JP6172360B1 - Heating device, fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】抵抗発熱体を複数に分割した加熱装置等にて、長手方向の温度分布の平滑化を図るとともに、予め定められた温度までの立ち上げ時間を短縮化する。【解決手段】本発明が適用されるヒータ110は、基板と、基板の長手方向に沿って配列される面状発熱体112,113,114と、面状発熱体112,113,114の基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され面状発熱体112,113,114に対する給電ラインを形成する給電体115,116とを備え、基板の長手方向に複数配置され、隣接する面状発熱体112,113,114の向い合う端部112S,113S,114Sは、給電ラインの間隔が他の間隔に比べて狭い。【選択図】図4An object of the present invention is to smooth the temperature distribution in the longitudinal direction with a heating device or the like in which a resistance heating element is divided into a plurality of parts, and to shorten the rise time to a predetermined temperature. A heater to which the present invention is applied includes a substrate, planar heating elements 112, 113, 114 arranged along the longitudinal direction of the substrate, and the substrate of the planar heating elements 112, 113, 114. A plurality of power supply bodies 115 and 116 which are formed at both ends in the width direction along the longitudinal direction and which form power supply lines for the planar heat generation elements 112, 113 and 114, and are arranged in the longitudinal direction of the substrate and are adjacent to each other. The ends 112S, 113S, 114S of the bodies 112, 113, 114 facing each other have a narrower interval between the power supply lines than other intervals. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、加熱装置、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device, a fixing device, and an image forming apparatus.
特許文献1には、非通紙部昇温を防止するために、抵抗発熱体を長手方向において3個以上の部分に分割し、分割された抵抗発熱体に対して被加熱材搬送方向に電流が流れるように給電し、この分割された抵抗発熱体を電気的に直列に接続した加熱装置が開示されている。
また、特許文献2には、分割回路の平行四辺形状の発熱ブロックにおけるヒータ長手方向で発熱しない領域によるヒータ長手方向の発熱分布ムラを抑えるために、ヒータ基板上に基板長手方向に沿って設けた2本の導電パターン間に、抵抗発熱体を電気的に並列に接続し、各抵抗発熱体の最短電流経路が、隣り合う抵抗発熱体の最短電流経路と基板長手方向でオーバーラップするように抵抗発熱体を配置するヒータが開示されている。
In
Further, in
例えば、トナー像を加熱して定着する定着装置などに用いられる加熱装置では、抵抗発熱体における総抵抗の低減目的や、加熱箇所を限定する目的等のために、抵抗発熱体を複数に分割する技術が提案されている。この抵抗発熱体を複数に分割した場合には、スリット状の非発熱箇所が分割箇所に生じてしまうことから、何ら対策を取らない場合にはスリット状の非発熱箇所にて発熱の落ち込みが生じてしまう。
この発熱の落ち込みに起因する長手方向の発熱ムラを防止するために、例えば発熱ブロックを平行四辺形形状にしたり、例えば長方形の発熱ブロックを斜めに配置する技術が存在する。しかしながら、例えば発熱ブロックを平行四辺形形状にしただけでは、この平行四辺形形状の鋭角箇所にて電流が流れ難くなり、発熱分布のムラが生じてしまう。また、長方形の発熱ブロックを斜めに配置した場合には、設置スペースが増えることで基材が大きくなり、予め定められた温度までの立ち上がりが遅くなる。
本発明の目的は、抵抗発熱体を複数に分割した加熱装置等にて、長手方向の温度分布の平滑化を図るとともに、予め定められた温度までの立ち上げ時間を短縮化することにある。
For example, in a heating device used in a fixing device that heats and fixes a toner image, the resistance heating element is divided into a plurality of parts for the purpose of reducing the total resistance of the resistance heating element or limiting the heating location. Technology has been proposed. If this resistance heating element is divided into multiple parts, slit-like non-heat-generating parts will occur in the divided parts, so if no measures are taken, heat will drop at the slit-like non-heat-generating parts. End up.
In order to prevent unevenness in heat generation in the longitudinal direction due to the drop in heat generation, there are techniques of, for example, forming the heat generation block into a parallelogram shape, or arranging the heat generation block, for example, at an angle. However, for example, if the heat generating block is simply formed in a parallelogram shape, it becomes difficult for a current to flow at an acute angle portion of the parallelogram shape, resulting in uneven heat generation distribution. In addition, when the rectangular heat generating blocks are arranged obliquely, the base material becomes larger due to the increased installation space, and the rise to a predetermined temperature is delayed.
An object of the present invention is to smooth the temperature distribution in the longitudinal direction with a heating device or the like in which a resistance heating element is divided into a plurality of parts, and to shorten the rise time up to a predetermined temperature.
請求項1に記載の発明は、基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体とを備え、前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されていることを特徴とする加熱装置である。
請求項2に記載の発明は、前記給電ラインの間隔は、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部に向けて徐々に狭くなり、平行四辺形状の前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部の先端がカットされていることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置である。
請求項3に記載の発明は、前記抵抗発熱体は、前記基板の長手方向の中央部分と両端部分とに分割され、当該中央部分の長手方向両端における前記給電ラインの間隔が他の間隔に比べて狭く、平行四辺形状の前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部の先端がカットされていることを特徴とする請求項1または2に記載の加熱装置である。
請求項4に記載の発明は、基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される複数の抵抗発熱体と、複数の前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体と、複数の前記抵抗発熱体が向い合う端部に前記給電ラインとは別個に設けられる導電体とを備え、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やし、当該抵抗発熱体の当該向い合う端部の温度を他の部分よりも上昇させて、隣接する当該抵抗発熱体のスリットの落ち込みを補完するように構成されていることを特徴とする加熱装置である。
請求項5に記載の発明は、前記基板と前記抵抗発熱体との間に形成される絶縁体と、当該絶縁体の当該基板に向ける一方側に当該基板の長手方向に沿って形成される金属体と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の加熱装置である。
請求項6に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部と、を備え、前記加熱部は、基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体とを備え、前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されていることを特徴とする定着装置である。
請求項7に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像形成部によって形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、前記転写部によって前記記録材に転写されたトナー像を定着する定着部と、を備え、前記定着部は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部とを備え、前記加熱部は、基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体とを備え、前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
The invention according to
Invention according to
According to a third aspect of the present invention, the resistance heating element is divided into a central portion and both end portions in the longitudinal direction of the substrate, and an interval between the feeding lines at both ends in the longitudinal direction of the central portion is smaller than other intervals. rather narrow Te, a heating apparatus according to claim 1 or 2 the tip of the acute angle portion is characterized in that it is cut to overlap parallelogram the resistance heating element.
The invention according to claim 4 is formed at both ends of the substrate, the plurality of resistance heating elements arranged along the longitudinal direction of the substrate, and the plurality of resistance heating elements along the longitudinal direction of the substrate. A conductor that forms a power supply line for the resistance heating element, and a conductor that is provided separately from the power supply line at an end portion where the plurality of resistance heating elements face each other, and the adjacent resistance heating element faces each other It is configured to increase the amount of heat generation at the part and to raise the temperature of the opposite end of the resistance heating element to be higher than the other part to compensate for the slit of the adjacent resistance heating element . It is the heating apparatus characterized by these.
The invention according to claim 5 is an insulator formed between the substrate and the resistance heating element, and a metal formed along the longitudinal direction of the substrate on one side of the insulator facing the substrate. The heating device according to any one of
According to a sixth aspect of the present invention, a fixing member that fixes a toner image on a recording material and a heating unit that heats the fixing member are provided. The heating unit includes a substrate and a longitudinal direction of the substrate. A resistance heating element that is arranged, and a conductor that is formed at both ends in the width direction along the longitudinal direction of the substrate of the resistance heating element to form a power supply line for the resistance heating element. A plurality of arranged in the longitudinal direction of the substrate and configured to increase the amount of heat generation at an end portion where the adjacent resistance heating elements face each other, and the current path of the resistance heating elements is The fixing device is configured to overlap in a longitudinal direction, and the power supply line is configured to cover a surface of an opposing acute angle portion of the resistance heating element facing each other .
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a toner image forming portion that forms a toner image, a transfer portion that transfers a toner image formed by the toner image forming portion to a recording material, and a transfer portion that transfers the toner image to the recording material. A fixing unit that fixes the toner image, and the fixing unit includes a fixing member that fixes the toner image on the recording material, and a heating unit that heats the fixing member. A resistance heating element arranged along the longitudinal direction of the substrate; and a conductor formed at both ends of the resistance heating element in the width direction along the longitudinal direction of the substrate to form a power supply line for the resistance heating element; A plurality of the resistance heating elements are arranged in the longitudinal direction of the substrate, and are configured to increase the amount of heat generation at an end portion where the adjacent resistance heating elements face each other. Matching the resistance heating element And overlap in the longitudinal direction Te, an image forming apparatus wherein the feed line is configured so as to cover the periphery of the opposed surfaces, sharp edges overlapping portions of the resistance heating element.
請求項1の発明によれば、長手方向の温度分布の平滑化を図るとともに、予め定められた温度までの立ち上げ時間を短縮化することができる。
請求項2の発明によれば、抵抗発熱体の向い合う端部にて温度変化の平滑化を図ることができる。
請求項3の発明によれば、加熱装置の中央部分にある抵抗発熱体を発熱させ、その両端部分については発熱させない場合に、この中央部分にある抵抗発熱体の端部における温度の落ち込みを抑制できる。
請求項4の発明によれば、加熱装置の抵抗発熱体の幅方向における発熱ピークを分散することができる。
請求項5の発明によれば、加熱装置の発熱領域の間の温度の落ち込みを抑制することができる。
請求項6の発明によれば、長手方向の温度分布の平滑化を図るとともに予め定められた温度までの立ち上げ時間を短縮化した定着装置を提供できる。
請求項7の発明によれば、長手方向の温度分布の平滑化を図るとともに予め定められた温度までの立ち上げ時間を短縮化した画像形成装置を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to smooth the temperature distribution in the longitudinal direction and to shorten the rise time up to a predetermined temperature.
According to the second aspect of the invention, the temperature change can be smoothed at the end portions of the resistance heating element facing each other.
According to the invention of
According to invention of Claim 4, the heat_generation | fever peak in the width direction of the resistance heat generating body of a heating apparatus can be disperse | distributed.
According to invention of Claim 5, the fall of the temperature between the heat_generation | fever areas of a heating apparatus can be suppressed.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide a fixing device in which the temperature distribution in the longitudinal direction is smoothed and the start-up time to a predetermined temperature is shortened.
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus in which the temperature distribution in the longitudinal direction is smoothed and the start-up time up to a predetermined temperature is shortened.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<画像形成装置1の説明>
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置1の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部31を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3や画像読取装置(スキャナ)4等との通信を行って画像データを受信する通信部32、通信部32にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部33を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
<Description of
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an
画像形成部10は、一定の間隔を置いて並列的に配置される4つの画像形成ユニット11Y、11M、11C、11K(「画像形成ユニット11」とも総称する)を備えている。各画像形成ユニット11は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム12、感光体ドラム12の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器13、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12を各色ごとの画像データに基づき露光するLED(Light Emitting Diode)プリントヘッド14、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像する現像器15、転写後の感光体ドラム12の表面を清掃するドラムクリーナ16を備えている。
画像形成ユニット11各々は、現像器15に収納されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
The
Each of the
また、画像形成部10は、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト20、各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト20に順次転写(一次転写)する一次転写ロール21を備えている。さらに、中間転写ベルト20上に重畳して転写された各色トナー像を記録材である用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ロール22、二次転写された各色トナー像を用紙P上に定着させる定着ユニット60を備えている。なお、定着ユニット60は、定着装置または定着部の一例として機能する。
The
本実施の形態の画像形成装置1では、制御部31による動作制御下にて、PC3やスキャナ4からの画像データを通信部32にて受信し、受信した画像データは、画像処理部33により予め定めた画像処理が施される。その後、この画像処理が施された画像データは、制御部31による動作制御下にて、各色毎の画像データとして各画像形成ユニット11に送られ、画像形成部10にて画像形成処理が行われる。
In the
この画像形成部10における画像形成処理にて、例えば黒(K)色トナー像を形成する画像形成ユニット11Kでは、感光体ドラム12が矢印A方向に回転しながら帯電器13により予め定めた電位で帯電され、画像処理部33から送信されたK色画像データに基づきLEDプリントヘッド14が感光体ドラム12を走査露光し、感光体ドラム12上にK色画像に関する静電潜像を形成する。感光体ドラム12上に形成されたK色静電潜像は、現像器15により現像され、感光体ドラム12上にK色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット11Y、11M、11Cにおいても、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。
In the
このようにして各画像形成ユニット11の感光体ドラム12に形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により矢印B方向に移動する中間転写ベルト20上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が中間転写ベルト20上に形成される。この中間転写ベルト20上の重畳トナー像は、中間転写ベルト20の移動に伴って二次転写ロール22が配置された領域(二次転写部T)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Tに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部40から用紙Pが二次転写部Tに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Tにて二次転写ロール22が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙P上に一括して静電転写(二次転写)される。
Each color toner image formed on the
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、定着ユニット60まで搬送される。定着ユニット60に搬送された用紙P上のトナー像は、熱および圧力を受け、用紙P上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部45に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれドラムクリーナ16、およびベルトクリーナ25によって除去される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
Thereafter, the sheet P on which the superimposed toner image is electrostatically transferred is conveyed to the fixing
On the other hand, the toner (primary transfer residual toner) adhering to the
In this way, the image forming process in the
<定着ユニット60の説明>
次に、本実施の形態の定着ユニット60について説明する。
まず、定着ユニット60の全体構成について、図2および図3を用いて説明する。図2は本実施の形態が適用される定着ユニット60の構成を説明するための平面図、図3は図2に示す定着ユニット60のIII―III断面を示した図である。
<Description of
Next, the fixing
First, the overall configuration of the fixing
定着ユニット60は、図2および図3に示すように、ヒータユニット100と、ヒータユニット100により加熱されることでトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト61と、定着ベルト61の外周に対向するように配置された加圧ロール62と、定着ベルト61を介して加圧ロール62から押圧される押圧パッド63とを備えている。
なお、本実施の形態では、定着ユニット60における定着ベルト61の回転軸方向を「長手方向」としている。また、ニップ部Nにおける定着ベルト61の移動方向にて用紙Pが搬送されることから、この移動方向を「搬送方向」としている。さらに、後述するヒータ110の幅方向を単に「幅方向」とする。
2 and 3, the fixing
In the present embodiment, the rotation axis direction of the fixing
ヒータユニット100は、定着ベルト61の内周側に配置され、この内周側から定着ベルト61を加熱する。このヒータユニット100は、熱発生源であるヒータ110と、支持部120とを備えている。図示はしていないが、支持部120は、その長手方向の両端部にてヒータ110を支持している。
The
定着ベルト61は、原形が円筒形状の無端状のベルト部材で構成されており、全体としての機械的強度を形成する基材層と、この基材層の上に被覆される離型層とを有している。この離型層は、用紙P上に保持された未定着トナー像と直接接触する。
The fixing
加圧ロール62は、例えば円柱状芯金の外周面に耐熱性弾性体層が形成され、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層が積層されている。この加圧ロール62は、定着ベルト61を圧接する領域にて長手方向全域に配置され、定着ベルト61に従動して図3の矢印D方向に回転する。また、加圧ロール62は、押圧バネ68(図2参照)を用いて、定着ベルト61を介して押圧パッド63に押圧されている。
In the
押圧パッド63は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等のブロック状の剛体で構成されている。この押圧パッド63は、定着ベルト61の内側にて、支持部120に支持されている。支持部120は、図3に示すように、例えば断面がU字状の溝形状の部材が加圧ロール62側に向いている。押圧パッド63は、この支持部120に押圧され、定着ベルト61を介して加圧ロール62に押圧される。
The
加圧ロール62および押圧パッド63は、定着ベルト61を挟持した状態でニップ部Nを形成する。このニップ部Nに未定着トナー像を保持した用紙Pを通過させることで、圧力を加えるとともに、ヒータユニット100によって加熱された定着ベルト61の熱を加えて、未定着トナー像を用紙Pに定着する。
The
<ヒータ110の説明>
次に、加熱部または加熱装置の一例として機能するヒータ110の構造について、図4〜図6を用いて説明する。図4は本実施の形態が適用されるヒータ110を説明するための平面図である。また、図5(a),(b)は本実施の形態が適用されるヒータ110を模式化した説明図であり、図5(a)は平面図、図5(b)は断面図である。さらに、図6はヒータ110の温度の分布を説明するための図である。
<Description of
Next, the structure of the
本実施の形態が適用されるヒータ110は、長手方向に延びた帯板状部材であり可撓性を有する。ヒータ110は、基板111と、基板111上に形成され電圧印加により発熱する複数の抵抗発熱体112,113,114とを有する。また、抵抗発熱体112,113,114に電圧を供給する給電体115,116と、給電体115,116の給電用電極117とを有している。抵抗発熱体112,113,114、給電体115,116、および電極117が形成された発熱面は、オーバーコート層118によって保護されている。本実施の形態では、ヒータ110の発熱面が、定着ベルト61のニップ部Nが形成されていない内周面に沿うように円弧状に曲げられた状態で、配置されている。
The
基板111は、耐熱性および絶縁性を有し、例えば、ポリイミド若しくはアルミナや窒化アルミニウム等のセラミックまたは金属等の良熱伝導性の材料で構成される。
The
給電体115,116および給電用電極117は、例えば銀ペーストのスクリーン印刷により、同時に形成される。給電体115,116は、抵抗発熱体112,113,114が並んで配列された長手方向に沿い、すなわち基板111の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され、長手方向に沿って延びる2本の給電ラインを形成している。この給電体115,116および給電用電極117は、抵抗発熱体112,113,114に電圧を供給する目的で設けられている。そのため、給電体115,116および給電用電極117の抵抗は、抵抗発熱体112,113,114の抵抗に比べて低い。
The
図5(a)には、給電ラインである給電体115,116と、この給電体115,116に電圧を供給する給電用電極117との基板111上における配置構造が模式的に示されている。本実施の形態では、基板111の長手方向に延びる抵抗発熱体を分割して複数の抵抗発熱体112,113,114を形成しており、給電ラインである給電体115,116も、分割された抵抗発熱体112,113,114に対応させて形成されている。
FIG. 5A schematically shows an arrangement structure on the
抵抗発熱体112,113,114は、導電性の発熱材料からなり、例えばグラファイト,ガラス粉末(無機結着剤),および有機結着剤を混練して調合したペーストを用い、スクリーン印刷により形成されている。
The
オーバーコート層118は、例えばガラス等の耐熱性材料で構成されている。このオーバーコート層118は、基板111に印刷された抵抗発熱体112,113,114、給電体115,116、および給電用電極117を耐熱性材料で覆うことによって、抵抗発熱体112,113,114およびヒータ110の表面における電気的な絶縁性を確保している。
また、オーバーコート層118は定着ベルト61の内周面と接触しており、ヒータ110はこのオーバーコート層118で定着ベルト61との摺動性を確保している。
The
Further, the
次に、本実施の形態が適用される抵抗発熱体112,113,114と、給電体115,116との詳細内容について、図4を用いて説明する。
抵抗発熱体112,113,114は、長手方向に沿って配列されている。抵抗発熱体112,114は、基板111の長手方向の両端部分(以下単に「両端部分」とする)に配置され、抵抗発熱体113は抵抗発熱体112,114の間に(以下「中央部分」とする)に配置されている。抵抗発熱体112,113,114によって、長手方向に延びる抵抗発熱体が複数に分割されていることとなる。
Next, detailed contents of the
The
ヒータ110の隣接する抵抗発熱体112および抵抗発熱体113の間には、スリットS1が形成されている。また、抵抗発熱体113および抵抗発熱体114との間には、スリットS2が形成されている。また、本実施の形態では、スリットS1,S2は長手方向にて例えば同じ幅を有しており、この幅は例えば1mmである。
A slit S1 is formed between the
抵抗発熱体112,113,114の各々は、長手方向に延びる長方形形状を有する。本実施の形態では、抵抗発熱体112,113,114の各々は、幅方向にて同じ幅を有しており、例えば30mm程度である。また、両端部分にある抵抗発熱体112,114は、長手方向にて同等の長さを有し、中央部分に配置された抵抗発熱体113は、抵抗発熱体112,114より長くなっている。より詳しくは、抵抗発熱体112,113,114の各々の長さは、例えば搬送される用紙Pの寸法に応じて決定されている。例えば中央部分の抵抗発熱体113は、A4サイズの短手に合わせて210mmとし、両端部分にある抵抗発熱体112,114は、A4サイズの長手である297mmの幅の用紙Pが搬送される場合を考え、スリットの幅の1mmを考慮して42.5mm程度の幅とすることができる。そして、例えばA4サイズの短手を搬送方向の先頭とし(A4縦送り)、長手方向の中央部を使って画像を形成する際には、ヒータ110は、中央部分に配置された抵抗発熱体113だけを加熱させ、用紙Pが搬送されない箇所の過剰温度上昇を抑制している。一方、例えばA4サイズの長手を搬送方向の先頭とし(A4横送り)、長手方向の中央部を使って画像を形成する際には、ヒータ110は、中央部分に配置された抵抗発熱体113と、両端部分にある抵抗発熱体112,114と、の分割された抵抗発熱体の全てを加熱する。このように、ヒータ110は、用紙Pの寸法に合わせ、抵抗発熱体112,113,114の各々を単独または組み合わせて加熱している。
Each of the
抵抗発熱体112は、隣接する抵抗発熱体113に向かい合う側に、端部112Sを有している。また、抵抗発熱体113は、その両端、すなわち隣接する抵抗発熱体112および抵抗発熱体114に向かい合う側に、それぞれ端部113Sを有している。更に、抵抗発熱体114は、隣接する抵抗発熱体113が向かい合う側に、端部114Sを有している。この端部113Sと端部112SとによってスリットS1を形成し、端部113Sと端部114SとによってスリットS2を形成している。
The
ここで、本実施の形態では、その特徴的な構成として、抵抗発熱体112の端部112Sが形成される面の両端に、幅方向の中心方向に向けて傾斜する傾斜面である切り欠きCが形成されている。また、同様に、抵抗発熱体113の端部113Sが形成される面の両端に切り欠きCが形成され、抵抗発熱体114の端部114Sが形成される面の両端に切り欠きCが形成されている。ここで、抵抗発熱体112,113,114が形成される長手方向の両端には、2本の給電ラインである給電体115,116が形成されていることから、本実施の形態では、この切り欠きCによって、抵抗発熱体112,113,114にて隣接する抵抗発熱体が向い合う端部(端部113Sと端部112S、および端部113Sと端部114S)にて給電ラインの間隔が他の間隔に比べて狭いこととなる。
Here, in the present embodiment, as a characteristic configuration, notches C that are inclined surfaces inclined toward the center in the width direction are formed at both ends of the surface where the
また、切り欠きCの面が傾斜面であることから、この給電体115,116によって形成される給電ラインの間隔は、隣接する抵抗発熱体が向い合う端部112S,113S,114Sに向けて徐々に狭くなることとなる。
Further, since the surface of the notch C is an inclined surface, the interval between the power supply lines formed by the
<ヒータユニット100の発熱作用について>
次に、ヒータユニット100に対して通電を行い、ヒータユニット100が発熱する発熱作用について説明する。
ヒータ110は、給電用電極117を介して給電体115,116に対して給電を行い、抵抗発熱体112,113,114を発熱させることによって、長手方向の全長に渡って温度を上昇させている。図1に示す画像形成装置1では、ヒータ110の長手方向の温度が予め定められた温度に立ち上がり、かつ加圧ロール62の回転による定着ベルト61の回転周速度が定常化した状態になると、定着ベルト61と加圧ロール62とによって形成される圧接ニップ部Nに用紙Pが搬送され、未定着トナー像が用紙P上に定着される。
<About the heating action of the
Next, a heat generating action in which the
The
ここで、ヒータ110の発熱量について検討する。
給電体115,116によって形成される給電ラインの間の単位長さあたりの抵抗値Rは、2本の給電ラインの間隔によって決定され、給電ラインの間隔が狭くなると、抵抗値Rが減少する関係がある。給電ラインの間の電位差をVとし、給電用電極117から供給される電位差を一定とすると、長手方向の単位長さあたりの発熱量Wは、以下の式で表される。
The resistance value R per unit length between the feeder lines formed by the
ここで、抵抗発熱体が分割されている場合にて、何ら対策を施さない場合には、分割されているスリット領域にて温度の落ち込みが生じ、発熱ムラが生じてしまう。本実施の形態においても、抵抗発熱体112と抵抗発熱体113との間にあるスリットS1、および抵抗発熱体113と抵抗発熱体114との間にあるスリットS2の部分については発熱しない。しかしながら、本実施の形態では、スリットS1およびスリットS2にて、抵抗発熱体112,113,114に切り欠きCが設けられ、給電体115,116による給電ラインの間隔を狭くしている。この切り欠きCの存在により、抵抗発熱体112,113,114のスリットS1,S2部分にて、給電ラインの間隔が狭くなる。給電ラインの間隔が狭くなることで、抵抗発熱体112,113,114のスリットS1,S2部分にて、単位長さあたりの抵抗値Rが下がる。この抵抗値Rが下がる結果、スリットS1,S2部分にて抵抗発熱体112,113,114の発熱量が大きくなり、抵抗発熱体112,113,114の隣接する向かい合う端部112S,113S,114Sの発熱量が増える。この端部112S,113S,114Sの発熱量を増やすことで、スリットS1,S2により生じる温度の落ち込みを補完し、発熱ムラを軽減している。
Here, when the resistance heating element is divided and no measures are taken, temperature drop occurs in the divided slit region, and heat generation unevenness occurs. Also in the present embodiment, the slit S1 between the
ここで、スリットS1,S2の幅(長手方向の長さ)を1mm、切り欠きCの長手方向の長さを2mmとする。スリットS1,S2の両側に切り欠きCが存在したとすると、2つの切り欠きCによる長さは2mm×2=4mmとなり、スリットS1,S2の幅(長手方向の長さ)と、切り欠きCによる長さとの比は、1対4となる。
このとき、抵抗発熱体112,113,114による発熱の目標温度を100%Tとする。スリットS1,S2の発熱量は0であるから、スリットS1,S2に対して4倍の長さを有する切り欠きCによって、スリットS1,S2の領域を100%Tまで補償しようとすると、切り欠きCの部分による目標温度は125%Tとなり、発熱量Wを125%とすればよい。
Here, the width (length in the longitudinal direction) of the slits S1 and S2 is 1 mm, and the length in the longitudinal direction of the notch C is 2 mm. If there are cutouts C on both sides of the slits S1 and S2, the length of the two cutouts C is 2 mm × 2 = 4 mm. The width of the slits S1 and S2 (length in the longitudinal direction) and the cutout C The ratio to the length is 1 to 4.
At this time, the target temperature of heat generation by the
式(1)に示すように、発熱量Wを上昇させるためには、抵抗値Rを下げれば良いことから、発熱量Wを125%とするためには、抵抗値Rを0.8倍にすればよい。本実施の形態では、抵抗値Rを上昇させるために切り欠きCを設けているが、給電ラインの間隔と抵抗値Rとが比例関係にあるとすると、給電ラインの間隔を0.8倍とするように切り欠きCの形状を決定すればよい。傾斜が付いていることで概略の計算となるが、例えば、給電体115,116によって形成される給電ラインの間隔を30mmとすると、切り欠きCによって形成される給電ラインの間隔は、30mm×0.8=24mmとなり、幅方向の両側に切り欠きCが形成されているとすると、各々の切り欠きCの深さは3mm程度となる。
As shown in the equation (1), in order to increase the heat generation amount W, the resistance value R may be decreased. Therefore, in order to reduce the heat generation amount W to 125%, the resistance value R is increased by 0.8 times. do it. In the present embodiment, the notch C is provided to increase the resistance value R. However, if the interval between the feeder lines and the resistance value R are in a proportional relationship, the interval between the feeder lines is 0.8 times. What is necessary is just to determine the shape of the notch C so that it may do. For example, if the interval between the feeder lines formed by the
図6には、本実施の形態が適用されるヒータ110の温度の分布の様子が示されている。スリットS1,S2の両端にて、切り欠きCによって温度を上昇させ、スリットS1,S2の温度の落ち込みを補完し、全体として100%Tの目標温度に近づかせ、発熱ムラを軽減している。
FIG. 6 shows the temperature distribution of the
<ヒータ110の変形例>
次に、図7−1(a)〜(c)、図7−2(d)〜(f)、図8を用い、本実施の形態が適用されるヒータ110の変形例について説明する。図7−1(a)は、図4に示した例であり、スリットS1を構成する、向かい合う抵抗発熱体112および113の両者の端部にて、幅方向の両側に切り欠きCが設けられている。図7−1(b),(c)および図7−2(d)は、図7−1(a)に対して、切り欠きCの位置や数、形状を変えている。また、図7−2(e)は、切り欠きCの代わりの構造にて発熱量を増加させる例である。また、図7−2(f)は、平行四辺形状を有する抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲に給電ラインを覆うように構成させることにて発熱量を増加させる例である。
なお、ここでは、簡略化のため、スリットS2を構成する箇所については示していないが、同様な構成を採用することができる。また、図8は、図5(b)に対して、基板111の上に熱拡散金属層131が形成され、さらにその上に絶縁層132が形成されているヒータ110の一例である。
<Modification of
Next, a modified example of the
Here, for the sake of simplification, the portion configuring the slit S2 is not shown, but a similar configuration can be employed. FIG. 8 shows an example of the
上記の説明では、図7−1(a)に示すような切り欠きCを設け、隣接する抵抗発熱体112,113が向い合う端部にて給電ラインの間隔を他の間隔に比べて狭くし、スリット部分に隣接する抵抗発熱体の端部の発熱量を増加させていた。しかしながら、切り欠きCなどの切り欠き(形状が異なっても良い)を抵抗発熱体の任意の部分に設け、または切り欠きの数を変えることで、給電体115および給電体116の幅方向の間隔を狭くさせ、端部の抵抗値を下げて発熱量を調整することができる。
In the above description, a notch C as shown in FIG. 7-1 (a) is provided, and the interval between the feeding lines is made narrower than the other intervals at the end where the adjacent
例えば図7−1(b)に示すように、切り欠きCを、抵抗発熱体112の端部112Sの幅方向の両側には形成せず、抵抗発熱体113の端部113Sの幅方向の両側だけに形成する構成であってもよい。
また、例えば図7−1(c)に示すように、切り欠きCを、抵抗発熱体113の端部113Sの幅方向の任意の一端だけに形成し、他端には形成しないようにすることもできる。
また、例えば図7−2(d)に示すように、向い合う端部112S,113Sにて、異なる形状の切り欠きを設けることもできる。例えば、図7−2(d)のように、端部112Sには面取り形状の切り欠きC1、端部113Sには面取り形状ではなく例えば長方形形状の切り欠きC2などを形成してもよい。
For example, as shown in FIG. 7B, notches C are not formed on both sides in the width direction of the
Further, for example, as shown in FIG. 7C, the notch C is formed only at one end in the width direction of the
For example, as shown in FIG. 7-2 (d), notches having different shapes can be provided at the facing
また、隣接する抵抗発熱体が向い合う端部の抵抗値を、他の方法で下げるように構成することも可能である。
例えば図7−2(e)に示すように、向い合う端部112S,113Sに、他の給電体119を設ける。これによって、抵抗発熱体112および113の向い合う端部112S,113Sの抵抗値を、他の領域の抵抗値に比べて小さくすることが可能となり、この端部112S,113Sの発熱量を増加させることができる。また、副次的効果として、スリット方向(長手方向に直交する方向)にて、端部112S,113Sの発熱のピークを分散させることができる。なお、図7−2(e)に示す給電体119は、図4または図5に示す電極117と連結させる必要はない。
Moreover, it is also possible to comprise so that the resistance value of the edge part which an adjacent resistance heating element faces may be lowered | hung with another method.
For example, as shown to FIG.7-2 (e), the other
また、前述した文献のように、平行四辺形をオーバーラップさせてスリットの温度を補完しようとした場合には、何ら対策を打たなければ、その鋭角箇所にて電流が流れにくくなる。しかしながら、例えば、図7−2(f)に示すように、平行四辺形状の抵抗発熱体112および113のオーバーラップする鋭角部の先端をカットし、さらに給電ライン115bおよび給電ライン116aをこの抵抗発熱体112および113の鋭角部の向かい合うC面の周囲に覆うように構成させる。これによって鋭角部での電流不足が解消されるとともに、端部での発熱量を増加させることができる。
In addition, as described in the above-mentioned document, when the parallelogram is overlapped to supplement the temperature of the slit, it is difficult for current to flow at an acute angle location unless any countermeasure is taken. However, for example, as shown in FIG. 7-2 (f), the ends of the overlapping acute angle portions of the parallelogram-shaped
また、図5(b)に示す例では、基板111の上に、直接、抵抗発熱体112,113,114や給電体115,116を形成していた。しかしながら、基板111と抵抗発熱体112,113,114との間に、金属体を設け、発熱領域の間の温度の落ち込みをさらに抑制するように構成することができる。
In the example shown in FIG. 5B, the
具体的には、図8に示すように、ヒータ110は、基板111の上に熱拡散金属層131が形成され、さらにその上に絶縁層132が形成される。そして、この絶縁層132の上に、給電体115,116および給電用電極117、抵抗発熱体112,113,114を形成し、さらにオーバーコート層118を形成する。この熱拡散金属層131は、絶縁層132に比較して熱伝導率が高いものが好ましく、例えばステンレス箔(SUS330)等の単体金属や合金等を用いることができる。この熱拡散金属層131を採用することによって、抵抗発熱体112,113,114の発熱効果が増加され、ヒータ110における発熱面方向での温度のムラが抑制できる。
Specifically, as shown in FIG. 8, in the
なお、上述した実施の形態では、図3に示すように、定着ユニット60のヒータユニット100にて、ヒータ110は、定着ベルト61のニップ部Nとは反対側に設けられていた。すなわち、ヒータ110の発熱面が定着ベルト61のニップ部Nが形成されていない内周面にて、この内周面に沿うように配置されていた。しかしながら、ヒータ110の発熱面を、定着ベルト61のニップ部Nが形成されている内周面に配置するように構成することも可能である。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, in the
1…画像形成装置、10…画像形成部、20…中間転写ベルト、22…二次転写ロール、40…用紙保持部、60…定着ユニット、61…定着ベルト、62…加圧ロール、100…ヒータユニット、110…ヒータ、111…基板、112,113,114…抵抗発熱体、112S,113S,114S…端部、115,116,119…給電体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体と
を備え、
前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、
前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されている
ことを特徴とする加熱装置。 A substrate,
A resistance heating element arranged along the longitudinal direction of the substrate;
A conductor that is formed at both ends in the width direction along the longitudinal direction of the substrate of the resistance heating element and forms a power supply line for the resistance heating element;
A plurality of the resistance heating elements are arranged in the longitudinal direction of the substrate, and are configured to increase the amount of heat generation at an end portion where the adjacent resistance heating elements face each other ,
The current path of the resistance heating element overlaps with the adjacent resistance heating element in the longitudinal direction, and the power supply line covers the surrounding surfaces of the overlapping acute angle portions of the resistance heating element. heating apparatus according to claim <br/> that are configured.
前記基板の長手方向に沿って配列される複数の抵抗発熱体と、
複数の前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体と、
複数の前記抵抗発熱体が向い合う端部に前記給電ラインとは別個に設けられる導電体とを備え、
複数の前記抵抗発熱体が向い合う端部に前記給電ラインとは別個に設けられる導電体とを備え、
隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やし、当該抵抗発熱体の当該向い合う端部の温度を他の部分よりも上昇させて、隣接する当該抵抗発熱体のスリットの落ち込みを補完するように構成されていることを特徴とする加熱装置。 A substrate,
A plurality of resistance heating elements arranged along the longitudinal direction of the substrate;
A conductor that is formed at both ends of the resistance heating element along the longitudinal direction of the substrate and forms a power supply line to the resistance heating element;
A conductor provided separately from the power supply line at an end portion where the plurality of resistance heating elements face each other;
A conductor provided separately from the power supply line at an end portion where the plurality of resistance heating elements face each other;
Increasing the amount of heat generation at the end portion where the adjacent resistance heating element faces, and raising the temperature of the opposite end portion of the resistance heating element higher than that of the other portion, so that the slit of the adjacent resistance heating element falls. It is comprised so that may be supplemented, The heating apparatus characterized by the above-mentioned .
前記定着部材を加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部は、
基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体とを備え、前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、
前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されていること
を特徴とする定着装置。 A fixing member for fixing a toner image on a recording material;
A heating section for heating the fixing member,
The heating unit is
A substrate, a resistance heating element arranged along the longitudinal direction of the substrate, and a conductive line formed at both ends of the resistance heating element in the width direction along the longitudinal direction of the substrate to form a power supply line for the resistance heating element A plurality of the resistance heating elements are arranged in the longitudinal direction of the substrate, and configured to increase the amount of heat generation at an end portion where the adjacent resistance heating elements face each other ,
The current path of the resistance heating element overlaps with the adjacent resistance heating element in the longitudinal direction, and the power supply line covers the surrounding surfaces of the overlapping acute angle portions of the resistance heating element. It is comprised in the fixing device characterized by the above-mentioned.
前記トナー像形成部によって形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、
前記転写部によって前記記録材に転写されたトナー像を定着する定着部と、を備え、
前記定着部は、
記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部とを備え、
前記加熱部は、
基板と、前記基板の長手方向に沿って配列される抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の前記基板の長手方向に沿った幅方向の両端に形成され当該抵抗発熱体に対する給電ラインを形成する導電体とを備え、前記抵抗発熱体は前記基板の長手方向に複数配置され、隣接する前記抵抗発熱体が向い合う端部にて発熱量を増やすように構成され、
前記抵抗発熱体の電流経路が、隣り合う前記抵抗発熱体に対して前記長手方向においてオーバーラップしており、前記給電ラインが前記抵抗発熱体のオーバーラップする鋭角部分の向かい合う面の周囲を覆うように構成されていること
を特徴とする画像形成装置。 A toner image forming unit for forming a toner image;
A transfer unit that transfers the toner image formed by the toner image forming unit to a recording material;
A fixing unit that fixes the toner image transferred to the recording material by the transfer unit,
The fixing unit is
A fixing member that fixes a toner image on a recording material, and a heating unit that heats the fixing member;
The heating unit is
A substrate, a resistance heating element arranged along the longitudinal direction of the substrate, and a conductive line formed at both ends of the resistance heating element in the width direction along the longitudinal direction of the substrate to form a power supply line for the resistance heating element A plurality of the resistance heating elements are arranged in the longitudinal direction of the substrate, and configured to increase the amount of heat generation at an end portion where the adjacent resistance heating elements face each other ,
The current path of the resistance heating element overlaps with the adjacent resistance heating element in the longitudinal direction, and the power supply line covers the surrounding surfaces of the overlapping acute angle portions of the resistance heating element. an image forming apparatus characterized by being configured to.
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