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer.

電子写真式の複写機やプリンタに搭載される定着装置(定着器)として、フィルム加熱方式の定着装置が知られている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックス製のヒータ基板上に通電により発熱する発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ回転する筒状の定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着トナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。   As a fixing device (fixing device) mounted on an electrophotographic copying machine or printer, a film heating type fixing device is known. This film heating type fixing device includes a heater having a heating resistor that generates heat upon energization on a ceramic heater substrate, a cylindrical fixing film that rotates while in contact with the heater, and a heater and a nip through the fixing film. A pressure roller for forming the portion. The recording material carrying the unfixed toner image is heated while being nipped and conveyed at the nip portion, whereby the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material.

このタイプの定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、1枚目の画像を出力するまでの時間(FPOT:First Print Out Time)を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。   This type of fixing device has an advantage that the time for starting energization of the heater and raising the temperature to the fixable temperature is short. Therefore, a printer equipped with this fixing device can shorten the time (FPOT: First Print Out Time) from when a print command is input until the first image is output. This type of fixing device also has an advantage that power consumption during standby for waiting for a print command is small.

ところで、定着フィルムを用いた定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域(非通紙領域)が過度に昇温することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを支持するヒータホルダや加圧ローラ等の部材が熱により損傷する可能性がある。   By the way, when a small-size recording material is continuously printed at the same print interval as a large-size recording material in a printer equipped with a fixing device using a fixing film, an area where the recording material of the heater does not pass (non-sheet passing area) is excessive. It is known that the temperature rises. When the non-sheet passing region of the heater is excessively heated, members such as a heater holder and a pressure roller that support the heater may be damaged by heat.

特に、最大サイズよりも小さな幅で厚い記録材(厚紙、封筒等)が重送してニップ部に通紙(導入)された場合、ニップ部の記録材が通過する領域(通紙領域)では記録材に大量の熱を奪われる。しかも温度制御は通紙領域に設けられた検温素子の出力に基づいて行われるため、ヒータに大量の電力が供給される。一方、ニップ部の非通紙領域では記録材に熱を奪われないため非常に高温になり(非通紙部昇温)、ヒータを支持するヒータホルダや加圧ローラ等の部材が熱により損傷する可能性がある。   In particular, when a thick recording material (thick paper, envelope, etc.) with a width smaller than the maximum size is double-fed and passed (introduced) through the nip, the area where the recording material passes through the nip (paper passing area) A lot of heat is lost to the recording material. Moreover, since the temperature control is performed based on the output of the temperature measuring element provided in the sheet passing area, a large amount of electric power is supplied to the heater. On the other hand, in the non-sheet passing area of the nip portion, the recording material is not deprived of heat, so the temperature becomes very high (temperature rise of the non-sheet passing portion), and the members such as the heater holder and the pressure roller that support the heater are damaged by the heat. there is a possibility.

そこで、フィルム加熱方式の定着装置を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。   Therefore, a printer equipped with a film heating type fixing device has a control to widen the print interval when continuously printing on a small size recording material than when continuously printing on a large size recording material. The excessive temperature rise is suppressed.

しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当たりの出力枚数を減らすものであり、単位時間当たりの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等或いは若干少ない程度に抑えることが望まれる。   However, the control for extending the print interval is to reduce the number of output sheets per unit time, and it is desired to suppress the number of output sheets per unit time to the same level or slightly less than in the case of a large size recording material.

ニップ部の非通紙部昇温を防止するため、以下に示すような方法が提案されている。   In order to prevent the temperature rise at the non-sheet passing portion of the nip portion, the following method has been proposed.

1つは、ヒータ基板の両面にヒータ基板の長手方向に沿って発熱パターンを設け、一方の発熱パターンをもう一方の発熱パターンより短くし、小サイズ紙通紙時には短い方の発熱パターンに通電することで非通紙部昇温を防止する方法が提案されている。以下、小サイズ紙用発熱パターンと記す。また、2本だけでなく、各種小サイズ紙の紙幅に応じた発熱パターンをそれぞれ設け、通紙される小サイズ紙の紙幅に応じて通電する発熱パターンを選択する方法が提案されている(特許文献1参照)。   One is to provide heat generation patterns along the longitudinal direction of the heater substrate on both sides of the heater substrate, make one heat generation pattern shorter than the other heat generation pattern, and energize the shorter heat generation pattern when passing small-size paper. Thus, a method for preventing the non-sheet passing portion temperature rise has been proposed. Hereinafter, it is referred to as a heat generation pattern for small-size paper. Also, a method has been proposed in which not only two but also heat generation patterns corresponding to the widths of various small size papers are provided, and the heat generation patterns to be energized are selected according to the paper widths of the small size papers to be passed (patent Reference 1).

他の対策として、グラファイト等のTCR(抵抗温度特性)が負特性を持つ材料を発熱パターンに使用する方法が考えられる。しかしながら、一般的に負特性の材料は体積抵抗が非常に高いため、所望の抵抗値を得るためには発熱パターンの厚みや幅を増やす必要があり、コストが増大してしまうという問題がある。その解決手段として、ヒータ基板の両面それぞれに形成された発熱パターンを並列に接続し、TCRが負特性を有する発熱パターンの形成を容易にし、非通紙部昇温を防止する方法が提案されている(特許文献2参照)。   As another countermeasure, a method of using a material having a negative TCR (resistance temperature characteristic) such as graphite for the heat generation pattern can be considered. However, since the negative resistance material generally has a very high volume resistance, it is necessary to increase the thickness and width of the heat generation pattern in order to obtain a desired resistance value, which increases the cost. As a solution to this problem, a method has been proposed in which the heat generation patterns formed on both sides of the heater substrate are connected in parallel to facilitate the formation of a heat generation pattern having a negative characteristic of the TCR and to prevent the temperature rise of the non-sheet passing portion. (See Patent Document 2).

また、発熱パターンのTCRを負特性にすることで、温度上昇により抵抗値が減少するため、異常時の熱暴走により抵抗発熱体が加熱され続けた場合、瞬時に温度が上昇してしまうという問題があった。この熱暴走の対策として、ヒータ基板の両面に発熱パターンを形成し、一方の発熱パターンのTCRを正に、他方の発熱パターンを負のTCRにし、それぞれの発熱パターンを直列に接続して駆動する。更に、それぞれの発熱パターンにおける抵抗値とTCRの絶対値が同じになるように構成することで直列合成抵抗は温度による変化を抑えることが可能となり、急激な温度上昇の発生を抑えることが可能となる方法が提案されている(特許文献3参照)。   In addition, since the resistance value decreases as the temperature rises by making the TCR of the heat generation pattern negative, the temperature rises instantaneously if the resistance heating element continues to be heated due to thermal runaway during an abnormality. was there. As a countermeasure against this thermal runaway, a heat generation pattern is formed on both sides of the heater substrate, the TCR of one heat generation pattern is made positive, the other heat generation pattern is made a negative TCR, and the respective heat generation patterns are connected in series and driven. . Furthermore, by configuring the resistance value in each heat generation pattern and the absolute value of TCR to be the same, the series combined resistance can suppress changes due to temperature, and it is possible to suppress the occurrence of rapid temperature rise. The method which becomes is proposed (refer patent document 3).

特開2003−337484号公報JP 2003-337484 A 特開2008−268730号公報JP 2008-268730 A 特開2008−268729号公報JP 2008-268729 A

上記フィルム加熱方式の定着装置では、熱暴走により発熱パターンに電力が投入され続けた場合のヒータ割れの抑制と、ヒータの立ち上げ時間の短縮を両立でき、小サイズの記録材の生産性を向上させることが望まれている。ここで、ヒータの立ち上げ時間とは、ヒータに電力を投入してからヒータが所定の定着温度に達するまでの期間をいう。   The film heating type fixing device can improve the productivity of small-size recording materials by reducing both heater cracking and shortening the heater start-up time when power is continuously applied to the heat generation pattern due to thermal runaway. It is hoped that Here, the heater start-up time is a period from when power is supplied to the heater until the heater reaches a predetermined fixing temperature.

本発明の目的は、熱暴走による加熱体割れの抑制と、加熱体の立ち上げ時間の短縮を両立でき、小サイズの記録材の生産性を向上できるようにした像加熱装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of both suppressing cracking of a heating element due to thermal runaway and shortening the start-up time of the heating element and improving the productivity of a small size recording material. is there.

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、基板と前記基板の一方の面と前記一方の面とは反対側の他方の面で前記基板の長手方向に沿って設けられた通電発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を介して前記加熱体とニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップで記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記基板の前記一方の面と前記他方の面に設けられた通電発熱抵抗体のうち一方の前記発熱抵抗体は他方の前記発熱抵抗体より短くなっており、短い方の前記発熱抵抗体は抵抗温度特性が正であり、長い方の前記発熱抵抗体は抵抗温度特性が零又は負であり、短い方の前記発熱抵抗体と長い方の前記発熱抵抗体は並列に接続され、短い方の前記発熱抵抗体を用いて記録材上の画像を加熱する場合、所定の加熱温度に達するまで短い方の前記発熱抵抗体と長い方の前記発熱抵抗体への通電を行うことを特徴とする。   The configuration of the image heating apparatus according to the present invention for achieving the above object is provided along the longitudinal direction of the substrate on the substrate, one surface of the substrate, and the other surface opposite to the one surface. A heating member having an energization heating resistor, a flexible member that moves in contact with the heating member, and a backup member that forms a nip portion with the heating member via the flexible member. In the image heating apparatus that heats the image on the recording material while nipping and conveying the recording material at the nip, one of the energization heating resistors provided on the one surface and the other surface of the substrate The heating resistor is shorter than the other heating resistor, the shorter heating resistor has a positive resistance temperature characteristic, and the longer heating resistor has a resistance temperature characteristic of zero or negative, The shorter heating resistor and the longer heating resistor When an image on a recording material is heated using the shorter heating resistor connected in parallel, energization of the shorter heating resistor and the longer heating resistor until a predetermined heating temperature is reached. It is characterized by performing.

本発明によれば、熱暴走による加熱体割れの抑制と、加熱体の立ち上げ時間の短縮を両立でき、小サイズの記録材の生産性を向上できるようにした像加熱装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image heating apparatus capable of both suppressing cracking of a heating element due to thermal runaway and shortening the start-up time of the heating element and improving the productivity of a small-size recording material. it can.

画像形成装置の一例の概略構成模式図である。1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. 定着装置の横断側面構成模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional side view of a fixing device. 実施例1に係るヒータの表面側と裏面側の構成模式図である。2 is a schematic configuration diagram of a front surface side and a back surface side of the heater according to Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータの駆動制御回路の構成を表わす図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a heater drive control circuit according to the first embodiment. 実施例1に係るヒータの表面側と裏面側のそれぞれの発熱パターンの長手方向の発熱分布図である。It is the heat-generation distribution figure of the longitudinal direction of each heat-generation pattern of the surface side of a heater which concerns on Example 1, and a back surface side. 実施例1に係るヒータの小サイズ用発熱パターンの発熱量の推移を表わす図である。It is a figure showing transition of the emitted-heat amount of the heat generation pattern for small size of the heater which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータのヒータ基板の温度推移を表わす図である。It is a figure showing the temperature transition of the heater board | substrate of the heater which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るヒータの短手方向中央の縦断面図と、同ヒータの表面側と裏面側の構成模式図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the center of the transversal direction of the heater which concerns on Example 2, and the structure schematic diagram of the surface side and back surface side of the heater. 実施例2に係るヒータの表面側と裏面側のそれぞれの発熱パターンの長手方向の発熱分布図である。It is the heat-generation distribution figure of the longitudinal direction of each heat-generation pattern of the surface side of a heater which concerns on Example 2, and a back surface side. 実施例2に係るヒータの駆動制御回路の構成を表わす図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a heater drive control circuit according to a second embodiment. 実施例3に係るヒータの短手方向中央の縦断面図と、同ヒータの表面側と裏面側の構成模式図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the center of the transversal direction of the heater which concerns on Example 3, and the structure schematic diagram of the surface side and back surface side of the heater. 実施例3に係るヒータの表面側と裏面側のそれぞれの発熱パターンの長手方向の発熱分布図である。It is the heat-generation distribution figure of the longitudinal direction of each heat-generation pattern of the surface side of a heater which concerns on Example 3, and a back surface side. 実施例2に係るヒータの駆動制御回路の構成を表わす図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a heater drive control circuit according to a second embodiment.

[実施例1]
(1)画像形成装置例
図1は本発明に係る像加熱装置を定着装置(定着器)として搭載する画像形成装置の一例の概略構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスの帯電、露光、現像、転写などの一連の処理によって記録材にプリントする電子写真式のレーザープリンタである。
[Example 1]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration schematic diagram of an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus according to the present invention is mounted as a fixing device (fixing device). This image forming apparatus is an electrophotographic laser printer that prints on a recording material by a series of processes such as charging, exposure, development, and transfer in an electrophotographic process.

本実施例に示す画像形成装置は、記録材の搬送基準として、記録材の記録材搬送方向と直交する幅方向中央と記録材搬送路の記録材搬送方向と直交する長手方向中央とを一致させて記録材の搬送を行う中央搬送基準を採用している。また、ホストコンピュータなどの外部装置(不図示)から入力するプリント指令に応じて制御部(制御手段)100が所定の画像形成シーケンスを実行し、この画像形成シーケンスに従って所定の画像形成動作を行うものである。制御部100はCPUとROMやRAMなどのメモリからなり、メモリには画像形成シーケンス、及び画像形成に必要な各種プログラムなどが記憶されている。   In the image forming apparatus shown in the present embodiment, as the recording material conveyance reference, the center in the width direction orthogonal to the recording material conveyance direction of the recording material is matched with the center in the longitudinal direction orthogonal to the recording material conveyance direction of the recording material conveyance path. The central transport standard is used to transport the recording material. The control unit (control unit) 100 executes a predetermined image forming sequence in accordance with a print command input from an external device (not shown) such as a host computer, and performs a predetermined image forming operation according to the image forming sequence. It is. The control unit 100 includes a CPU and a memory such as a ROM and a RAM. The memory stores an image formation sequence, various programs necessary for image formation, and the like.

本実施例の画像形成装置は、記録材を搬送する搬送部と、記録材にトナー画像(画像)を形成する画像形成部と、記録材に形成された未定着トナー画像(画像)を記録材上に加熱定着する定着部(定着器)などを有している。   The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a transport unit that transports a recording material, an image forming unit that forms a toner image (image) on the recording material, and an unfixed toner image (image) formed on the recording material. It has a fixing unit (fixing device) for fixing by heating.

画像形成シーケンスが実行されると、搬送部では、給紙カセット101内に積載された記録紙やOHPシート等の記録材Pをピックアップローラ102により1枚だけ給紙カセット101から送出する。そしてこの記録材Pを給紙ローラ103によりレジストローラ104に向けて搬送する。さらにこの記録材Pはレジストローラ104により所定のタイミングで画像形成部の感光体ドラム109と転写部材としての転写ローラ110との間の転写ニップ部に搬送される。   When the image forming sequence is executed, the transport unit sends out only one sheet of recording material P such as a recording sheet or an OHP sheet stacked in the sheet feeding cassette 101 from the sheet feeding cassette 101 by the pickup roller 102. The recording material P is conveyed toward the registration roller 104 by the paper feed roller 103. Further, the recording material P is conveyed by a registration roller 104 to a transfer nip portion between a photosensitive drum 109 of an image forming unit and a transfer roller 110 as a transfer member at a predetermined timing.

画像形成部では、電子写真感光体としての感光体ドラム109の外周面(表面)が帯電手段としての帯電ローラ106により所定の電位に一様に帯電される。そしてこの感光体ドラム109表面の帯電面に対して像露光手段としてのスキャナユニット111により外部装置から出力される画像信号に基づいた像露光が行なわれる。   In the image forming unit, the outer peripheral surface (surface) of the photosensitive drum 109 as an electrophotographic photosensitive member is uniformly charged to a predetermined potential by a charging roller 106 as a charging unit. Then, image exposure based on an image signal output from an external device is performed on the charged surface of the photosensitive drum 109 by a scanner unit 111 as image exposure means.

即ち、スキャナユニット111内のレーザダイオード112から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー113と、反射ミラー114を経て、感光体ドラム109表面の帯電面において感光体ドラム109の母線方向と周方向に走査される。これにより感光体ドラム109表面の帯電面に2次元の静電潜像(潜像)が形成される。感光体ドラム109表面に形成された潜像は現像手段としての現像ローラ107によってトナー画像として可視化される。   That is, the laser light emitted from the laser diode 112 in the scanner unit 111 passes through the rotating polygon mirror 113 and the reflection mirror 114, and on the charging surface of the surface of the photosensitive drum 109, the bus line direction and the circumferential direction of the photosensitive drum 109. Scanned. As a result, a two-dimensional electrostatic latent image (latent image) is formed on the charged surface of the photosensitive drum 109. The latent image formed on the surface of the photosensitive drum 109 is visualized as a toner image by a developing roller 107 as a developing unit.

転写ニップ部に搬送された記録材Pは感光体ドラム109の外周面(表面)と転写ローラ110の外周面(表面)とで挟持されその状態に搬送(挟持搬送)される。この記録材Pの搬送過程において感光体ドラム109表面のトナー画像が転写ローラ110によって記録材P上に転写される。そしてそのトナー画像を担持した記録材Pは定着部を構成する定着装置115に搬送される。   The recording material P conveyed to the transfer nip portion is sandwiched between the outer peripheral surface (front surface) of the photosensitive drum 109 and the outer peripheral surface (front surface) of the transfer roller 110 and is transported to the state (nip transport). During the conveyance process of the recording material P, the toner image on the surface of the photosensitive drum 109 is transferred onto the recording material P by the transfer roller 110. Then, the recording material P carrying the toner image is conveyed to a fixing device 115 constituting a fixing unit.

トナー画像転写後の感光体ドラム109表面はクリーニング手段としてのクリーナ108により転写残トナーが除去されて次の画像形成に供される。   After the toner image is transferred, the surface of the photosensitive drum 109 is subjected to the next image formation after the transfer residual toner is removed by a cleaner 108 as a cleaning unit.

定着装置115では、記録材が担持する未定着トナー画像に熱と圧力を印加してトナー画像を記録材上に加熱定着する。   In the fixing device 115, heat and pressure are applied to an unfixed toner image carried by the recording material to heat and fix the toner image on the recording material.

また、搬送部では、定着装置115を出た記録材Pを中間排紙ローラ116、及び排紙ローラ117によって排出トレー118上に排出される。これにより画像形成装置の一連のプリント動作が終了する。   In the conveyance section, the recording material P that has exited the fixing device 115 is discharged onto the discharge tray 118 by the intermediate discharge roller 116 and the discharge roller 117. Thus, a series of printing operations of the image forming apparatus is completed.

上記帯電ローラ106と、現像ローラ107と、クリーナ108と、感光体ドラム109はプロセスカートリッジ105として一体的にユニット化されている。プロセスカートリッジ105は画像形成装置の筺体を構成する画像形成装置本体に取り外し可能に装着されている。Mはモータであって、定着装置115、スキャナユニット111、プロセスカートリッジ105、ピックアップローラ102、給紙ローラ103、レジストローラ104、中間排紙ローラ116、排紙ローラ117等に回転駆動力を与えている。   The charging roller 106, the developing roller 107, the cleaner 108, and the photosensitive drum 109 are integrally unitized as a process cartridge 105. The process cartridge 105 is detachably mounted on the image forming apparatus main body constituting the casing of the image forming apparatus. M is a motor, which applies a rotational driving force to the fixing device 115, scanner unit 111, process cartridge 105, pickup roller 102, paper feed roller 103, registration roller 104, intermediate paper discharge roller 116, paper discharge roller 117, and the like. Yes.

(2)定着装置(像加熱装置)115
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法をいう。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。幅とは幅方向の寸法をいう。
(2) Fixing device (image heating device) 115
In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction means a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The short side direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The length is a dimension in the longitudinal direction. The width is a dimension in the short direction. Regarding the recording material, the width direction means a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The width is a dimension in the width direction.

図2は本実施例の定着装置115の横断側面構成模式図である。この定着装置115は、加圧部材駆動式・テンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置である(特開平4−44075〜44083号公報、同4−204980〜204484号公報等)。図3は本実施例の定着装置115に用いられるセラミックヒータ203の表面側と裏面側の構成模式図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of the fixing device 115 of this embodiment. The fixing device 115 is a pressure member driving type and tensionless type film heating type fixing device (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075 to 44083, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-20480 to 204484, etc.). FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the front surface side and the back surface side of the ceramic heater 203 used in the fixing device 115 of this embodiment.

本実施例に示す定着装置115は、ガイド部材としてのフィルムガイド201と、可撓性部材としての筒状の定着フィルムと202と、加熱体としてのセラミックヒータ(以下、ヒータと記す)203を有している。更に、加圧部材としての剛性ステー209と、バックアップ部材としての加圧ローラ210などを有している。ヒータホルダ201と、定着フィルムと202と、ヒータ203と、剛性ステー209と、加圧ローラ210は、何れも長手方向に長い部材である。   The fixing device 115 shown in this embodiment includes a film guide 201 as a guide member, a cylindrical fixing film 202 as a flexible member, and a ceramic heater (hereinafter referred to as a heater) 203 as a heating body. doing. Further, a rigid stay 209 as a pressure member and a pressure roller 210 as a backup member are provided. The heater holder 201, the fixing film 202, the heater 203, the rigid stay 209, and the pressure roller 210 are all members that are long in the longitudinal direction.

ヒータ203は、高熱伝導材であるアルミナ及び窒化アルミ等でできた細長いヒータ基板(基板)206を有している。そしてこのヒータ基板206の定着ニップ部Nが形成される側の面(一方の面)と、定着ニップ部Nが形成される側の面とは反対側の面(他方の面)に、それぞれ、通電発熱抵抗体としてそれぞれ一本の発熱パターン207及び204有している。そしてこの発熱パターン207及び204のうち、一方の発熱パターン204は他方の発熱パターン207より短くなるように形成してある。そしてそれぞれの発熱パターン207及び204は並列に接続され独立して駆動されるようになっている。   The heater 203 has an elongated heater substrate (substrate) 206 made of alumina, aluminum nitride, or the like, which is a high thermal conductive material. Then, a surface (one surface) on the side where the fixing nip portion N of the heater substrate 206 is formed and a surface (the other surface) opposite to the surface on which the fixing nip portion N is formed, respectively. Each of the energization heating resistors has one heating pattern 207 and 204. Of the heat generation patterns 207 and 204, one heat generation pattern 204 is formed to be shorter than the other heat generation pattern 207. The heat generation patterns 207 and 204 are connected in parallel and driven independently.

ヒータの表面側即ちヒータ基板206の定着ニップ部Nが形成される側の面(以下、表面と記す)には、例えばAg/Pd等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等によりヒータ基板206の長手方向に沿って塗工した発熱パターン207が形成してある。ここでAg/Pdは銀パラジウムである。発熱パターン207はヒータ基板206の長手方向中央(ヒータ基板206の長手方向中心線CLが通る領域)に対して線対称(対称)となるように配設してある。   On the surface side of the heater, that is, the surface on which the fixing nip N of the heater substrate 206 is formed (hereinafter referred to as the surface), an electric resistance material such as Ag / Pd is applied in the longitudinal direction of the heater substrate 206 by screen printing or the like. A heat generation pattern 207 is formed along the line. Here, Ag / Pd is silver palladium. The heat generation pattern 207 is arranged so as to be axisymmetric (symmetric) with respect to the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206 (a region through which the longitudinal center line CL of the heater substrate 206 passes).

また、ヒータ基板206の表面には、同じくAg等の電気導電材料をスクリーン印刷等により塗工して発熱パターン207の長手方向両端部に導電パターン(給電用電極)326,323を形成している。更に、ヒータ基板206の表面には、発熱パターン207の上に保護層としてガラス等をコートしたガラスコート層208が形成してある。   Similarly, an electrically conductive material such as Ag is applied on the surface of the heater substrate 206 by screen printing or the like to form conductive patterns (feeding electrodes) 326 and 323 at both longitudinal ends of the heat generating pattern 207. . Furthermore, a glass coat layer 208 is formed on the surface of the heater substrate 206 by coating glass or the like as a protective layer on the heat generation pattern 207.

一方、ヒータの裏面側即ちヒータ基板206の定着ニップ部Nが形成される側とは反対側の面(以下、裏面と記す)には、例えばAg/Pd等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等によりヒータ基板の長手方向に沿って塗工した発熱パターン204が形成してある。発熱パターン204はヒータ基板206の長手方向中央に対して線対称(対称)となるように配設してある。また、ヒータ基板206の裏面には、同じくAg等の電気導電材料をスクリーン印刷等により塗工して発熱パターン204の長手方向一端部に導電パターン(給電用電極)324,325を形成している。更に、ヒータ基板206の裏面には、発熱パターン204の上に保護層としてガラス等をコートしたガラスコート層205が形成してある。   On the other hand, on the back side of the heater, that is, the side opposite to the side where the fixing nip N of the heater substrate 206 is formed (hereinafter referred to as the back side), for example, an electric resistance material such as Ag / Pd is applied by screen printing or the like. A heat generation pattern 204 is formed along the longitudinal direction of the heater substrate. The heat generation pattern 204 is arranged so as to be line symmetric (symmetric) with respect to the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206. Similarly, an electrically conductive material such as Ag is applied to the back surface of the heater substrate 206 by screen printing or the like to form conductive patterns (power feeding electrodes) 324 and 325 at one end in the longitudinal direction of the heat generating pattern 204. . Furthermore, a glass coat layer 205 is formed on the back surface of the heater substrate 206 by coating glass or the like as a protective layer on the heat generation pattern 204.

ヒータ203の裏面側においてガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において発熱パターン207の長手方向中央と対向するようにヒータ203の温度を検知する温度検出部材213が配設されている。温度検出部材213は、例えばサーミスタである。サーミスタ213は、ばね(不図示)等でヒータ203のガラスコート層205上に所定の圧で押し当てられている。更に、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において発熱パターン204と対向するように過昇温防止手段としての保護装置214が配設されている。保護装置214は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。   A temperature detection member 213 that detects the temperature of the heater 203 is disposed on the glass coat layer 205 on the back surface side of the heater 203 so as to face the center in the longitudinal direction of the heat generation pattern 207 in the thickness direction of the heater substrate 206. . The temperature detection member 213 is, for example, a thermistor. The thermistor 213 is pressed against the glass coat layer 205 of the heater 203 with a predetermined pressure by a spring (not shown) or the like. Further, a protective device 214 as an excessive temperature rise prevention unit is disposed on the glass coat layer 205 so as to face the heat generation pattern 204 in the thickness direction of the heater substrate 206. The protection device 214 is, for example, a temperature fuse or a thermo switch.

耐熱性樹脂製のフィルムガイド201は、横断面形状略樋型に形成され、短手方向外側の弧状ガイド面201aで筒状の定着フィルム202の内周面(内面)をガイドするようになっている。ヒータ203は、フィルムガイド201の短手方向下面中央で長手方向に沿って設けられた溝部201bに支持されている。そしてヒータ203を支持させたフィルムガイド201の外周に定着フィルム202をルーズに外嵌させている。定着フィルム202をルーズに外嵌させたフィルムガイド201の長手方向両端は定着装置115の装置フレームの前後の側板(不図示)に支持されている。   The film guide 201 made of heat-resistant resin is formed in a substantially bowl shape in cross section, and guides the inner peripheral surface (inner surface) of the cylindrical fixing film 202 with an arcuate guide surface 201a on the outer side in the short direction. Yes. The heater 203 is supported by a groove 201b provided along the longitudinal direction at the center of the lower surface of the film guide 201 in the short direction. The fixing film 202 is loosely fitted on the outer periphery of the film guide 201 that supports the heater 203. Both ends in the longitudinal direction of the film guide 201 in which the fixing film 202 is loosely fitted are supported by front and rear side plates (not shown) of the apparatus frame of the fixing device 115.

定着フィルム202は、可撓性を有する薄いエンドレス状の耐熱性フィルムからなる基層(不図示)と、この基層の外周面(表面)にフッ素樹脂等のコートを施して離型層(不図示)を形成したものである。   The fixing film 202 has a base layer (not shown) made of a flexible endless heat-resistant film, and a release layer (not shown) by applying a coating such as a fluororesin to the outer peripheral surface (surface) of the base layer. Is formed.

剛性ステー209は、横断面形状略逆U字形状に形成され、フィルムガイド201の短手方向上面中央で長手方向に沿って配設されている。この剛性ステー209の長手方向両端は上記装置フレームの前後の側板に支持されている。   The rigid stay 209 is formed in a substantially inverted U shape in cross section, and is disposed along the longitudinal direction at the center of the upper surface of the film guide 201 in the short direction. Both ends of the rigid stay 209 in the longitudinal direction are supported by the front and rear side plates of the apparatus frame.

加圧ローラ210は、アルミニウム・鉄・ステンレス等の芯軸211と、この芯軸211の長手方向両端部の被支持部間の外周面上にシリコンゴム等の弾性のよい耐熱ゴム弾性体からなるローラ状の弾性層212などを有している。この弾性層212の外周面には、記録材P、定着フィルム202の搬送性、トナーの汚れ防止などの理由から離型層213としてフッ素樹脂を分散させたコート層が設けられている。この加圧ローラ210は、定着フィルム202を介してヒータ203の下方に配設され、芯金211の長手方向両端部の被支持部が装置フレームに軸受(不図示)を介して回転可能に支持されている。   The pressure roller 210 is made of a heat-resistant rubber elastic body such as silicon rubber on the outer peripheral surface between the core shaft 211 made of aluminum, iron, stainless steel, or the like and the supported portions at both ends in the longitudinal direction of the core shaft 211. It has a roller-like elastic layer 212 and the like. On the outer peripheral surface of the elastic layer 212, a coating layer in which a fluororesin is dispersed is provided as the release layer 213 for reasons such as transportability of the recording material P and the fixing film 202 and prevention of toner contamination. The pressure roller 210 is disposed below the heater 203 via the fixing film 202, and supported parts at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 211 are rotatably supported by a device frame via bearings (not shown). Has been.

そして、剛性ステー209の長手方向両端部を加圧ばね(不図示)で加圧ローラ201の外周面(表面)の母線方向と直交する方向へ付勢している。これによりフィルムガイド202は同方向へ加圧されてヒータ20を定着フィルム202を介して加圧ローラ201表面に加圧する。これにより加圧ローラ210は弾性層212がヒータ203の加圧方向に弾性変形して加圧ローラ210表面と定着フィルム202表面とで所定幅の定着ニップ部(ニップ部)Nを形成する。   Then, both ends in the longitudinal direction of the rigid stay 209 are urged by a pressure spring (not shown) in a direction perpendicular to the generatrix direction of the outer peripheral surface (surface) of the pressure roller 201. As a result, the film guide 202 is pressed in the same direction, and the heater 20 is pressed against the surface of the pressure roller 201 via the fixing film 202. As a result, the elastic layer 212 of the pressure roller 210 is elastically deformed in the pressure direction of the heater 203 to form a fixing nip portion (nip portion) N having a predetermined width between the surface of the pressure roller 210 and the surface of the fixing film 202.

(3)ヒータの駆動制御回路、及び発熱パターンの抵抗温度特性
図4にヒータ203の駆動制御回路の構成を示す。同図中、322はCPUとROMやRAMなどのメモリからなる温度制御部(以下、CPUと記す)である。メモリには小サイズ紙モード、大サイズ紙モード、及びヒータ203の温度制御に必要な各種プログラムが記憶されている。301は画像形成装置に接続される商用の交流電源である。画像形成装置は交流電源301から電力をヒータ203に供給してヒータ203の表面側と裏面側の発熱パターン207及び204を発熱させる。本実施例のヒータ203の駆動制御回路は、発熱パターン207及び204に供給する電力を独立に制御するため、二つのヒータ駆動回路を有している。
(3) Heater drive control circuit and resistance temperature characteristic of heat generation pattern FIG. 4 shows the configuration of the heater 203 drive control circuit. In the figure, reference numeral 322 denotes a temperature control unit (hereinafter referred to as a CPU) comprising a CPU and a memory such as a ROM and a RAM. The memory stores various programs required for the small size paper mode, the large size paper mode, and the temperature control of the heater 203. Reference numeral 301 denotes a commercial AC power source connected to the image forming apparatus. The image forming apparatus supplies power from the AC power supply 301 to the heater 203 to cause the heat generation patterns 207 and 204 on the front surface side and the back surface side of the heater 203 to generate heat. The drive control circuit for the heater 203 of this embodiment has two heater drive circuits for independently controlling the power supplied to the heat generation patterns 207 and 204.

ヒータ203の表面側の発熱パターン207に供給する電力の制御はトライアック312のオン・オフにより行われる。抵抗303,304は、トライアック302のためのバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ305は一次・二次間の絶縁を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ305の発光ダイオード305bに通電することによりトライアック302をオンさせる。抵抗306は、発光ダイオード305bの電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ307によりフォトトライアックカプラ305をオン/オフする。トランジスタ307は、抵抗308を介してCPU(温度制御部)322から出力されるヒータ駆動信号(ヒータ駆動1)に従って動作(オン)する。   The electric power supplied to the heat generation pattern 207 on the surface side of the heater 203 is controlled by turning on / off the triac 312. The resistors 303 and 304 are bias resistors for the triac 302, and the phototriac coupler 305 is a device for ensuring insulation between the primary and secondary. Then, the triac 302 is turned on by energizing the light emitting diode 305b of the phototriac coupler 305. The resistor 306 is a resistor for limiting the current of the light emitting diode 305 b, and turns on / off the phototriac coupler 305 by the transistor 307. The transistor 307 operates (turns on) in accordance with a heater drive signal (heater drive 1) output from the CPU (temperature control unit) 322 via the resistor 308.

ヒータ203の裏面側の発熱パターン204に供給する電力の制御はトライアック302のオン・オフにより行われる。抵抗313,314は、トライアック312のためのバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ315は一次・二次間の絶縁を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ315の発光ダイオード315bに通電することによりトライアック312をオンさせる。抵抗316は、発光ダイオード315bの電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ317によりフォトトライアックカプラ315をオン/オフする。トランジスタ317は、抵抗318を介してCPU322から出力されるヒータ駆動信号(ヒータ駆動2)に従って動作(オン)する。   The electric power supplied to the heat generation pattern 204 on the back side of the heater 203 is controlled by turning on / off the triac 302. The resistors 313 and 314 are bias resistors for the triac 312, and the phototriac coupler 315 is a device for ensuring insulation between the primary and secondary. Then, the triac 312 is turned on by energizing the light emitting diode 315b of the phototriac coupler 315. The resistor 316 is a resistor for limiting the current of the light emitting diode 315b, and turns on / off the phototriac coupler 315 by the transistor 317. The transistor 317 operates (turns on) in accordance with a heater drive signal (heater drive 2) output from the CPU 322 via the resistor 318.

サーミスタ213によって検出される温度は、抵抗321と、サーミスタ213との分圧としてアナログ信号で検出され、そのアナログ信号がA/D変換回路(不図示)でデジタル信号に変換されてCPU322にTH信号(サーミスタ温度)として入力される。   The temperature detected by the thermistor 213 is detected as an analog signal as a divided voltage between the resistor 321 and the thermistor 213, and the analog signal is converted into a digital signal by an A / D conversion circuit (not shown), and a TH signal is sent to the CPU 322. (Thermistor temperature) is input.

CPU322は、サーミスタ213の検出温度と、ヒータ203の設定温度(定着フィルムを介して記録材上に未定着トナー画像を加熱定着するために設定された目標温度(加熱温度))に基づき、例えばPI制御により、供給するべき電力比を算出する。更に供給する電力比に対応した位相角(位相制御)、波数(波数制御)の制御レベルに換算し、その制御条件によりCPU322がトランジスタ307及び317にヒータ駆動信号を出力する。本実施例ではヒータ203の設定温度を200℃に設定している。   Based on the temperature detected by the thermistor 213 and the set temperature of the heater 203 (target temperature (heat temperature) set to heat and fix the unfixed toner image on the recording material via the fixing film), the CPU 322, for example, PI The power ratio to be supplied is calculated by the control. Further, it is converted into a control level of a phase angle (phase control) and a wave number (wave number control) corresponding to the power ratio to be supplied, and the CPU 322 outputs a heater drive signal to the transistors 307 and 317 according to the control conditions. In this embodiment, the set temperature of the heater 203 is set to 200 ° C.

上述のように、発熱パターン204及び207への電力供給(通電)はそれぞれ独立して制御することが可能であり、それぞれの発熱パターン204及び207の発熱比率はプリントする記録材サイズによって決定される。この制御の詳細については後述する。   As described above, power supply (energization) to the heat generation patterns 204 and 207 can be controlled independently, and the heat generation ratio of each of the heat generation patterns 204 and 207 is determined by the recording material size to be printed. . Details of this control will be described later.

保護装置214は交流電源301とヒータ203の導電パターン325及び326との間に配設されている。ヒータ203が熱暴走に至り保護装置214が所定の温度(ヒータ203がヒータ割れを起こす温度)に達すると、保護装置214がオープンになり、ヒータ203への通電が断たれる。   The protection device 214 is disposed between the AC power supply 301 and the conductive patterns 325 and 326 of the heater 203. When the heater 203 reaches a thermal runaway and the protection device 214 reaches a predetermined temperature (the temperature at which the heater 203 causes heater cracking), the protection device 214 is opened and the power supply to the heater 203 is cut off.

図5にヒータ203の表面側と裏面側のそれぞれの発熱パターン207及び204の長手方向の発熱分布を示す。図5において斜線部分が発熱パターン207及び204を示している。ヒータ203表面側(フィルム摺動面側)の発熱パターン207は大サイズ紙通紙域(定着ニップ部を通過する大サイズの記録材の通過領域)に対応している。ヒータ203裏面側(非フィルム摺動面側)の発熱パターン204は小サイズ紙通紙域(定着ニップ部を通過する小サイズの記録材の通過領域)に対応している。ここで、小サイズ紙通紙域は、定着ニップ部Nに通紙可能(導入可能)な記録材のうち最も小さいサイズの記録材の幅に対応している。   FIG. 5 shows the heat generation distribution in the longitudinal direction of the heat generation patterns 207 and 204 on the front side and the back side of the heater 203, respectively. In FIG. 5, hatched portions indicate the heat generation patterns 207 and 204. The heat generation pattern 207 on the heater 203 surface side (film sliding surface side) corresponds to a large-size paper passing area (passage area of a large-size recording material passing through the fixing nip portion). The heat generation pattern 204 on the back surface side (non-film sliding surface side) of the heater 203 corresponds to a small size paper passing area (passage area of a small size recording material passing through the fixing nip portion). Here, the small-size paper passing area corresponds to the width of the recording material having the smallest size among the recording materials that can pass through the fixing nip portion N (can be introduced).

本実施例においては、幅114mmの小サイズの記録材(洋型封筒2号)に対応させるため、ヒータ203裏面側の発熱パターン204の長さを115mmとした。また、幅216mmの大サイズの記録材(US−LETTER紙)に対応させるため、ヒータ203表面側の発熱パターン207の長さを222mmとした。ここで、通紙域よりも発熱パターンを長くしたのは、記録材の幅方向端部までトナー画像の定着性を確保するためである。以下、ヒータ203裏面側の発熱パターン204を小サイズ紙用発熱パターン204と記し、ヒータ203表面側の発熱パターン207を大サイズ紙用発熱パターン207と記す。   In this embodiment, the length of the heat generation pattern 204 on the back surface side of the heater 203 is set to 115 mm in order to correspond to a small size recording material (Western envelope No. 2) having a width of 114 mm. Further, the length of the heat generation pattern 207 on the surface side of the heater 203 was set to 222 mm in order to correspond to a large-size recording material (US-LETTER paper) having a width of 216 mm. Here, the reason why the heat generation pattern is made longer than the sheet passing area is to secure the fixing property of the toner image up to the end in the width direction of the recording material. Hereinafter, the heat generation pattern 204 on the back surface side of the heater 203 is referred to as a heat generation pattern 204 for small size paper, and the heat generation pattern 207 on the front surface side of the heater 203 is referred to as a heat generation pattern 207 for large size paper.

ヒータ203の表面側と裏面側のガラスコート層208及び205は、発熱パターン204及び207の酸化による抵抗変動の防止と、発熱パターン207と定着フィルム202内面との絶縁を確保するために設けたものである。   The glass coat layers 208 and 205 on the front side and the back side of the heater 203 are provided to prevent resistance variation due to oxidation of the heat generation patterns 204 and 207 and to ensure insulation between the heat generation pattern 207 and the inner surface of the fixing film 202. It is.

図5に示すように、小サイズ紙用発熱パターン204における単位長さ当たりの発熱量は大サイズ紙用発熱パターン207における単位長さ当たりの発熱量と同等となるようにしてある。小サイズ紙用発熱パターン204の抵抗値は20Ω、TCR(抵抗温度特性)は正特性で約600ppm/℃とした。一方、大サイズ紙用発熱パターン207の抵抗値は10Ω、TCR(抵抗温度特性)は約0ppm/℃とした。   As shown in FIG. 5, the heat generation amount per unit length in the heat generation pattern 204 for small size paper is set to be equal to the heat generation amount per unit length in the heat generation pattern 207 for large size paper. The resistance value of the heat generating pattern 204 for small size paper was 20Ω, and the TCR (resistance temperature characteristic) was a positive characteristic of about 600 ppm / ° C. On the other hand, the resistance value of the heat generating pattern 207 for large size paper was 10Ω, and the TCR (resistance temperature characteristic) was about 0 ppm / ° C.

ここで、同図に示す小サイズ紙用発熱パターン204の発熱分布から分かるように、小サイズ紙用発熱パターン204の長さは通紙する小サイズ紙の幅に対応している。そのため、小サイズ紙用発熱パターン204のみの熱暴走が発生した際、ヒータ基板206の大サイズ紙用発熱パターン207の長手方向両端部と小サイズ紙用発熱パターン204を有する長手方向中央部との温度差が激しく、ヒータ割れに対し不利である。   Here, as can be seen from the heat generation distribution of the heat generation pattern 204 for small size paper shown in the same figure, the length of the heat generation pattern 204 for small size paper corresponds to the width of the small size paper to be passed. Therefore, when the thermal runaway of only the small-size paper heat generation pattern 204 occurs, the longitudinal direction both ends of the large-size paper heat generation pattern 207 of the heater substrate 206 and the central portion in the longitudinal direction having the small-size paper heat generation pattern 204. The temperature difference is severe, which is disadvantageous for heater cracking.

そこで、本発明では、ヒータ割れに対して不利な小サイズ紙用発熱パターン204のTCRを正特性にすることで、後述する理由により、ヒータ割れの発生前にサーモスイッチ等の比較的簡易な保護装置214を動作させることが可能となる。   Therefore, in the present invention, the TCR of the heat generating pattern 204 for small-size paper, which is disadvantageous against heater cracking, is made positive so that, for reasons described later, a relatively simple protection such as a thermo switch before the heater cracking occurs. The device 214 can be operated.

図6に、TCRが0ppm/℃または正特性であるときの小サイズ用発熱パターン204に100Vを印加した際の発熱量の推移を示す。同図に示すように、熱暴走により小サイズ用発熱パターン204に電力が投入され続けた場合、TCRが0ppm/℃では、急激に温度が上昇する。そのため、ヒータ割れ発生温度に到達する時間(t0)がサーモスイッチ等の比較的簡易な保護装置214の動作タイミング(t1)に間に合わない。   FIG. 6 shows the transition of the amount of heat generated when 100 V is applied to the small-sized heat generation pattern 204 when the TCR is 0 ppm / ° C. or a positive characteristic. As shown in the figure, when power is continuously supplied to the small-sized heat generation pattern 204 due to thermal runaway, the temperature rises rapidly at a TCR of 0 ppm / ° C. Therefore, the time (t0) to reach the heater cracking temperature is not in time for the relatively simple operation timing (t1) of the protection device 214 such as a thermo switch.

それに対し、TCRを正特性にすることにより、同図に示すように小サイズ用発熱パターン204の温度が上昇するにつれ、抵抗値が高くなりヒータ割れ発生温度に達する時間(t2)が0ppm/℃の場合に比べ長くヒータ割れに対して有利である。これによりヒータ割れの発生を抑制することができる。   On the other hand, by setting the TCR to a positive characteristic, as shown in the figure, as the temperature of the heat generating pattern 204 for small size rises, the resistance value increases and the time (t2) to reach the heater crack occurrence temperature is 0 ppm / ° C. Compared to the case, it is advantageous for the heater cracking longer. Thereby, generation | occurrence | production of a heater crack can be suppressed.

図7に、100VをTCRが0ppm/℃の小サイズ紙用発熱パターン204のみに印加した場合のヒータ基板206の温度推移を示す。また、同図に、100Vを正特性である小サイズ用発熱パターンのみに印加した場合のヒータ基板206の温度推移を示す。更に、同図に、100VをTCRが0ppm/℃である大サイズ紙用発熱パターン207と正特性である小サイズ紙用発熱パターン204の両方に印加した場合のヒータ基板206の温度推移を示す。同図に示すように、TCRが0ppm/℃の場合にプリント可能温度に到達する時間(t3)に比べ、TCRが正特性である場合のプリント可能温度到達時間(t4)が増加してしまう。   FIG. 7 shows the temperature transition of the heater substrate 206 when 100 V is applied only to the heating pattern 204 for small size paper having a TCR of 0 ppm / ° C. In addition, the same figure shows the temperature transition of the heater substrate 206 when 100 V is applied only to the heat generating pattern for a small size having a positive characteristic. Furthermore, the figure shows the temperature transition of the heater substrate 206 when 100 V is applied to both the large-size paper heat generation pattern 207 having a TCR of 0 ppm / ° C. and the small-size paper heat generation pattern 204 having positive characteristics. As shown in the figure, when the TCR is 0 ppm / ° C., the printable temperature arrival time (t4) when the TCR has a positive characteristic is increased compared to the time (t3) when the printable temperature is reached.

そこで、小サイズの記録材をプリントする場合の立ち上げ時に小サイズ紙用発熱パターン204と大サイズ紙用発熱パターン207を同時に通電することでプリント到達時間(t5)を短縮することが可能となる。これにより小サイズの記録材をプリントする際の単位時間当たりの処理枚数即ち小サイズの記録材の生産性を向上できる。   Therefore, it is possible to shorten the print arrival time (t5) by simultaneously energizing the heat generating pattern 204 for small size paper and the heat generating pattern 207 for large size paper at the start-up when printing a small size recording material. . Thereby, the number of processed sheets per unit time when printing a small size recording material, that is, the productivity of the small size recording material can be improved.

図4を参照して、画像形成装置で小サイズ紙(例えば封筒紙)と、大サイズ紙(例えばA4紙)をプリントする場合の定着装置115におけるヒータ203の小サイズ用発熱パターン204と大サイズ紙用発熱パターン207への通電制御を説明する。   Referring to FIG. 4, the small-size heat generation pattern 204 and the large size of the heater 203 in the fixing device 115 when a small size paper (for example, envelope paper) and a large size paper (for example, A4 paper) are printed by the image forming apparatus. The energization control to the paper heating pattern 207 will be described.

CPU322はプリント指令に基づいて記録材Pが小サイズ紙か大サイズ紙かを判断する。CPU322は、記録材を小サイズ紙であると判断すると小サイズ紙モードを実行し、記録材を大サイズ紙であると判断すると大サイズ紙モードを実行する。   The CPU 322 determines whether the recording material P is a small size paper or a large size paper based on the print command. When the CPU 322 determines that the recording material is a small size paper, the CPU 322 executes the small size paper mode, and when the CPU 322 determines that the recording material is a large size paper, the CPU 322 executes the large size paper mode.

小サイズ紙モードの場合、ヒータ203立ち上げ時には、プリント指令に基づきCPU322がトライアック302及び312をオンし、大サイズ紙用発熱パターン207と小サイズ紙用発熱パターン204に商用電源301から電力を投入する。この際、サーミスタ213で検出した温度が約200℃(ヒータ203の設定温度)になるまで大サイズ紙用発熱パターン207と小サイズ紙用発熱パターン204の両方に電力を投入する。   In the small size paper mode, when the heater 203 is started up, the CPU 322 turns on the triacs 302 and 312 based on a print command, and power is supplied from the commercial power supply 301 to the heat generating pattern 207 for large size paper and the heat generating pattern 204 for small size paper. To do. At this time, power is supplied to both the heat generating pattern 207 for large size paper and the heat generating pattern 204 for small size paper until the temperature detected by the thermistor 213 reaches about 200 ° C. (set temperature of the heater 203).

プリント時(定着ニップ部Nに小サイズ紙を導入してから排出するまでの期間)には、CPU322はトライアック312をオフし、小サイズ紙用発熱パターン204のみに電力を投入する。ただし、封筒紙などの非常に厚みのある記録用紙を連続でプリントするような場合、急激に熱を記録用紙に奪われるため、補助的に大サイズ紙用発熱パターン207にも通電を行うようにトライアック312をオンするように構成してもよい。   At the time of printing (a period from introduction of small size paper to the fixing nip portion N to discharge), the CPU 322 turns off the triac 312 and applies power only to the heat generation pattern 204 for small size paper. However, when printing very thick recording paper such as envelope paper continuously, heat is rapidly taken away by the recording paper. The TRIAC 312 may be turned on.

大サイズ紙モードの場合、ヒータ203立ち上げ時には、プリント指令に基づきCPU322がトライアック302及び312をオンし、大サイズ紙用発熱パターン207と小サイズ紙用発熱パターン204に商用電源301から電力を投入する。この際、サーミスタ213で検出した温度が約200℃になるまで大サイズ紙用発熱パターン207と小サイズ紙用発熱パターン204の両方に電力を投入する。   In the large size paper mode, when the heater 203 is started up, the CPU 322 turns on the triacs 302 and 312 based on the print command, and power is supplied from the commercial power supply 301 to the heat generation pattern 207 for large size paper and the heat generation pattern 204 for small size paper. To do. At this time, power is supplied to both the heat generating pattern 207 for large size paper and the heat generating pattern 204 for small size paper until the temperature detected by the thermistor 213 reaches about 200 ° C.

プリント時(定着ニップ部Nに大サイズ紙を導入してから排出するまでの期間)には、CPU322はトライアック307をオフし、大サイズ紙用発熱パターン207のみに電力を投入する。   At the time of printing (a period from when the large size paper is introduced to the fixing nip portion N until it is discharged), the CPU 322 turns off the triac 307 and applies power only to the heat generating pattern 207 for large size paper.

(4)定着装置の加熱定着動作
制御部100はプリント指令に応じてモータM(図1参照)を回転駆動する。モータMの出力軸の回転はギア列(不図示)を介して加圧ローラ210の芯金211の長手方向端部に設けられている駆動ギア(不図示)に伝達される。これにより加圧ローラ210は所定の周速度(プロセススピード)で矢印方向へ回転する。加圧ローラ210の回転は定着ニップ部Nにおいて加圧ローラ210表面と定着フィルム202表面との摩擦力によって定着フィルム202表面に伝わる。これにより定着フィルム202は定着フィルム202の内周面(内面)がヒータ203の保護層208と接触しつつ加圧ローラ210の回転に追従して矢印方向へ回転(移動)する。
(4) Heat Fixing Operation of Fixing Device The control unit 100 rotationally drives the motor M (see FIG. 1) in response to a print command. The rotation of the output shaft of the motor M is transmitted to a drive gear (not shown) provided at the longitudinal end of the cored bar 211 of the pressure roller 210 via a gear train (not shown). As a result, the pressure roller 210 rotates in the arrow direction at a predetermined peripheral speed (process speed). The rotation of the pressure roller 210 is transmitted to the surface of the fixing film 202 by the frictional force between the surface of the pressure roller 210 and the surface of the fixing film 202 at the fixing nip portion N. As a result, the fixing film 202 rotates (moves) in the direction of the arrow following the rotation of the pressure roller 210 while the inner peripheral surface (inner surface) of the fixing film 202 is in contact with the protective layer 208 of the heater 203.

小サイズ紙モードの場合、CPU322はトランジスタ307及び317にヒータ駆動信号を出力し、フォトトライアックカプラ305及び315をオンしてトライアック302及び312をオンさせる。これにより商用電源301より導電パターン324,325を介して小サイズ紙用発熱パターン204に通電され、商用電源301より導電パターン323,326を介して大サイズ紙用発熱パターン207に通電される。これにより小サイズ紙用発熱パターン204と大サイズ紙用発熱パターン207が発熱してヒータ203は急速に昇温する。   In the small size paper mode, the CPU 322 outputs a heater drive signal to the transistors 307 and 317, turns on the phototriac couplers 305 and 315, and turns on the triacs 302 and 312. As a result, the small-sized paper heating pattern 204 is energized from the commercial power supply 301 via the conductive patterns 324 and 325, and the large-sized paper heating pattern 207 is energized from the commercial power supply 301 via the conductive patterns 323 and 326. As a result, the heat generating pattern 204 for small size paper and the heat generating pattern 207 for large size paper generate heat, and the heater 203 rapidly rises in temperature.

また、CPU322はサーミスタ213からのTH信号に基づきヒータ203の温度が設定温度に達したか否かを判断する。ヒータ203の温度が設定温度に達すると、CPU322はトランジスタ317にヒータ駆動停止信号を出力し、フォトトライアックカプラ315をオフしてトライアック312をオフさせる。これによりヒータ203の大サイズ紙用発熱パターン207への電力供給は停止されるが、小サイズ紙用発熱パターン204への電力供給は継続される。そしてCPU322はサーミスタ213からのTH信号に基づきヒータ203の温度を設定温度に維持するようにトランジスタ307をオン/オフする。   Further, the CPU 322 determines whether the temperature of the heater 203 has reached the set temperature based on the TH signal from the thermistor 213. When the temperature of the heater 203 reaches the set temperature, the CPU 322 outputs a heater drive stop signal to the transistor 317, turns off the phototriac coupler 315, and turns off the triac 312. As a result, the power supply to the large-size paper heat generation pattern 207 of the heater 203 is stopped, but the power supply to the small-size paper heat generation pattern 204 is continued. Then, the CPU 322 turns on / off the transistor 307 based on the TH signal from the thermistor 213 so as to maintain the temperature of the heater 203 at the set temperature.

モータMを回転駆動し、かつ小サイズ紙用発熱パターン204が通電された状態において、未定着トナー画像tを担持した小サイズ紙Pがトナー画像担持面を上向きにして定着ニップ部Nに導入される。この小サイズ紙Pは定着ニップ部Nにおいて定着フィルム202表面と加圧ローラ210表面とで挟持されその状態に搬送(挟持搬送)される。この搬送過程において小サイズ紙P上のトナー画像tは定着フィルム202を介してヒータ203により加熱されて溶融するとともに定着ニップ部Nの圧力で小サイズ紙P上(記録材上)に加熱定着される。そしてトナー画像tが加熱定着された小サイズ紙Pは定着ニップ部Nから排出され中間排紙ローラ116に向けて搬送される。   In a state where the motor M is driven to rotate and the heat generation pattern 204 for small size paper is energized, the small size paper P carrying the unfixed toner image t is introduced into the fixing nip portion N with the toner image carrying surface facing upward. The The small-size paper P is nipped between the surface of the fixing film 202 and the surface of the pressure roller 210 in the fixing nip portion N and is conveyed (nipped and conveyed) to that state. In this conveyance process, the toner image t on the small size paper P is heated and melted by the heater 203 through the fixing film 202 and is heated and fixed on the small size paper P (on the recording material) by the pressure of the fixing nip portion N. The Then, the small size paper P on which the toner image t is heated and fixed is discharged from the fixing nip portion N and conveyed toward the intermediate paper discharge roller 116.

大サイズ紙モードの場合、CPU322はトランジスタ307及び317にヒータ駆動信号を出力し、フォトトライアックカプラ305及び315をオンしてトライアック302及び312をオンさせる。これにより商用電源301より導電パターン324,325を介して小サイズ紙用発熱パターン204に通電され、商用電源301より導電パターン323,326を介して大サイズ紙用発熱パターン207に通電される。これにより小サイズ紙用発熱パターン204と大サイズ紙用発熱パターン207が発熱してヒータ203は急速に昇温する。   In the large size paper mode, the CPU 322 outputs a heater drive signal to the transistors 307 and 317, turns on the phototriac couplers 305 and 315, and turns on the triacs 302 and 312. As a result, the small-sized paper heating pattern 204 is energized from the commercial power supply 301 via the conductive patterns 324 and 325, and the large-sized paper heating pattern 207 is energized from the commercial power supply 301 via the conductive patterns 323 and 326. As a result, the heat generating pattern 204 for small size paper and the heat generating pattern 207 for large size paper generate heat, and the heater 203 rapidly rises in temperature.

また、CPU322はサーミスタ213からのTH信号に基づきヒータ203の温度が設定温度に達したか否かを判断する。ヒータ203の温度が設定温度に達すると、CPU322はトランジスタ307にヒータ駆動停止信号を出力し、フォトトライアックカプラ305をオフしてトライアック302をオフさせる。これによりヒータ203の小サイズ紙用発熱パターン204への電力供給は停止されるが、大サイズ紙用発熱パターン207への電力供給は継続される。そしてCPU322はサーミスタ213からのTH信号に基づきヒータ203の温度を設定温度に維持するようにトランジスタ315をオン/オフする。   Further, the CPU 322 determines whether the temperature of the heater 203 has reached the set temperature based on the TH signal from the thermistor 213. When the temperature of the heater 203 reaches the set temperature, the CPU 322 outputs a heater drive stop signal to the transistor 307, turns off the phototriac coupler 305, and turns off the triac 302. As a result, the power supply to the heat generating pattern 204 for small size paper by the heater 203 is stopped, but the power supply to the heat generating pattern 207 for large size paper is continued. The CPU 322 turns on / off the transistor 315 based on the TH signal from the thermistor 213 so as to maintain the temperature of the heater 203 at the set temperature.

モータMを回転駆動し、かつ大サイズ紙用発熱パターン204が通電された状態において、未定着トナー画像tを担持した大サイズ紙Pがトナー画像担持面を上向きにして定着ニップ部Nに導入される。この大サイズ紙Pは定着ニップ部Nにおいて定着フィルム202表面と加圧ローラ210表面とで挟持されその状態に搬送(挟持搬送)される。この搬送過程において大サイズ紙P上のトナー画像tは定着フィルム202を介してヒータ203により加熱されて溶融するとともに定着ニップ部Nの圧力で大サイズ紙P上(記録材上)に加熱定着される。そしてトナー画像tが加熱定着された大サイズ紙Pは定着ニップ部Nから排出され中間排紙ローラ116に向けて搬送される。   In a state where the motor M is driven to rotate and the heat generation pattern 204 for large size paper is energized, the large size paper P carrying the unfixed toner image t is introduced into the fixing nip portion N with the toner image carrying surface facing upward. The The large-size paper P is nipped between the surface of the fixing film 202 and the surface of the pressure roller 210 in the fixing nip portion N and is conveyed (nipped and conveyed) to that state. In this conveying process, the toner image t on the large size paper P is heated and melted by the heater 203 via the fixing film 202 and is heated and fixed on the large size paper P (on the recording material) by the pressure of the fixing nip N. The Then, the large size paper P on which the toner image t is heated and fixed is discharged from the fixing nip portion N and conveyed toward the intermediate paper discharge roller 116.

以上のように、本実施例の定着装置115は、熱暴走によるヒータ割れの抑制と、ヒータの立ち上げ時間の短縮を両立でき、小サイズ紙の生産性を向上できる。   As described above, the fixing device 115 of the present embodiment can achieve both suppression of heater cracking due to thermal runaway and shortening of heater start-up time, and can improve the productivity of small size paper.

[実施例2]
定着装置の他の例を説明する。本実施例の定着装置はヒータの構成が異なる点を除いて、実施例1の定着装置と同じ構成としてある。
[Example 2]
Another example of the fixing device will be described. The fixing device of the present embodiment has the same configuration as that of the fixing device of the first embodiment except that the configuration of the heater is different.

本実施例の定着装置に用いられるヒータは、ヒータ基板の裏面に一本の発熱パターンを有し、ヒータ基板の表面には少なくとも一本以上の発熱パターンを有している。そして一方の発熱パターンを他方の発熱パターンより短くし、それぞれの発熱パターンは並列に接続され独立に駆動されるようになっている。また、短い発熱パターンのTCRを正特性に、長い発熱パターンのTCRをゼロまたは負特性にしている。本実施例では、ヒータ基板の表面に三本の発熱パターンを設けている。   The heater used in the fixing device of this embodiment has one heat generation pattern on the back surface of the heater substrate, and has at least one heat generation pattern on the surface of the heater substrate. One heating pattern is made shorter than the other heating pattern, and each heating pattern is connected in parallel and driven independently. Further, the TCR of a short heat generation pattern has a positive characteristic, and the TCR of a long heat generation pattern has a zero or negative characteristic. In this embodiment, three heat generation patterns are provided on the surface of the heater substrate.

本実施例に示すヒータは、小サイズ紙用発熱パターンの長手方向の形状、大サイズ紙用発熱パターンの数と長手方向の形状、大サイズ紙用発熱パターンへの給電用電極の数、及びサーミスタの数が異なる点を除いて、実施例1のヒータと同じ構成としてある。本実施例では、実施例1のヒータと共通する部材、及び部分に同じ符号を付してその部材、及び部分の再度の説明を省略する。   The heater shown in this embodiment includes the shape in the longitudinal direction of the heat generation pattern for small size paper, the number and shape of the heat generation pattern for large size paper, the number of power supply electrodes to the heat generation pattern for large size paper, and the thermistor. The configuration is the same as that of the heater of the first embodiment except that the number of the heaters is different. In the present embodiment, members and portions that are common to the heater of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the members and portions is omitted.

図8は本実施例のヒータ203の短手方向中央の縦断面図と、同ヒータ203の表面と裏面の構成模式図である。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the center of the heater 203 of the present embodiment in the short direction, and a schematic configuration diagram of the front and back surfaces of the heater 203.

ヒータ基板206の表面には、大サイズ紙用発熱パターン709がヒータ基板206の長手方向に沿って形成してある。この大サイズ紙用発熱パターン709は、ヒータ基板206の長手方向中央(長手方向中心線CLが通る領域)から長手方向端部に向けてヒータ基板206の短手方向の幅が変化している二種類の異なる形状の発熱パターンにより構成されている。   On the surface of the heater substrate 206, a heat generating pattern 709 for large size paper is formed along the longitudinal direction of the heater substrate 206. The large-size paper heating pattern 709 has a width in the short direction of the heater substrate 206 that changes from the longitudinal center of the heater substrate 206 (the region through which the longitudinal centerline CL passes) toward the end in the longitudinal direction. It is composed of different types of heat generation patterns.

一つは、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が広く設計された二本の発熱パターン(以下、メイン発熱パターンと記す)700である。他の一つは、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が狭く設計された発熱パターン(以下、サブ発熱パターンと記す)701である。このサブ発熱パターン701は二本のメイン発熱パターン700の間に配設されている。二本のメイン発熱パターン700と一本のサブ発熱パターン701からなる大サイズ紙用発熱パターン709は、ヒータ基板206の長手方向中央に対して線対称となるように配設してある。   One is two heat generation patterns (hereinafter referred to as main heat generation patterns) 700 that are designed so that the width of the heat generation pattern in the short direction is widened from the longitudinal center of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction. The other one is a heat generation pattern 701 (hereinafter referred to as a sub heat generation pattern) 701 designed so that the width in the short direction of the heat generation pattern is narrowed from the longitudinal center of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction. The sub heat generation pattern 701 is disposed between the two main heat generation patterns 700. A large-size paper heat generation pattern 709 including two main heat generation patterns 700 and one sub heat generation pattern 701 is arranged so as to be line-symmetric with respect to the longitudinal center of the heater substrate 206.

また、ヒータ基板206の表面には、同じくスクリーン印刷等により塗工してメイン発熱パターン700とサブ発熱パターン701の共通導電パターン(給電用電極)705がヒータ基板206の長手方向一端部に形成してある。また、同じくスクリーン印刷等により塗工してメイン発熱パターン700の共通導電パターン(給電用電極)703と、サブ発熱パターン701の導電パターン(給電用電極)704がヒータ基板206の長手方向他端部に形成してある。   Further, a common conductive pattern (feeding electrode) 705 of the main heat generation pattern 700 and the sub heat generation pattern 701 is formed on one end of the heater substrate 206 in the longitudinal direction by coating the surface of the heater substrate 206 by screen printing or the like. It is. Similarly, the common conductive pattern (power supply electrode) 703 of the main heat generation pattern 700 and the conductive pattern (power supply electrode) 704 of the sub heat generation pattern 701 are coated by screen printing or the like, and the other end in the longitudinal direction of the heater substrate 206. Is formed.

ヒータ基板206の裏面には、小サイズ紙用発熱パターン702がヒータ基板206の長手方向に沿って形成してある。この小サイズ紙用発熱パターン702は、ヒータ基板206の長手方向中央に対して線対称となるように配設してある。そしてこの小サイズ紙用発熱パターン702は、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向けてヒータ基板206の短手方向の幅が変化している。つまり、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が段階的に広く設計された発熱パターンである。   On the back surface of the heater substrate 206, a small-size paper heating pattern 702 is formed along the longitudinal direction of the heater substrate 206. The heat generating pattern 702 for small size paper is arranged so as to be line symmetric with respect to the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206. In the heat generating pattern 702 for small size paper, the width in the short direction of the heater substrate 206 changes from the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction. That is, the heat generation pattern is designed such that the width of the heat generation pattern in the short direction is increased stepwise from the longitudinal center of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction.

また、ヒータ基板206の裏面には、同じくスクリーン印刷等により塗工して小サイズ紙用発熱パターン702の導電パターン(給電用電極)705及び706がヒータ基板206の長手方向一端部に形成してある。この導電パターン705はヒータ基板206表面の導電パターン705とヒータ基板206に設けられたスルーホール内の導電パターン(不図示)を介して電気的に接続してある。   In addition, conductive patterns (feeding electrodes) 705 and 706 of a small-size paper heating pattern 702 are formed on one end of the heater substrate 206 in the longitudinal direction by coating the back surface of the heater substrate 206 by screen printing or the like. is there. The conductive pattern 705 is electrically connected via a conductive pattern 705 on the surface of the heater substrate 206 and a conductive pattern (not shown) in a through hole provided in the heater substrate 206.

ヒータ203の裏面側においてガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において発熱パターン204の長手方向中央近傍と対向するように温度検出部材(以下、中央サーミスタと記す)213aが配設されている。また、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において大サイズ紙用発熱パターン709の長手方向端部と対向するように温度検出部材(以下、端部サーミスタと記す)213bが配設されている。更に、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において発熱パターン204の長手方向中央近傍と対向するように保護装置214が配設されている。   On the back surface side of the heater 203, a temperature detection member (hereinafter referred to as a central thermistor) 213a is disposed on the glass coat layer 205 so as to face the vicinity of the center in the longitudinal direction of the heat generation pattern 204 in the thickness direction of the heater substrate 206. ing. On the glass coat layer 205, a temperature detection member (hereinafter, referred to as an end thermistor) 213b is disposed so as to face the end in the longitudinal direction of the heat generating pattern 709 for large size paper in the thickness direction of the heater substrate 206. Has been. Furthermore, a protection device 214 is disposed on the glass coat layer 205 so as to face the vicinity of the center in the longitudinal direction of the heat generation pattern 204 in the thickness direction of the heater substrate 206.

図9に、大サイズ紙用発熱パターン709と小サイズ紙用発熱パターン702における長手方向の発熱分布を示す。同図に示すように、小サイズ紙用発熱パターン702は長手方向中央の抵抗値を長手方向端部に対して段階的に小さくする設計であるため、長手方向両端部の発熱量が長手方向中央よりも小さくなる。そのため、小サイズ紙用発熱パターン702にのみ熱暴走が発生した際、ヒータ基板206における小サイズ紙用発熱パターン702の長手方向両端部と長手方向中央部との温度差が緩和され、ヒータ割れに対し有利である。これによりヒータ割れの発生を抑制することができる。   FIG. 9 shows the heat generation distribution in the longitudinal direction in the heat generation pattern 709 for large size paper and the heat generation pattern 702 for small size paper. As shown in the figure, the heat generation pattern 702 for small-size paper is designed so that the resistance value at the center in the longitudinal direction is reduced stepwise with respect to the end in the longitudinal direction. Smaller than. Therefore, when thermal runaway occurs only in the small-size paper heat generation pattern 702, the temperature difference between the longitudinal end portions and the longitudinal center portion of the small-size paper heat generation pattern 702 on the heater substrate 206 is alleviated, and heater cracking occurs. It is advantageous. Thereby, generation | occurrence | production of a heater crack can be suppressed.

また、大サイズ紙用発熱パターン709の二本のメイン発熱パターン700は長手方向中央の抵抗値の抵抗値を長手方向端部に対して段階的に小さくする設計であるため、長手方向両端部の発熱量が長手方向中央よりも小さくなる。二本のメイン発熱パターン700とは逆に、サブ発熱パターン701は長手方向中央の抵抗値の抵抗値を長手方向端部に対して段階的に大きくする設計であるため、長手方向両端部の発熱量が長手方向中央よりも大きくなる。そのため、二本のメイン発熱パターン700と、サブ発熱パターン701を、それぞれ、独立に制御することによって、大サイズ紙用発熱パターン707の温度制御性の自由度を向上できる。それにより、記録用紙の幅が小サイズ紙用発熱パターン204以上で大サイズ紙通紙域(図5参照)以下である記録用紙に対する非通紙部昇温を抑制することが可能となる。   In addition, the two main heat generation patterns 700 of the large-size paper heat generation pattern 709 are designed so that the resistance value of the resistance value at the center in the longitudinal direction is reduced stepwise with respect to the end portions in the longitudinal direction. The calorific value is smaller than the center in the longitudinal direction. Contrary to the two main heat generation patterns 700, the sub heat generation pattern 701 is designed to increase the resistance value of the resistance value at the center in the longitudinal direction stepwise with respect to the end portions in the longitudinal direction. The amount is greater than the center in the longitudinal direction. Therefore, by independently controlling the two main heat generation patterns 700 and the sub heat generation patterns 701, the degree of freedom of temperature controllability of the large size paper heat generation pattern 707 can be improved. Thereby, it is possible to suppress the temperature rise of the non-sheet passing portion for the recording paper whose recording paper width is equal to or larger than the heat generating pattern 204 for small size paper and equal to or smaller than the large size paper passing area (see FIG. 5).

図10に、本実施例のヒータ203の駆動制御回路の構成を示す。ここで、実施例1のヒータ203の駆動制御回路と同様の回路構成については同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 10 shows the configuration of the drive control circuit of the heater 203 of this embodiment. Here, the same reference numerals are assigned to the same circuit configurations as those of the drive control circuit of the heater 203 in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本実施例では、二極型の切り換えリレー707を用いることにより、大サイズ紙用発熱パターン707の二本のメイン発熱パターン700と、サブ発熱パターン701との切り換えを行っている。大サイズ紙をプリントする際は、メイン発熱パターン700に切り換え、メイン発熱パターン700とサブ発熱パターン701の組み合わせでプリント動作を行う。小サイズ紙をプリントする際は、小サイズ紙用発熱パターン702に切り換え、小サイズ紙用発熱パターン702とサブ発熱パターン701の組み合わせでプリント動作を行う。保護装置214は交流電源301とヒータ203の導電パターン705との間に配設されている。   In this embodiment, the switching between the two main heat generation patterns 700 of the large-size paper heat generation pattern 707 and the sub heat generation pattern 701 is performed by using the bipolar switching relay 707. When printing large-size paper, the main heat generation pattern 700 is switched to, and a print operation is performed by combining the main heat generation pattern 700 and the sub heat generation pattern 701. When printing a small size paper, the print operation is switched to the heat generation pattern 702 for the small size paper, and a printing operation is performed with a combination of the heat generation pattern 702 for the small size paper and the sub heat generation pattern 701. The protection device 214 is disposed between the AC power supply 301 and the conductive pattern 705 of the heater 203.

図10を参照して、画像形成装置で小サイズ紙(例えば封筒紙)と、大サイズ紙(例えばA4紙)をプリントする場合の定着装置115におけるヒータ203の小サイズ用発熱パターン702と大サイズ紙用発熱パターン709への通電制御を説明する。   Referring to FIG. 10, when the image forming apparatus prints small size paper (for example, envelope paper) and large size paper (for example, A4 paper), heat generation pattern 702 for small size and large size of heater 203 in fixing device 115 are printed. The energization control to the paper heating pattern 709 will be described.

小サイズ紙モードの場合、プリント指令に基づきCPU322がリレー駆動信号を出力してトランジスタ708をオンすることにより、切り換えリレー707をオンして接点707aと707bを接続することで小サイズ紙用発熱パターン702に切り換える。ヒータ203立ち上げ時には、CPU322がヒータ駆動信号を出力してトライアック302及び312をオンし、小サイズ紙用発熱パターン702とサブ発熱パターン701に商用電源301から電力を投入する。この際、CPU322は中央サーミスタ213aで検出した温度を取り込み、その温度が約200℃になるまでサブ発熱パターン701と小サイズ紙用発熱パターン702の両方に電力を投入する。   In the small-size paper mode, the CPU 322 outputs a relay drive signal based on the print command and turns on the transistor 708, thereby turning on the switching relay 707 and connecting the contacts 707a and 707b, thereby generating a heat generation pattern for small-size paper. Switch to 702. When the heater 203 is started up, the CPU 322 outputs a heater drive signal to turn on the triacs 302 and 312, and power is supplied from the commercial power supply 301 to the heat generating pattern 702 for small size paper and the sub heat generating pattern 701. At this time, the CPU 322 takes in the temperature detected by the central thermistor 213a and supplies power to both the sub heat generation pattern 701 and the heat generation pattern 702 for small size paper until the temperature reaches about 200 ° C.

このように小サイズの記録材をプリントする場合の立ち上げ時に小サイズ紙用発熱パターン702とサブ発熱パターン701を同時に通電することでプリント到達時間を短縮することが可能となる。これにより小サイズの記録材をプリントする際の単位時間当たりの処理枚数即ち小サイズの記録材の生産性を向上できる。   As described above, the print arrival time can be shortened by simultaneously energizing the heat generating pattern 702 for small size paper and the sub heat generating pattern 701 at the time of starting up when printing a small size recording material. Thereby, the number of processed sheets per unit time when printing a small size recording material, that is, the productivity of the small size recording material can be improved.

プリント時には、CPU322がトライアック312をオフし、小サイズ紙用発熱パターン702のみに電力を投入する。ただし、封筒紙などの厚みのある記録用紙を連続でプリントするような場合、急激に熱を記録用紙に奪われるため、補助的にサブ発熱パターン701にも通電を行うようにトライアック312をオンするように構成してもよい。   At the time of printing, the CPU 322 turns off the triac 312 and turns on the power only to the heat generation pattern 702 for small size paper. However, when continuously printing thick recording paper such as envelope paper, since the heat is rapidly taken away by the recording paper, the triac 312 is turned on so that the sub heat generation pattern 701 is also energized. You may comprise as follows.

大サイズ紙モードの場合、プリント指令に基づきCPU322がリレー駆動停止信号を出力してトランジスタ708をオフすることにより、切り換えリレー707をオフして接点707aと707cを接続することでメイン発熱パターン700に切り換える。ヒータ203立ち上げ時には、CPU322がヒータ駆動信号を出力してトライアック302及び312をオンし、サブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700に電力を投入する。この際、CPU322は中央サーミスタ213aで検出した温度、及び端部サーミスタ213bで検出した温度を取り込み、その温度が約200℃になるまでサブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700の両方に電力を投入する。   In the large size paper mode, the CPU 322 outputs a relay drive stop signal based on the print command and turns off the transistor 708, thereby turning off the switching relay 707 and connecting the contacts 707a and 707c to the main heat generation pattern 700. Switch. When the heater 203 is started up, the CPU 322 outputs a heater drive signal, turns on the triacs 302 and 312, and supplies power to the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700. At this time, the CPU 322 takes in the temperature detected by the central thermistor 213a and the temperature detected by the end thermistor 213b, and supplies power to both the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700 until the temperature reaches about 200 ° C. .

プリント時には、CPU322は中央サーミスタ213aと端部サーミスタ213bの温度を基に、常に所定の設定温度を保つよう、サブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700への通電比率を制御する。   At the time of printing, the CPU 322 controls the energization ratio to the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700 so as to always maintain a predetermined set temperature based on the temperatures of the central thermistor 213a and the end thermistor 213b.

本実施例では、切り換えリレー707を用い、小サイズ紙用発熱パターン702とメイン発熱パターン700を切り換える構成としている。これは、小サイズ紙用発熱パターン702とメイン発熱パターン700が共に長手方向中央部の発熱量が長手方向両端部よりも多い発熱パターンであるためである。   In this embodiment, a switching relay 707 is used to switch between the heat generation pattern 702 for small size paper and the main heat generation pattern 700. This is because both the heat generation pattern for small size paper 702 and the main heat generation pattern 700 are heat generation patterns in which the heat generation amount in the central portion in the longitudinal direction is larger than that in both end portions in the longitudinal direction.

小サイズ紙用発熱パターン702とメイン発熱パターン700の両方に電力を投入し続けるような熱暴走が発生した場合、小サイズ紙用発熱パターン702とサブ発熱パターン701に通電する組み合わせに比べ、ヒータ割れに対して不利である。ただし、本実施例では、小サイズ紙用発熱パターン702のTCRを正特性にすることで熱暴走によるヒータ割れに対し有利な構成にしているため、小サイズ紙用発熱パターン702とサブ発熱パターン701を切り換える構成でもよい。   When a thermal runaway occurs in which power is continuously applied to both the small size paper heat generation pattern 702 and the main heat generation pattern 700, the heater cracks compared to the combination of energizing the small size paper heat generation pattern 702 and the sub heat generation pattern 701. Against. However, in this embodiment, since the TCR of the heat generation pattern 702 for small size paper is made to have a positive characteristic, the heat resistance pattern 702 for the small size paper and the sub heat generation pattern 701 are made advantageous for heater cracking due to thermal runaway. It may be configured to switch between.

更に、切り換えリレー707を用いず、2本のメイン発熱パターン700と、1本のサブ発熱パターン701のそれぞれにトライアックを接続し、各発熱パターンを制御するような構成を採ってもよい。   Further, a configuration may be adopted in which a triac is connected to each of the two main heat generation patterns 700 and one sub heat generation pattern 701 without using the switching relay 707 to control each heat generation pattern.

以上のように、本実施例の定着装置115も、熱暴走によるヒータ割れの抑制と、ヒータの立ち上げ時間の短縮を両立でき、小サイズ紙の生産性を向上できる。   As described above, the fixing device 115 according to the present embodiment can both suppress the cracking of the heater due to thermal runaway and shorten the heater start-up time, and can improve the productivity of small size paper.

[実施例3]
定着装置の他の例を説明する。本実施例の定着装置はヒータの構成が異なる点を除いて、実施例1の定着装置と同じ構成としてある。
[Example 3]
Another example of the fixing device will be described. The fixing device of the present embodiment has the same configuration as that of the fixing device of the first embodiment except that the configuration of the heater is different.

本実施例の定着装置に用いられるヒータは、ヒータ基板の表面と裏面にそれぞれ少なくとも一本以上の発熱パターンを有し、一方の発熱パターンを他方の発熱パターンより短くし、それぞれの発熱パターンは並列に接続され独立に駆動されるようになっている。また、短い発熱パターンのTCRを正特性に、長い発熱パターンのTCRをゼロまたは負特性にしている。本実施例では、ヒータ基板の表面と裏面にそれぞれ三本の発熱パターンを設けている。   The heater used in the fixing device of this embodiment has at least one heating pattern on each of the front and back surfaces of the heater substrate, one heating pattern is shorter than the other heating pattern, and each heating pattern is parallel. It is connected to and is driven independently. Further, the TCR of a short heat generation pattern has a positive characteristic, and the TCR of a long heat generation pattern has a zero or negative characteristic. In this embodiment, three heating patterns are provided on the front and back surfaces of the heater substrate.

本実施例に示すヒータは、小サイズ紙用発熱パターンの数と長手方向の形状、及びサーミスタの数が実施例2のヒータと異なる点を除いて、実施例2のヒータと同じ構成としてある。本実施例では、実施例2のヒータと共通する部材、及び部分に同じ符号を付してその部材、及び部分の再度の説明を省略する。   The heater shown in the present embodiment has the same configuration as the heater of the second embodiment except that the number of heat generation patterns for small size paper, the shape in the longitudinal direction, and the number of thermistors are different from the heater of the second embodiment. In the present embodiment, members and portions that are common to the heaters of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the members and portions is omitted.

図11は本実施例のヒータ203の短手方向中央の縦断面図と、同ヒータ203の表面と裏面の構成模式図である。   FIG. 11 is a longitudinal cross-sectional view of the center of the heater 203 of the present embodiment in the short-side direction, and a schematic configuration diagram of the front and back surfaces of the heater 203.

ヒータ基板206の裏面には、小サイズ紙用発熱パターン1005がヒータ基板206の長手方向に沿って形成してある。この小サイズ紙用発熱パターン1005は、ヒータ基板206の長手方向中央(長手方向中心線CLが通る領域)から長手方向端部に向けてヒータ基板206の短手方向の幅が変化している二種類の異なる形状の発熱パターンにより構成されている。   On the back surface of the heater substrate 206, a heat generating pattern 1005 for small size paper is formed along the longitudinal direction of the heater substrate 206. In the heat generation pattern 1005 for small size paper, the width in the short direction of the heater substrate 206 changes from the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206 (the region through which the longitudinal center line CL passes) toward the end in the longitudinal direction. It is composed of different types of heat generation patterns.

一つは、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が広く設計された二本の発熱パターン(以下、小サイズメイン発熱パターンと記す)1000である。他の一つは、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が狭く設計された発熱パターン(以下、小サイズサブ発熱パターンと記す)1001である。この小サイズサブ発熱パターン1001は二本の小サイズメイン発熱パターン1000の間に配設されている。二本の小サイズメイン発熱パターン1000と一本のサブ発熱パターン1001からなる小サイズ紙用発熱パターン1005は、ヒータ基板206の長手方向中央に対して線対称となるように配設してある。   One is two heat generation patterns 1000 (hereinafter referred to as small-size main heat generation patterns) 1000 that are designed to have a wide width in the short direction of the heat generation pattern from the longitudinal center of the heater substrate 206 to the longitudinal end. is there. The other is a heat generation pattern 1001 (hereinafter referred to as a small size sub heat generation pattern) 1001 in which the width of the heat generation pattern is narrowed from the longitudinal center of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction. . The small size sub heat generation pattern 1001 is disposed between the two small size main heat generation patterns 1000. A small-size paper heating pattern 1005 including two small-size main heating patterns 1000 and one sub-heating pattern 1001 is arranged so as to be line-symmetric with respect to the longitudinal center of the heater substrate 206.

ヒータ基板206の裏面には、小サイズ紙用発熱パターン702がヒータ基板206の長手方向に沿って形成してある。この小サイズ紙用発熱パターン702は、ヒータ基板206の長手方向中央に対して線対称となるように配設してある。そしてこの小サイズ紙用発熱パターン702は、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向けてヒータ基板206の短手方向の幅が変化している。つまり、ヒータ基板206の長手方向中央から長手方向端部に向け、発熱パターンの短手方向の幅が段階的に広く設計された発熱パターンである。   On the back surface of the heater substrate 206, a small-size paper heating pattern 702 is formed along the longitudinal direction of the heater substrate 206. The heat generating pattern 702 for small size paper is arranged so as to be line symmetric with respect to the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206. In the heat generating pattern 702 for small size paper, the width in the short direction of the heater substrate 206 changes from the center in the longitudinal direction of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction. That is, the heat generation pattern is designed such that the width of the heat generation pattern in the short direction is increased stepwise from the longitudinal center of the heater substrate 206 toward the end in the longitudinal direction.

ヒータ203の裏面側には、ガラスコート層205の表面において小サイズ紙用発熱パターン702と対向する位置にサーミスタ(以下、中央サーミスタと記す)213aが配設されている。また、ガラスコート層205の表面において大サイズ紙用発熱パターン709と対向する位置にサーミスタ(以下、端部サーミスタと記す)213bが配設されている。   A thermistor (hereinafter, referred to as a central thermistor) 213 a is disposed on the back surface side of the heater 203 at a position facing the heat generating pattern 702 for small size paper on the surface of the glass coat layer 205. Further, a thermistor (hereinafter referred to as an end thermistor) 213b is disposed on the surface of the glass coat layer 205 at a position facing the heat generating pattern 709 for large size paper.

また、ヒータ基板206の裏面には、同じくスクリーン印刷等により塗工して小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001の共通導電パターン(給電用電極)1002がヒータ基板206の長手方向他端部に形成してある。また、同じくスクリーン印刷等により塗工して小サイズメイン発熱パターン1000の共通導電パターン(給電用電極)1004と、小サイズサブ発熱パターン1001の導電パターン(給電用電極)1003がヒータ基板206の長手方向一端部に形成してある。   Further, a common conductive pattern (feeding electrode) 1002 of the small main heating pattern 1000 and the small sub heating pattern 1001 is applied to the back surface of the heater substrate 206 by screen printing or the like. It is formed at the end. Similarly, the common conductive pattern (power supply electrode) 1004 of the small main heating pattern 1000 and the conductive pattern (power supply electrode) 1003 of the small size sub heat generation pattern 1001 are coated by screen printing or the like. It is formed at one end in the direction.

ヒータ203の裏面側においてガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において小サイズ紙用発熱パターン1005の長手方向中央近傍と対向するように温度検出部材(以下、小サイズ中央サーミスタと記す)213aが配設されている。また、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において大サイズ発熱パターン709の長手方向端部と対向するように温度検出部材(以下、大サイズ端部サーミスタと記す)213bが配設されている。また、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において小サイズ紙用発熱パターン1005の長手方向端部と対向するように温度検出部材(以下、小サイズ端部サーミスタと記す)213cが配設されている。   On the back surface side of the heater 203, a temperature detection member (hereinafter referred to as a small size central thermistor) is provided on the glass coat layer 205 so as to face the vicinity of the center in the longitudinal direction of the heat generating pattern 1005 for small size paper in the thickness direction of the heater substrate 206. ) 213a is provided. On the glass coat layer 205, a temperature detection member (hereinafter, referred to as a large size end portion thermistor) 213b is disposed so as to face the longitudinal end portion of the large size heat generation pattern 709 in the thickness direction of the heater substrate 206. Has been. Further, on the glass coat layer 205, a temperature detection member (hereinafter, referred to as a small size end portion thermistor) 213c is provided so as to face the longitudinal end portion of the heat generating pattern 1005 for small size paper in the thickness direction of the heater substrate 206. It is arranged.

更に、ガラスコート層205上には、ヒータ基板206の厚み方向において小サイズ紙用発熱パターン1005の長手方向中央近傍と対向するように保護装置214が配設されている。   Furthermore, a protective device 214 is disposed on the glass coat layer 205 so as to face the vicinity of the center in the longitudinal direction of the heat generating pattern 1005 for small size paper in the thickness direction of the heater substrate 206.

図12に、大サイズ紙用発熱パターン709と小サイズ紙用発熱パターン1005における長手方向の発熱分布を示す。同図に示すように、小サイズ紙用発熱パターン1005の二本の小サイズメイン発熱パターン1000は長手方向中央の抵抗値の抵抗値を長手方向端部に対して段階的に小さくする設計であるため、長手方向両端部の発熱量が長手方向中央よりも小さくなる。二本の小サイズメイン発熱パターン1000とは逆に、小サイズサブ発熱パターン1001は長手方向中央の抵抗値の抵抗値を長手方向端部に対して段階的に大きくする設計であるため、長手方向両端部の発熱量が長手方向中央よりも大きくなる。そのため、二本の小サイズメイン発熱パターン1000と、小サイズサブ発熱パターン1001を、それぞれ、独立に制御することによって、小サイズ紙用発熱パターン1005の温度制御性の自由度を向上できる。それにより、記録用紙の幅が小サイズ紙用発熱パターン204の小サイズ紙通紙域(図5参照)以下である記録用紙に対する非通紙部昇温を抑制することが可能となる。   FIG. 12 shows the heat generation distribution in the longitudinal direction in the heat generation pattern 709 for large size paper and the heat generation pattern 1005 for small size paper. As shown in the figure, the two small-sized main heat generation patterns 1000 of the heat generation pattern 1005 for small-size paper are designed to gradually reduce the resistance value of the resistance value at the center in the longitudinal direction with respect to the end portion in the longitudinal direction. Therefore, the amount of heat generated at both ends in the longitudinal direction is smaller than the center in the longitudinal direction. Contrary to the two small size main heat generation patterns 1000, the small size sub heat generation pattern 1001 has a design in which the resistance value of the resistance value at the center in the longitudinal direction is increased stepwise with respect to the end portion in the longitudinal direction. The amount of heat generated at both ends is greater than the center in the longitudinal direction. Therefore, the degree of freedom of temperature controllability of the small-size paper heating pattern 1005 can be improved by independently controlling the two small-size main heating patterns 1000 and the small-size sub-heating patterns 1001. Thereby, it is possible to suppress the temperature rise of the non-sheet passing portion for the recording paper whose width is less than or equal to the small size paper passing area (see FIG. 5) of the heat generating pattern 204 for small size paper.

図13に、本実施例のヒータ203の駆動制御回路の構成を示す。ここで、実施例1、2のヒータ203の駆動制御回路と同様の回路構成については同一符号を付してその説明を省略する。   FIG. 13 shows the configuration of the drive control circuit of the heater 203 of this embodiment. Here, the same reference numerals are given to the same circuit configurations as those of the drive control circuit of the heater 203 in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施例では、二極型の切り換えリレー707を用いることにより、小サイズ紙用発熱パターン1005と、大サイズ紙用発熱パターン709との切り換えを行っている。大サイズ紙をプリントする際は、大サイズ紙用発熱パターン709に切り換え、メイン発熱パターン700とサブ発熱パターン701の組み合わせでプリント動作を行う。小サイズ紙をプリントする際は、小サイズ紙用発熱パターン1005に切り換え、小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001の組み合わせでプリント動作を行う。   In this embodiment, the switching between the heat generation pattern 1005 for small size paper and the heat generation pattern 709 for large size paper is performed by using a bipolar switching relay 707. When printing large-size paper, the print pattern is switched to the large-size paper heat generation pattern 709, and the print operation is performed by combining the main heat generation pattern 700 and the sub heat generation pattern 701. When printing small-size paper, the print pattern is switched to the small-size paper heat generation pattern 1005, and the print operation is performed with a combination of the small-size main heat-generation pattern 1000 and the small-size sub-heat-generation pattern 1001.

図13を参照して、画像形成装置で小サイズ紙(例えば封筒紙)と、大サイズ紙(例えばA4紙)をプリントする場合の定着装置115におけるヒータ203の小サイズ用発熱パターン702と大サイズ紙用発熱パターン709への通電制御を説明する。   Referring to FIG. 13, when the image forming apparatus prints a small size paper (for example, envelope paper) and a large size paper (for example, A4 paper), the heat generation pattern 702 for small size of the heater 203 and the large size in the fixing device 115 are printed. The energization control to the paper heating pattern 709 will be described.

小サイズ紙モードの場合、プリント指令に基づきCPU322がリレー駆動信号を出力してトランジスタ708をオンすることにより、切り換えリレー707をオンして接点707aと707bを接続することで小サイズ紙用発熱パターン1005に切り換える。ヒータ203立ち上げ時には、CPU322がヒータ駆動信号を出力してトライアック1200,1207及び312をオンし、小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001とサブ発熱パターン701に商用電源から電力を投入する。この際、CPU322は小サイズ中央サーミスタ213aで検出した温度を取り込み、その温度が約200℃になるまで小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001とサブ発熱パターン701に電力を投入する。   In the small-size paper mode, the CPU 322 outputs a relay drive signal based on the print command and turns on the transistor 708, thereby turning on the switching relay 707 and connecting the contacts 707a and 707b, thereby generating a heat generation pattern for small-size paper. Switch to 1005. When the heater 203 is started up, the CPU 322 outputs a heater drive signal to turn on the triacs 1200, 1207, and 312 and supply power from the commercial power source to the small size main heat generation pattern 1000, the small size sub heat generation pattern 1001, and the sub heat generation pattern 701. To do. At this time, the CPU 322 takes in the temperature detected by the small size central thermistor 213a and supplies power to the small size main heat generation pattern 1000, the small size sub heat generation pattern 1001, and the sub heat generation pattern 701 until the temperature reaches about 200 ° C.

このように小サイズの記録材をプリントする場合の立ち上げ時に小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001とサブ発熱パターン701を同時に通電することでプリント到達時間を短縮することが可能となる。これにより小サイズの記録材をプリントする際の単位時間当たりの処理枚数即ち小サイズの記録材の生産性を向上できる。   As described above, the print arrival time can be shortened by simultaneously energizing the small size main heat generation pattern 1000, the small size sub heat generation pattern 1001, and the sub heat generation pattern 701 at the start-up when printing a small size recording material. Become. Thereby, the number of processed sheets per unit time when printing a small size recording material, that is, the productivity of the small size recording material can be improved.

プリント時には、CPU322は小サイズ中央サーミスタ213aで検出した温度と、小サイズ端部サーミスタ213cで検出した温度を取り込む。そしてその温度を基に、常に所定の設定温度を保つよう、小サイズメイン発熱パターン1000と小サイズサブ発熱パターン1001への通電比率を制御する。ただし、封筒紙などの厚みのある記録用紙を連続でプリントするような場合、急激に熱を記録用紙に奪われるため、補助的にサブ発熱パターン701にも通電を行う。   At the time of printing, the CPU 322 takes in the temperature detected by the small size center thermistor 213a and the temperature detected by the small size end thermistor 213c. Based on the temperature, the energization ratio to the small size main heat generation pattern 1000 and the small size sub heat generation pattern 1001 is controlled so as to always maintain a predetermined set temperature. However, when a thick recording paper such as envelope paper is continuously printed, the sub heat generation pattern 701 is also energized as a supplement since heat is rapidly taken away by the recording paper.

大サイズ紙モードの場合、プリント指令に基づきCPU322がリレー駆動停止信号を出力してトランジスタ708をオフすることにより、切り換えリレー707をオフして接点707aと707cを接続することでメイン発熱パターン700に切り換える。ヒータ203立ち上げ時には、CPU322がヒータ駆動信号を出力してトライアック312及び1241をオンし、サブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700に電力を投入する。この際、CPU322は小サイズ中央サーミスタ213aで検出した温度、及び大サイズ端部サーミスタ213bで検出した温度を取り込み、その温度が約200℃になるまでサブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700の両方に電力を投入する。   In the large size paper mode, the CPU 322 outputs a relay drive stop signal based on the print command and turns off the transistor 708, thereby turning off the switching relay 707 and connecting the contacts 707a and 707c to the main heat generation pattern 700. Switch. When the heater 203 is started up, the CPU 322 outputs a heater drive signal, turns on the triacs 312 and 1241, and supplies power to the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700. At this time, the CPU 322 takes in the temperature detected by the small size center thermistor 213a and the temperature detected by the large size end thermistor 213b, and both the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700 until the temperature reaches about 200 ° C. Turn on the power.

プリント時には、CPU322は小サイズ中央サーミスタ213aと大サイズ端部サーミスタ213bの温度を基に、常に所定の設定温度を保つよう、サブ発熱パターン701とメイン発熱パターン700への通電比率を制御する。   At the time of printing, the CPU 322 controls the energization ratio to the sub heat generation pattern 701 and the main heat generation pattern 700 so as to always maintain a predetermined set temperature based on the temperatures of the small size center thermistor 213a and the large size end thermistor 213b.

以上のように、本実施例の定着装置115も、熱暴走によるヒータ割れの抑制と、ヒータの立ち上げ時間の短縮を両立でき、実施例1、2の定着装置115に比べ、小サイズ紙通紙域より小さい幅の記録用紙に対し、更に小サイズ紙の生産性を向上できる。   As described above, the fixing device 115 according to the present embodiment can achieve both suppression of heater cracking due to thermal runaway and shortening of the heater start-up time. The productivity of small-size paper can be further improved for recording paper having a width smaller than the paper area.

[他の実施例]
実施例1乃至実施例3では、ヒータの表面側に長い方の発熱パターンを配設し、表面側に短い方の発熱パターンを配設した例を説明したが、ヒータの表面側に短い方の発熱パターンを配設し、表面側に長い方の発熱パターンを配設しても同様の作用効果を得られる。
[Other embodiments]
In the first to third embodiments, the example in which the longer heat generation pattern is disposed on the surface side of the heater and the shorter heat generation pattern is disposed on the surface side has been described. A similar effect can be obtained by arranging a heat generation pattern and arranging the longer heat generation pattern on the surface side.

実施例1乃至実施例3では、ヒータの小サイズ紙用発熱パターンと大サイズ紙用発熱パターンの単位長さ当たりの発熱量を同等にしたが、小サイズ紙用発熱パターンと大サイズ紙用発熱パターンの発熱量は必ずしも同等にする必要はない。   In the first to third embodiments, the heat generation amount per unit length of the heater pattern for the small size paper and the heat generation pattern for the large size paper of the heater are made equal, but the heat generation pattern for the small size paper and the heat generation pattern for the large size paper The amount of heat generated by the patterns is not necessarily equal.

実施例1乃至実施例3の定着装置115は記録材Pが担持する未定着トナー画像tを記録材に加熱定着する装置としての使用に限られない。例えば未定着トナー画像を加熱して記録材に仮定着する像加熱装置、或いは記録材上に加熱定着されたトナー画像を加熱してトナー画像表面に光沢を付与する像加熱装置としても使用できる。   The fixing device 115 according to the first to third embodiments is not limited to use as a device that heat-fixes the unfixed toner image t carried by the recording material P onto the recording material. For example, it can also be used as an image heating apparatus that heats an unfixed toner image to be applied to a recording material, or an image heating apparatus that heats a toner image heated and fixed on a recording material to give glossiness to the surface of the toner image.

115:定着装置、203:セラミックヒータ、202:定着フィルム、210:加圧ローラ、N:定着ニップ部、P:記録材、204,702,1005:小サイズ紙用発熱パターン、207,709:大サイズ紙用発熱パターン 115: fixing device, 203: ceramic heater, 202: fixing film, 210: pressure roller, N: fixing nip, P: recording material, 204, 702, 1005: heating pattern for small size paper, 207, 709: large Heat generation pattern for size paper

Claims (4)

基板と前記基板の一方の面と前記一方の面とは反対側の他方の面で前記基板の長手方向に沿って設けられた通電発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を介して前記加熱体とニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップで記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記基板の前記一方の面と前記他方の面に設けられた通電発熱抵抗体のうち一方の前記発熱抵抗体は他方の前記発熱抵抗体より短くなっており、短い方の前記発熱抵抗体は抵抗温度特性が正であり、長い方の前記発熱抵抗体は抵抗温度特性が零又は負であり、短い方の前記発熱抵抗体と長い方の前記発熱抵抗体は並列に接続され、短い方の前記発熱抵抗体を用いて記録材上の画像を加熱する場合、所定の加熱温度に達するまで短い方の前記発熱抵抗体と長い方の前記発熱抵抗体への通電を行うことを特徴とする像加熱装置。
A heating body having a substrate, an energization heating resistor provided along a longitudinal direction of the substrate on one surface of the substrate and the other surface opposite to the one surface, and in contact with the heating body; And a backup member that forms a nip portion with the heating body via the flexible member, and the image on the recording material is displayed while the recording material is nipped and conveyed by the nip. In an image heating apparatus for heating,
Of the energization heating resistors provided on the one surface and the other surface of the substrate, one heating resistor is shorter than the other heating resistor, and the shorter heating resistor is a resistor. The temperature characteristic is positive, the longer heating resistor has a resistance temperature characteristic of zero or negative, the shorter heating resistor and the longer heating resistor are connected in parallel, and the shorter heating resistor When heating an image on a recording material using a heating resistor, image heating is performed by energizing the shorter heating resistor and the longer heating resistor until a predetermined heating temperature is reached. apparatus.
短い方の前記発熱抵抗体と、長い方の前記発熱抵抗体は、それぞれ、前記基板の短手方向の幅が等しいことを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   2. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the shorter heating resistor and the longer heating resistor have the same width in the lateral direction of the substrate. 短い方の前記発熱抵抗体と、長い方の前記発熱抵抗体は、それぞれ、前記基板の短手方向に幅を変えることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the shorter heating resistor and the longer heating resistor change widths in a short direction of the substrate. 短い方の前記発熱抵抗体と、長い方の前記発熱抵抗体は、それぞれ、少なくとも一本以上の発熱抵抗体を備えることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein each of the shorter heating resistor and the longer heating resistor includes at least one heating resistor.
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