WO2020262705A1 - 定着装置 - Google Patents

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WO2020262705A1
WO2020262705A1 PCT/JP2020/025928 JP2020025928W WO2020262705A1 WO 2020262705 A1 WO2020262705 A1 WO 2020262705A1 JP 2020025928 W JP2020025928 W JP 2020025928W WO 2020262705 A1 WO2020262705 A1 WO 2020262705A1
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WO
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heating element
heater
substrate
common electrode
fixing device
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Application number
PCT/JP2020/025928
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English (en)
French (fr)
Inventor
智晴 佐藤
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat

Definitions

  • the present invention relates to a fixing device suitable for use in an image forming apparatus using electrophotographic technology, such as a printer, a copying machine, a facsimile or a multifunction device.
  • the image forming apparatus is provided with a fixing device for fixing the toner image on the recording material by applying heat and pressure to the recording material on which the unfixed toner image is formed.
  • the fixing device includes a rotating endless fixing belt (also called a fixing film), a heater that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt, and a pressure roller that contacts the fixing belt from the outside to form a fixing nip.
  • the belt heating method has been conventionally used. In such a fixing device, the heater generates heat in response to the power supply, and the heat of the heater is transferred to the fixing belt to heat the fixing belt.
  • a heater having a plurality of heating elements having different lengths in the width direction capable of independently supplying electric power to both sides of the substrate has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-24321).
  • the heater selectively supplies (energizes) power to only the heating element according to the size of the recording material among the plurality of heating elements via the heater control circuit, so that the area of the fixing belt corresponding to the size of the recording material is expanded.
  • the heater control circuit has a triac that is electrically connected to each heating element and can control the energization of each heating element, and selectively selects a desired heating element by controlling the on / off of energization by this triac.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and when a heater having a plurality of heating elements on both sides of the substrate is used to heat the belt, the size and cost of the circuit for controlling the energization of the heating elements are reduced. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of lowering. [Effect of the invention]
  • FIG. 1 is a schematic view showing a suitable image forming apparatus using the fixing apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the fixing device.
  • FIG. 3 (a) is a schematic view showing the back surface side of the heater, and (b) is a schematic view showing the front surface side of the heater.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the heater and the heater control circuit of the present embodiment.
  • FIG. 5 (a) is a cross-sectional view showing a connector portion, (b) is a plan view showing a connection state of the connector portion to an individual electrode, and (c) is a plan view showing a connection state of the connector portion to a common electrode. Is.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional heater and a heater control circuit.
  • the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is an electrophotographic full-color printer having four color (yellow, magenta, cyan, black) image forming portions PY, PM, PC, and PK in the apparatus main body.
  • the image forming unit PY, PM, PC, and PK are arranged along the rotation direction of the intermediate transfer belt 8 described later in an intermediate transfer tandem system.
  • the image forming apparatus 100 produces a toner image (image) in response to an image signal from a document reading device (not shown) connected to the apparatus main body or a host device such as a personal computer communicatively connected to the apparatus main body. It is formed on the recording material S.
  • the recording material include sheet materials such as paper, plastic film, and cloth.
  • the recording material S is stored in a form of being loaded in the cassette 62, and is fed one by one to the transport path 64 by the feed roller 63 according to the image formation timing. Further, the recording materials S loaded on the bypass tray (not shown) may be fed to the transport path 64 one by one.
  • the registration roller 65 When the recording material S is conveyed to the registration roller 65 arranged in the middle of the transfer path 64, the registration roller 65 performs skew correction and timing correction of the recording material S, and then moves to the secondary transfer unit T2. Sent.
  • the secondary transfer portion T2 is a transfer nip portion formed by a portion of the intermediate transfer belt 8 stretched on the secondary transfer inner roller 66 and the secondary transfer outer roller 67.
  • the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 8 to the recording material S by applying the secondary transfer voltage to the secondary transfer inner roller 66.
  • the process of forming the toner image sent to the secondary transfer unit T2 at the same timing as the transfer process of the recording material S to the secondary transfer unit T2 described above will be described.
  • the image forming units PY to PK will be described.
  • the image forming units PY to PK are configured to be substantially the same except that the toner colors used in the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K are different from those of yellow, magenta, cyan, and black. Therefore, in the following, the yellow image forming unit PY will be described as an example, and the other image forming units PM, PC, and PK will be omitted.
  • the image forming unit PY is mainly composed of a photosensitive drum 1Y, a charging device 2Y, an exposure device 3Y, a developing device 4Y, and the like.
  • the surface of the photosensitive drum (cylindrical photosensitive member) 1Y as a rotationally driven image carrier is uniformly charged in advance by the charging device 2Y, and then driven based on the signal of image information.
  • An electrostatic latent image is formed by 3Y.
  • the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1Y is developed by the developing device 4Y with toner and visualized as a toner image.
  • a predetermined pressing force and a primary transfer bias are applied by the primary transfer rollers 5Y arranged to face each other across the photosensitive drum 1Y and the intermediate transfer belt 8, and the toner image formed on the photosensitive drum 1Y is displayed on the intermediate transfer belt 8.
  • the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 8 to the recording material S by the transfer process and the image formation process described above. After that, the recording material S is conveyed to the fixing device 30, and the toner image is melt-fixed on the recording material S by being pressurized and heated by the fixing device 30. The recording material S on which the toner image is fixed is discharged onto the discharge tray 601 by the discharge roller 69.
  • the image forming apparatus 100 includes a control unit 300 for performing various controls such as the above-mentioned image forming operation. Further, the above-mentioned series of image forming operations is controlled by the control unit 300 according to an operation unit (not shown) provided in the main body of the apparatus or each input signal via a network. [Fixing device]
  • the fixing device 30 of the present embodiment is required to shorten the warm-up time due to a rapid temperature rise and to support recording materials of various sizes.
  • the heat capacity of the heater of the fixing device in order to shorten the warm-up time, it is conceivable to provide a heater provided with only a heating element having a length that matches the width of the maximum size recording material.
  • the temperature of the non-passing region where the recording material does not pass through the fixing nip portion becomes too high with respect to the passing region where the recording material passes through the fixing nip portion. For this reason, it has been conventionally required to suppress the temperature rise in the non-passing region.
  • the heater 600 of the fixing device 30 is configured to have a plurality of heating elements corresponding to the sizes of the plurality of recording materials, so that the temperature rise in the non-passing region is suppressed.
  • the fixing device 30 of the present embodiment includes a fixing belt unit 60 and a pressure roller 70, and is detachably provided on the main body of the image forming device 100 (see FIG. 1). ..
  • the fixing belt unit 60 has a fixing belt 650 and a heater 600, which will be described in detail later, and the fixing belt 650 is heated by the heater 600.
  • the nip forming member and the pressure roller 70 as a rotating body are rotatably supported by the apparatus main body. Further, the pressure roller 70 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the fixing belt unit 60, abuts on the outer peripheral surface of the fixing belt 650 of the fixing belt unit 60, and is pressed against the fixing belt unit 60. It is provided so as to.
  • the pressure roller 70 includes an elastic layer 72 such as silicone rubber having a thickness of about 3 mm on the outer periphery of a metal core metal 71 (for example, stainless steel), and PTFE and PFA having a thickness of about 40 ⁇ m on the outer periphery of the elastic layer 72. It has a release layer 73 made of a fluororesin such as FEP.
  • the pressure roller 70 is rotatably supported by the device frame by rotatably holding both ends of the core metal 71 between the side plates of the device frame (not shown) of the fixing device 30.
  • the heater 600 is energized. Then, when the temperature of the heater 600 rises to the target temperature and the temperature is adjusted, the recording material S carrying the unfixed toner image on the fixing nip portion N is guided and introduced along an entrance guide (not shown). In the fixing nip portion N, the toner image supporting surface side of the recording material S is in close contact with the outer surface of the fixing belt 650, and the recording material S moves together with the fixing belt 650.
  • the fixing belt unit 60 is provided on the main body of the apparatus so as to be movable toward the pressure roller 70 side.
  • the fixing belt unit 60 has a fixing belt 650, a heater holder 660, a stay 670, and a heater 600 arranged in a non-rotating manner inside the fixing belt 650.
  • grease as a lubricant is applied to the inner peripheral surface of the fixing belt 650. This is to improve the slidability between the inner peripheral surface of the fixing belt 650 and the heater holder 660.
  • a nickel-based metal material, a heat-resistant resin such as polyimide, or the like may be used in addition to stainless steel.
  • the stay 670 is, for example, a metal rigid member (sheet metal) extending in the width direction along the fixing belt 650, and here, the cross section is formed in a substantially U shape so as to have an opening on the heater holder 660 side.
  • the stay 670 reinforces the heater holder 660 so that the heater holder 660 is not deformed by the pressing force acting between the fixing belt unit 60 and the pressurizing roller 70.
  • the stay 670 has the above-mentioned flange portions fixed to both ends in the width direction. The flange portions at both ends are pressed toward the pressurizing roller 70 with a predetermined pressing force (for example, 90 to 320 N) by a pressurizing mechanism (not shown).
  • the pressing force acts on the fixing belt 650 from the flange portion via the stay 670 and the heater holder 660, and the fixing belt 650 and the pressure roller 70 are pressed against each other with a desired pressure contact force.
  • a fixing nip portion N having a predetermined width in the transport direction of the recording material S is formed between the fixing belt 650 and the pressure roller 70.
  • the recording material S on which the toner image is formed is pressurized and conveyed by the fixing nip portion N.
  • the stay 670 may be formed in a shape that rubs against the inner peripheral surface of the fixing belt 650.
  • the heater holder 660 is formed of a resin member having high heat resistance and heat insulation such as a liquid crystal polymer resin, and plays a role of holding the heater 600 as a heating member and guiding the fixing belt 650.
  • the heater holder 660 is formed in a shape in which a fitting groove capable of fitting and holding the heater 600 extends along the width direction on the surface opposite to the surface on the stay 670 side (fixing nip portion N side). ..
  • the surface of the heater 600 held by the heater holder 660 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 650, and can heat the rotating fixing belt 650.
  • the heat generated by the heater 600 is conducted to the recording material S via the fixing belt 650, and the unfixed toner image is heated and melted. It is fixed on the recording material S.
  • the heater 600 is controlled by a heater control circuit 700, which will be described later. The details of the heater control circuit 700 will be described later (see FIG. 4 described later). [heater]
  • the heater 600 includes a substrate 610 having an insulating property, heat resistance, and a low heat capacity having a length in the width direction (which is also a direction orthogonal to the direction in which the recording material S is conveyed by the fixing nip portion N), and a plurality of heating elements 623a to 623f. It has a protective glass 611 (see FIGS. 3 (a) and 3 (b)). A plurality of heating elements 623a to 623f (three in this embodiment) are provided on the front and back surfaces of the substrate 610. The protective glass 611 is provided on the front and back surfaces of the substrate 610 to ensure insulation. Then, as described above, the heater 600 is fixedly supported by the heater holder 660.
  • Such a heater 600 is a ceramic heater having a low heat capacity capable of raising a temperature with a steep rising characteristic by supplying electric power to any one of a plurality of heating elements 623a to 623f.
  • a temperature sensor 630 which is a temperature detecting member for detecting the temperature of the heater 600 is provided.
  • a contact type temperature sensor 630 such as a thermistor sensor is adopted.
  • the temperature sensor 630 may be a non-contact type.
  • the temperature sensor 630 is arranged in the heater holder 660 so that the heat sensitive portion contacts the back surface of the heater 600 opposite to the fixing belt 650. Further, one temperature sensor 630 is arranged at the central portion in the width direction and the longitudinal direction of the heater 600, and detects the temperature at the central portion of the heater 600.
  • one temperature sensor 630 controls the temperature adjustment of the plurality of heating elements provided in the heater 600, which will be described later.
  • the number of temperature sensors 630 is not limited to one, and a plurality of temperature sensors 630 may be arranged along the width direction of the fixing belt 650. When there are a plurality of temperature sensors 630, they may be arranged so as to be offset in the rotation direction of the fixing belt 650. [thermostat]
  • the thermostat 631 is provided so that the power supply to the heater 600 can be cut off when the temperature of the heater 600 exceeds a predetermined temperature.
  • the thermostat 631 is arranged in the heater holder 660 on the back side of the heater 600.
  • the bimetal reverses and opens the contacts to cut off the power supply, and when the temperature becomes lower than the predetermined temperature, the bimetal returns before reversal and closes the contacts to start power supply. It is a switch to do.
  • FIG. 3A shows the back surface side of the heater 600
  • FIG. 3B shows the front surface (front surface) side (first surface) of the heater 600
  • the arrow X in the figure indicates the rotation direction of the fixing belt 650 at the fixing nip portion N (see FIG. 2).
  • the surface (first surface) of the heater 600 is a surface that comes into contact with the fixing belt 650, that is, a surface on the fixing belt side.
  • the back surface (second surface) of the heater 600 is the opposite surface of the front surface.
  • heating elements 623d to 623f are printed and fired on the back surface of the substrate 610 using silver palladium (Ag / Pd) or the like.
  • the heating elements 623d to 623f are connected to three independent electrodes 622d to 622f on one end side in the width direction by a conductor pattern 624d to 624f formed of silver (Ag) or the like, and the other end side is connected to each other. It is connected to one common electrode 621B (second common electrode).
  • the independent electrodes 622d to 622f are connected to the AC power supply 900 by a signal line via the triacs 701a to 701c, the zero cross detection circuit 720, and the relay circuit 710 (see FIG. 4).
  • the common electrode 621B is connected to the AC power supply 900 by a signal line via the switching circuit 750, the zero cross detection circuit 720, and the relay circuit 710 (see FIG. 4).
  • the heating elements 623d to 623f and the conductor patterns 624d to 624f are covered with, for example, protective glass 611 having a thickness of 60 to 90 ⁇ m.
  • heating elements 623a to 623c are printed and fired on the front surface of the substrate 610 using silver palladium (Ag / Pd) or the like as well as the back surface. ing.
  • the heating elements 623a to 623c are connected to three independent electrodes 622a to 622c at one end in the width direction via conductor patterns 624a to 624c formed of silver (Ag) or the like, and the other end.
  • the side is connected to one common electrode 621A (first common electrode).
  • the independent electrodes 622a to 622c are connected to the triacs 701a to 701c, each of which is connected to the above-mentioned three independent electrodes 622d to 622f, by a branched signal line (see FIG. 4).
  • the common electrode 621A is connected to the AC power supply 900 by a signal line via the switching circuit 750, the zero cross detection circuit 720, and the relay circuit 710, similarly to the common electrode 621B described above (see FIG. 4).
  • the heating elements 623a to 623c on the front surface and the conductor patterns 624a to 624c are also covered with the protective glass 611 as on the back surface.
  • the six heating elements 623a to 623f have different lengths in the width direction (heating element length), resistance values, and maximum amount of power that can be supplied according to the size of the recording material S (corresponding paper size). Is used. Table 1 shows an example of using a commercial power supply of 100V as the AC power supply 900. Although the lengths of the heating elements 623a to 623f in the width direction are different, the lengths of the fixing belts 650 in the rotation direction are substantially the same.
  • the heat generated by the heating element on the back surface side of the substrate 610 is transferred to the fixing belt 650 via the substrate 610. Therefore, as compared with the heating element arranged on the front surface, the heating element arranged on the back surface side has a lower heat transfer efficiency to the fixing belt 650.
  • the length of the heater 600 in the recording material transport direction becomes longer due to the arrangement of many heating elements. It will be long.
  • the pressing force for forming the fixing nip portion N must be increased.
  • An increase in the pressing force causes an increase in the torque for rotationally driving the pressurizing roller 70, which is not preferable. Therefore, by arranging the heating elements on both sides of the substrate 610, a heater having a short length in the transport direction of the recording material and having many heating elements to accommodate various sizes can be obtained.
  • the length in the width direction (paper width) of the recording material S is long, the length in the width direction (heating element length) of the heating elements 623a to 623f is also formed long.
  • the width direction lengths of the heating elements 623a to 623f are formed to be about 21 mm longer than the width direction lengths of the corresponding recording materials S, respectively. This is because the recording material S may be slightly displaced in the width direction and plunged into the fixing nip portion N when being conveyed to the fixing nip portion N (see FIG. 2), and even in such a case, the recording material S is appropriate. This is to secure a heating region of the fixing belt 650 so that it can be heated to the above.
  • the heating element 623b having the largest maximum electric energy and the heating element 623e having the second largest amount of electric power are provided on different surfaces of the substrate 610, respectively.
  • the heating element 623b having the largest maximum electric energy that is, the heating element 623b having the longest length in the width direction is provided on the surface of the substrate 610.
  • the heating element 623b having the largest maximum electric energy is provided at the center of the fixing belt 650 in the rotation direction (arrow X direction).
  • the heating element 623e having the second largest maximum electric energy that is, the heating element 623e having the second longest length in the width direction is provided on the back surface of the substrate 610.
  • the heating element 623e having the second largest maximum electric energy among the three heating elements 623d to 623f arranged on the back surface of the substrate 610 is provided at the center of the fixing belt 650 in the rotation direction (arrow X direction). There is.
  • the total value of the maximum electric energy of the heating elements 623a to 623c arranged on the front surface of the substrate 610 and the maximum electric power of the heating elements 623d to 623f arranged on the back surface of the substrate 610 It is preferable that the difference from the total value of the amounts is as small as possible. Further, in the present embodiment, the total value of the maximum electric energy of the heating elements 623a to 623c arranged on the front surface of the substrate 610 and the total of the maximum electric energy amounts of the heating elements 623d to 623f arranged on the back surface of the substrate 610. Both values are suppressed to "3000 W" or less.
  • This "3000W” is a boundary value at which the substrate 610 can be significantly deformed by the thermal stress generated based on the temperature difference between the front surface temperature and the back surface temperature of the substrate 610. It has been confirmed by experiments by the inventors that the substrate 610 is not deformed if the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate 610 is suppressed to "3000 W" or less.
  • the heating elements are arranged on the front surface and the back surface so that the difference between the total value of the maximum electric energy of the heating element on the front surface and the total value of the maximum electric energy of the heating element on the back surface is minimized. ..
  • the heating element 623b having the largest maximum electric energy and the heating element 623c having the smallest power among the plurality of heating elements 623a to 623f are combined. Therefore, it is preferably arranged on the surface of the substrate 610.
  • the heating element 623b having the longest length in the width direction and the heating element 623c having the shortest length are arranged on the same surface of the substrate 610.
  • the shortest heating element 623c is preferably arranged on the upstream side of the heating element 623b arranged at the center of the fixing belt 650 in the rotation direction (arrow X direction).
  • the heater unit 680 is composed of the heater 600 and the temperature sensor 630.
  • the heater unit 680 is controlled by the heater control circuit 700.
  • the heater control circuit 700 is for adjusting a heat generation state including on / off of energization of the heater 600 under the control of the control unit 300.
  • the heater 600 is provided so as to be freely connectable to the heater control circuit 700.
  • the control unit 300 as a control means controls the entire image forming apparatus 100 in addition to controlling the heater 600.
  • a control unit 300 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the CPU controls each part while reading a program corresponding to the control procedure stored in the ROM.
  • work data and input data are stored in the RAM, and the CPU controls by referring to the data stored in the RAM based on the above-mentioned program or the like.
  • the control unit 300 may be prepared exclusively for controlling the heater 600 such as a microcomputer. In this case, it may be provided in the fixing device 30.
  • the control unit 300 acquires the detection result of the temperature sensor 630, and the heater control circuit is such that the temperature of the heater 600 is maintained at the target temperature (for example, 200 ° C.) based on the acquired detection result. 700 can be controlled.
  • the heat generation state of the heater 600 changes according to the control of the power supply (energization) to the heater 600 by the heater control circuit 700.
  • the electric power for generating heat of the heater 600 is supplied from, for example, an external AC power source 900, which is a commercial power source, via the heater control circuit 700.
  • the DC power supply 800 is, for example, a switching power supply (ADCC power supply) that generates DC voltages "5V” and "24V” from an AC voltage "100V” output by an AC power supply 900.
  • the DC voltage "5V” generated by the DC power supply 800 is used to drive the control unit 300 and the like, and the DC voltage "24V” is used to drive the triac drive circuits 731a to 731c described later.
  • the temperature sensor 630 has a characteristic that the resistance value decreases as the temperature rises, and the temperature can be detected by the partial pressure "Vt1" with the resistance R with respect to the reference voltage "5V" of the control unit 300. It is possible.
  • three triacs 701a to 701c are provided in order to operate these six heating elements 623a to 623f.
  • the TRIAC 701a is connected to the heating element 623a
  • the TRIAC 701b is connected to the heating element 623b
  • the TRIAC 701c is connected to the heating element 623c by a signal line.
  • the TRIAC 701a is connected to the heating element 623d
  • the TRIAC 701b is connected to the heating element 623e
  • the TRIAC 701c is connected to the heating element 623f. That is, the heating element 623a and the heating element 623d provided at substantially the same position (here, on the downstream side) in the rotation direction on the front and back sides are connected to the triac 701a in combination.
  • a heating element 623b and a heating element 623e provided at substantially the same position (here, the center) in the rotation direction on the front and back sides are connected to the TRIAC 701b in combination.
  • a heating element 623c and a heating element 623f provided at substantially the same position (here, on the upstream side) in the rotation direction on the front and back sides are connected to the TRIAC 701c in combination.
  • these triacs 701a to 701c one end side connected to the heating elements 623a to 623f and the other end side opposite in the width direction are connected to the AC power supply 900 by a signal line via a zero cross detection circuit 720 and a relay circuit 710.
  • the switching circuit 750 as a switching unit is, for example, a c-contact relay, the common contact is connected to the AC power supply 900, the NC contact side is connected to the common electrode 621A provided on the surface of the substrate 610, and the NO contact side is the back surface of the substrate 610. It is connected to the common electrode 621B provided in.
  • the switching circuit 750 switches either one of the common electrode 621A and the common electrode 621B to the energization destination energized by the AC power supply 900 according to the switching signal H-CHG appropriately transmitted from the control unit 300.
  • the switching circuit 750 uses the heating elements 623a to 623c provided on the front surface of the substrate 610 or the heating elements 623d to 623f provided on the back surface of the substrate 610 as candidates for energization among the plurality of heating elements 623a to 623f. Select as.
  • the control unit 300 connects the signal line from the AC power supply 900 and the common electrode 621A by transmitting the switching signal H-CHG and switching the switching circuit 750 to the NO contact side.
  • the heating elements 623a to 623c provided on the surface of the substrate 610 are selected as candidates for the energization destination.
  • the control unit 300 transmits a heater ON signal to turn on the thyrack 701a.
  • the heating element 623a and the heating element 623d connected to the TRIAC 701a are turned on.
  • the heating element 623d does not generate heat.
  • the heating element 623a when the heating element 623a is energized, the heating element 623a generates heat because it is connected to the common electrode 621A connected to the signal line from the AC power supply 900.
  • the control unit 300 monitors the temperature of the heater 600 based on the detection result of the temperature sensor 630, the timing of the heater ON signal is changed so that the temperature of the heater 600 becomes the target temperature of the triac 701a. Change the conduction ratio. That is, the triac drive circuits 731a to 731c can change the conduction ratio of the triacs 701a to 701c according to the timing change of the heater ON signal (H-ON) transmitted from the control unit 300.
  • the control unit 300 can change the amount of power supplied to the heating elements 623a to 623f by changing the conduction ratio of the triacs 701a to 701c when the energization is turned on.
  • the control unit 300 selectively generates heat of any one of the plurality of heating elements 623a to 623f according to the width direction length (size) of the recording material S for forming an image.
  • the control unit 300 switches the switching circuit 750 to the NO contact side and switches the signal line in order to heat the heating element 623b provided in the center in the direction intersecting the width direction of the surface. It connects to the common electrode 621A and turns on the triac 701b.
  • the control unit 300 heats the heating element 623f provided on the downstream side in the rotation direction of the fixing belt 650 in the direction intersecting the width direction of the surface.
  • control unit 300 switches the switching circuit 750 to the NC contact side, connects the signal line to the common electrode 621B, and turns on the thyrac 701c. In this way, the control unit 300 selects any one of the heating elements 623a to 623f corresponding to the size of the recording material S, and controls the power supply amount to the selected heating element. , The temperature of the heater 600 is controlled.
  • the control unit 300 stops the transmission of the relay ON signal (RL-ON) and the heater ON signal (H-ON). As a result, the power supply to the heater 600 is cut off.
  • the switching circuit 750 is not limited to the c-contact relay described above, but may be a relay circuit that combines an a-contact relay and a b-contact relay, or a relay circuit such as a non-contact relay (SSR, MOS FET relay). There may be.
  • the pair of independent electrodes 622a to 622c and the independent electrodes 622d to 622f are located at substantially the same position in the width direction on both sides of the substrate 610. It is preferable to provide it in.
  • the independent electrodes 622a and 622d are at substantially the same position (first position)
  • the independent electrodes 622b and 622e are at substantially the same position (second position) different from the first position
  • the independent electrodes 622c and 622f are first. It is provided at substantially the same position, which is different from both the position and the second position.
  • FIG. 5A shows a connector portion for holding the contact
  • FIG. 5B shows a state in which the substrate 610 is connected to the individual electrodes by the connector portion viewed from the back surface.
  • the connector portion 850 has a contact 851 connected to the signal line 852.
  • the contact 851 has a substantially U-shaped cross section, and is provided with an elastic connecting portion 853 that generates a pressing force toward the substrate 610 in order to sandwich the substrate 610. Since the contact 851 including the elastic connection portion 853 has conductivity, the independent electrodes (622a, 622d as an example) brought into contact with the elastic connection portion 853 and the signal line 852 are electrically connected.
  • the connector portion 850 has a contact 851d connected to the independent electrode 622d (independent electrode 622a), a contact 851e connected to the independent electrode 622e (independent electrode 622b), and a contact 851f connected to the independent electrode 622f (independent electrode 622c).
  • the connector portion 850 that can be connected to the two individual electrodes by such one contact, it becomes easy to electrically connect the heater 600 and the heater control circuit 700 in a detachable manner.
  • FIG. 5C shows the connection state of the substrate 610 to the common electrode by the connector portion viewed from the back surface.
  • a connector portion 850A having a contact 851A and a contact 851B is used in order to connect to the common electrode.
  • the contact 851B contacts the common electrode 621B, and the contact 851A contacts the common electrode 621A (see FIG. 3B).
  • the contact 851B is provided with a non-conductive elastic pressing member on the front surface side instead of the elastic connecting portion 853, and the contact 851A is provided with a non-conductive elastic pressing member on the back surface side instead of the elastic connecting portion 853. There is. This is because, for example, when the contact 851B sandwiches the substrate 610, it may come into contact with the conductor patterns 624a to 624c connected to the common electrode 621A on the front surface side, but it is not electrically connected to these. Is.
  • the independent electrodes are arranged at substantially the same positions on the front and back surfaces of the substrate 610, and these are electrically connected using a connector portion having contacts as an example. I explained, but it is not limited to this. As long as the corresponding independent electrodes on the front and back can be connected in pairs so that power is supplied (energized) to the pair of heating elements described above, the connection is not limited to the connector portion as described above.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of the conventional heater control circuit 700A.
  • a heater 600 having three heating elements 623a to 623c provided on the front surface of the substrate 610 and three heating elements 623d to 623f provided on the back surface is used as an example.
  • the arrow X direction in the figure indicates the rotation direction of the fixing belt 650 (see FIG. 2).
  • a plurality of (here, 6) triacs 701 to 706 are used in order to perform on / off control of power supply to the heater 600 and adjustment control of the power supply amount.
  • the thyac 701 is connected to the heating element 623c
  • the thyac 702 is connected to the heating element 623b
  • the thyac 703 is connected to the heating element 623a by a signal line.
  • the thyrac 704 is connected to the heating element 623d
  • the thyrac 705 is connected to the heating element 623e
  • the thyrac 706 is connected to the heating element 623f by a signal line.
  • These triacs 701 to 706 are connected to the AC power supply 900 by a signal line on one end side connected to the heating elements 623a to 623f and in the width direction.
  • These heating elements 623a to 623f are connected to independent electrodes 622a to 622f on one end side in the width direction by conductor patterns 624a to 624f, and the front surface is connected to the common electrode 621A and the back surface is connected to the common electrode 621B, respectively. It is connected.
  • the independent electrodes 622a to 622f are individually connected to the triacs 701 to 706 by signal lines.
  • the common electrode 621A and the common electrode 621B are connected to the AC power supply 900 by a common signal line.
  • the independent electrodes 622a to 622f are provided at positions where they do not overlap in the width direction on both sides of the substrate 610 in order to connect with the triacs 701 to 706 by contacts (not shown).
  • the common electrodes 621A and 621B are provided at substantially the same positions in the width direction on both sides of the substrate 610, but depending on the restrictions of the signal line and the amount of current flowing through the electrodes, they may be the independent electrodes 622a to 622f. Similarly, it may be necessary to provide them at positions that do not overlap.
  • the number of signal lines and the triacs increase when the number of heating elements is increased, and the heater is controlled.
  • the cost of the circuit 700 can be high. Further, since it is necessary to provide the independent electrodes of each heating element at positions that do not overlap in the width direction on both sides of the substrate 610, a space is required in the width direction to provide more independent electrodes, and the heater 600 itself is large. And the cost goes up.
  • the independent electrodes 622a to 622f are individually connected to a plurality of heating elements 623a to 623f
  • the common electrode 621A is connected to the heating elements 623a to 623c on the front surface side
  • the common electrode 621B is connected to the heating elements 623d to 623f on the back surface side.
  • any one of the heating elements 623a to 623f is selectively selected by performing switching control between the common electrode 621A and the common electrode 621B by the switching circuit 750 and energization control including energization on / off by the triacs 701a to 701c. Can generate heat.
  • the heater control circuit 700 can have a simple configuration. Therefore, it is possible to easily realize the miniaturization and cost reduction of the heater control circuit 700 for controlling the energization of the heating element.
  • a fixing device for an electrophotographic image forming device or the like in which a circuit for controlling energization of a heating element is miniaturized.

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Abstract

基板610の表裏に設けられた発熱体623a〜623fに関し、独立電極622a〜622fは各発熱体に個別に接続され、共通電極621Aは表面の発熱体623a〜623cに、共通電極621Bは裏面の発熱体623d〜623fに接続される。表面と裏面とで1個ずつ対にされた独立電極は、1個のトライアック701a〜701cにより通電制御される。共通電極621A、621Bは、通電先を切り替え可能な切替回路750に接続される。切替回路750による共通電極621A、621Bの切り替え制御と、トライアック701a〜701cによる通電制御とにより、発熱体623a〜623fのいずれか1個を選択的に発熱させ得る。こうして、ヒータ制御回路700を簡易な構成とし得る。

Description

定着装置
 本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの、電子写真技術を利用した画像形成装置に用いて好適な定着装置に関する。
 画像形成装置は、未定着のトナー像が形成された記録材に対し熱と圧力を加えることにより、記録材にトナー像を定着させる定着装置を備えている。定着装置として、回転する無端状の定着ベルト(定着フィルムとも呼ぶ)と、定着ベルトの内周面に当接するヒータと、定着ベルトに外部から当接し定着ニップを形成する加圧ローラとを備えたベルト加熱方式のものが従来から用いられている。こうした定着装置では、ヒータが電力供給に応じて発熱し、このヒータの熱が定着ベルトに伝達されることにより、定着ベルトが加熱される。定着装置に用いられるヒータとして、基板の両面にそれぞれ独立に電力供給可能な幅方向長さの異なる複数の発熱体を有するヒータが提案されている(特開2016−24321号公報)。ヒータは、ヒータ制御回路を介し複数の発熱体のうち記録材のサイズに応じた発熱体のみに選択的に電力供給(通電)されることにより、記録材のサイズに応じた定着ベルトの領域を加熱し得る。ヒータ制御回路は、個々の発熱体毎に電気的に接続されて各発熱体の通電を制御可能なトライアックを有し、このトライアックによる通電のオンオフを制御することで所望の発熱体を選択的に発熱させ得る。なお、発熱体は供給される電力量に応じて発熱温度が変わることから、最大電力量が大きいほど、より高い温度で発熱する。
 ところで、最近ではより多様なメディアに対応すべく、より多くのサイズの異なる記録材に対応可能な定着装置が求められている。そこで、ヒータにおいて基板の両面に、最大電力量つまりは最大発熱温度の異なる発熱体をより多く設けることが考えられる。しかしながら、従来ではヒータに設ける発熱体の数が多くなるほど、発熱体を通電制御するための回路の小型化やコストを下げることが難しくなる。
[発明が解決しようとする課題]
 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ベルトを加熱するために基板の両面それぞれに複数の発熱体を有するヒータを用いる場合に、発熱体を通電制御するための回路の小型化やコストを下げることが可能な定着装置の提供を目的とする。
[発明の効果]
 本発明によれば、定着ベルトを加熱するために基板の両面それぞれに複数の発熱体を有する加熱部材を用いる場合に、発熱体を通電制御するための回路の小型化やコストを下げることが簡易な構成で実現できる。
 図1は本実施形態の定着装置を用いて好適な画像形成装置を示す概略図である。
 図2は定着装置を示す概略図である。
 図3において、(a)はヒータの裏面側を示す概略図、(b)はヒータの表面側を示す概略図である。
 図4は本実施形態のヒータとヒータ制御回路の概略構成図である。
 図5において、(a)はコネクタ部を示す断面図、(b)はコネクタ部による個別電極への接続状態を示す平面図、(c)はコネクタ部による共通電極への接続状態を示す平面図である。
 図6は従来のヒータとヒータ制御回路の概略構成図である。
[画像形成装置]
 本実施形態の定着装置を用いるのに適した画像形成装置について、図1を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、装置本体内に4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成部PY、PM、PC、PKを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部PY、PM、PC、PKを後述する中間転写ベルト8の回転方向に沿って配置した中間転写タンデム方式としている。画像形成装置100は、装置本体に接続された原稿読み取り装置(図示せず)又は装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)を記録材Sに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
 まず、画像形成装置100の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Sは、カセット62内に積載される形で収納されており、給送ローラ63により画像形成タイミングに合わせて1枚ずつ搬送パス64に給送される。また、不図示の手差しトレイに積載された記録材Sが1枚ずつ搬送パス64に給送されてもよい。記録材Sは搬送パス64の途中に配置されたレジストレーションローラ65へ搬送されると、レジストレーションローラ65により記録材Sの斜行補正やタイミング補正が行われた後に二次転写部T2へと送られる。二次転写部T2は、後述するように、中間転写ベルト8の二次転写内ローラ66に張架された部分と二次転写外ローラ67とにより形成される転写ニップ部である。二次転写部T2では、二次転写内ローラ66に二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト8から記録材Sへ二次転写される。
 上記した二次転写部T2までの記録材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部T2まで送られて来るトナー像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部PY~PKについて説明する。ただし、画像形成部PY~PKは、現像装置4Y、4M、4C、4Kで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部PYを例に説明し、その他の画像形成部PM、PC、PKについては説明を省略する。
 画像形成部PYは、主に感光ドラム1Y、帯電装置2Y、露光装置3Y、現像装置4Y等から構成される。回転駆動される像担持体としての感光ドラム(円筒状の感光体)1Yの表面は、帯電装置2Yにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置3Yによって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム1Y上に形成された静電潜像は、現像装置4Yによってトナーにより現像され、トナー像として可視像化される。その後、感光ドラム1Yと中間転写ベルト8を挟んで対向配置される一次転写ローラ5Yにより所定の加圧力および一次転写バイアスが与えられ、感光ドラム1Y上に形成されたトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム1Y上に僅かに残る転写残トナーは、不図示のクリーニングブレードなどにより除去され、再び次の画像形成プロセスに備える。
 中間転写体としての中間転写ベルト8は、テンションローラ10、二次転写内ローラ66、および駆動ローラ7によって張架されている。そして、中間転写ベルト8は、駆動ローラ7によって図中矢印R2方向へと移動するように駆動される。上述の画像形成部PY~PKにより処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト8上に一次転写された移動方向上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト8上に形成され、二次転写部T2へと搬送される。なお、二次転写部T2を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置11によって中間転写ベルト8から除去される。
 以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび画像形成プロセスにより、中間転写ベルト8から記録材Sにトナー像が二次転写される。その後、記録材Sは定着装置30へと搬送され、定着装置30により加圧及び加熱されることにより、トナー像が記録材S上に溶融固着される。こうしてトナー像が定着された記録材Sは、排出ローラ69により排出トレイ601上に排出される。なお、画像形成装置100は、上記した画像形成動作などの各種制御を行うための制御部300を備えている。また、上述の一連の画像形成動作は、装置本体に設けられた不図示の操作部、あるいはネットワークを経由した各入力信号に従って、制御部300が制御している。
[定着装置]
 次に、本実施形態の定着装置30について、図2を用いて説明する。ここで、定着装置は、急速温度上昇によるウォームアップタイムの短縮と多様なサイズの記録材への対応が求められている。ウォームアップタイムを短縮すべく定着装置のヒータの熱容量を小さくする場合、最大サイズの記録材の幅に合わせた長さの発熱体のみを設けたヒータが考えられる。但し、定着ニップ部で記録材が通過する通過領域に対して、定着ニップ部で記録材が通過しない非通過領域の温度が高くなり過ぎてしまう。このため、従来から非通過領域の温度上昇を抑制することが求められている。本実施形態では、定着装置30のヒータ600を複数の記録材のサイズに対応した複数の発熱体を有する構成とすることで、非通過領域の温度上昇を抑制するようにしている。
 図2に示すように、本実施形態の定着装置30は、定着ベルトユニット60と、加圧ローラ70とを備え、画像形成装置100(図1参照)の装置本体に着脱可能に設けられている。定着ベルトユニット60は、詳しくは後述するが、定着ベルト650と、ヒータ600とを有し、ヒータ600により定着ベルト650が加熱される。
 ニップ形成部材及び回転体としての加圧ローラ70は、装置本体に回転可能に支持されている。また、加圧ローラ70は、その長手方向が定着ベルトユニット60に対し平行となるように配置され、定着ベルトユニット60の定着ベルト650の外周面に当接して、定着ベルトユニット60に加圧されるように設けられている。加圧ローラ70は、例えば金属製(例えば、ステンレス)の芯金71の外周に、厚さ約3mmのシリコーンゴム等の弾性層72、さらに弾性層72の外周に厚さ約40μmのPTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂からなる離型層73を有するものである。加圧ローラ70は、芯金71の両端部が定着装置30の不図示の装置フレームの側板間に回転可能に軸受保持されることで装置フレームに回転可能に支持される。
 定着ベルト650と加圧ローラ70との間には、後述するように定着ニップ部Nが形成されている。それ故、不図示のモータにより加圧ローラ70が回転されると、この定着ニップ部Nで生じる摩擦力によって、加圧ローラ70の回転力が定着ベルト650に伝達される。こうして、定着ベルト650は加圧ローラ70により回転駆動される(所謂、加圧ローラ駆動方式)。記録材Sは、これら回転する加圧ローラ70と定着ベルト650とにより形成される定着ニップ部Nで挟持搬送される。
 定着装置30は、加圧ローラ70が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト650が従動回転状態になると、ヒータ600に通電が行われる。そして、ヒータ600の温度が目標温度に立ち上がり温調された状態の時、定着ニップ部Nに未定着トナー像を担持した記録材Sが不図示の入り口ガイドに沿って案内されて導入される。定着ニップ部Nにおいて、記録材Sのトナー像担持面側が定着ベルト650の外面に密着し、記録材Sが定着ベルト650と共に移動する。記録材Sが定着ニップ部Nでの挟持搬送過程において、ヒータ600からの熱が定着ベルト650を介して記録材Sに付与され、未定着トナー像が記録材S上に溶融定着される。定着ニップ部Nを通過した記録材Sは、定着ベルト650から分離され排出される。
[定着ベルトユニット]
 次に、定着ベルトユニット60の構成について詳しく説明する。定着ベルトユニット60は、装置本体に加圧ローラ70側に向けて移動可能に設けられている。定着ベルトユニット60は、定着ベルト650、定着ベルト650の内側に非回転に配置されたヒータホルダ660及びステイ670、ヒータ600を有している。
[定着ベルト]
 定着ベルト(定着フィルム)650は、無端状(筒状)に形成されて可撓性を有するもので、本実施形態の場合、薄肉のフィルム状のベルトである。このような定着ベルト650は、基材上に弾性層が形成され、更に弾性層の上に最表面層が形成されたものである。基材は、例えばステンレスを厚さ30μmの円筒状に形成したものである。弾性層は、例えば厚さ約300μmのシリコーンゴム層(弾性層)であり、基材上にリングコート法などの適宜の方法により形成されている。最表面層は、例えば厚さ20μmのPFA樹脂チューブであり、弾性層を被覆している。そして、定着ベルト650の内周面には潤滑剤としてのグリスが塗布されている。これは、定着ベルト650の内周面とヒータホルダ660との摺動性を向上させるためである。なお、定着ベルト650の基材としては、ステンレス以外にもニッケル系金属材料やポリイミド等の耐熱樹脂などを用いてもよい。
 定着ベルト650は、後述するヒータホルダ660に着脱可能であり、定着ベルト650の回転方向に交差する幅方向(長手方向)の両端部に配置された不図示のフランジ部によって回転可能に、且つ、幅方向の移動が規制されるように支持されている。即ち、フランジ部は、定着ベルト650の幅方向端部に内嵌されて、幅方向端部を回転可能に支持する円筒部と、定着ベルト650の幅方向端縁と当接可能な当接部とを有する。円筒部は、定着ベルト650の幅方向端部を内側から円筒状態に保持しつつ、定着ベルト650の回転を案内している。
 ここで、加圧ローラ70と定着ベルト650とは、加圧ローラ70や定着ベルトユニット60の取り付け誤差などによって、僅かに平行からずれた状態に配置される場合がある。その場合に、定着ベルト650は回転する加圧ローラ70により図中矢印X方向に回転しながら幅方向に寄り移動し得る。このため、定着ベルト650が幅方向に寄り移動したときには、フランジ部の当接部が定着ベルト650の幅方向端部を受け止めて定着ベルト650の幅方向への移動を規制する。なお、ヒータホルダ660とステイ670とはフランジ部に取り付けられることで、定着ベルト650の内側に非回転に配置される。フランジ部は、定着ベルトユニット60の不図示の側板などに保持される。
[ステイ]
 ステイ670は定着ベルト650に沿って幅方向に延びる例えば金属製の剛性部材(板金)であり、ここではヒータホルダ660側に開口を有するように横断面が略U字状に形成されている。このステイ670は、定着ベルトユニット60と加圧ローラ70との間で作用する加圧力によって、ヒータホルダ660が変形しないようにヒータホルダ660を補強するものである。ステイ670は、幅方向両端部に上述のフランジ部が固定されている。両端部のフランジ部は、不図示の加圧機構により所定の押圧力(例えば、90~320N)で加圧ローラ70に向けて押圧されている。これにより、加圧力がフランジ部からステイ670及びヒータホルダ660を介して定着ベルト650に作用し、定着ベルト650と加圧ローラ70とが所望の圧接力で圧接される。定着ベルト650と加圧ローラ70とを圧接させることにより、定着ベルト650と加圧ローラ70との間に、記録材Sの搬送方向に所定の幅を有する定着ニップ部Nが形成される。トナー像が形成された記録材Sは、定着ニップ部Nで加圧されて搬送される。なお、ステイ670は定着ベルト650の内周面に摺擦するような形状に形成されていてもよい。
[ヒータホルダ]
 ヒータホルダ660は、例えば液晶ポリマー樹脂などの耐熱性が高く且つ断熱性の高い樹脂製の部材により形成され、加熱部材としてのヒータ600を保持するとともに定着ベルト650をガイドする役割を果たしている。ヒータホルダ660には、ステイ670側の面と反対側(定着ニップ部N側)の面に、ヒータ600を嵌合して保持可能な嵌め込み溝が幅方向に沿って延びた形状に形成されている。ヒータホルダ660に保持されたヒータ600は、表面が定着ベルト650の内周面に当接して、回転する定着ベルト650を加熱可能である。これにより、記録材Sが定着ニップ部Nにより挟持搬送されている際に、ヒータ600によって生じた熱が定着ベルト650を介して記録材Sに伝導し、未定着のトナー像が加熱溶融された記録材S上に定着される。ヒータ600は、後述するヒータ制御回路700によって制御される。ヒータ制御回路700については、詳細を後述する(後述の図4参照)。
[ヒータ]
 ヒータ600は、幅方向(定着ニップ部Nで記録材Sを搬送する方向に直交する方向でもある)を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量の基板610、複数の発熱体623a~623f、保護ガラス611を有する(図3(a)及び図3(b)参照)。発熱体623a~623fは、基板610の表裏にそれぞれ複数(本実施形態では3本)ずつ設けられている。保護ガラス611は、絶縁を確保するために基板610の表裏に設けられている。そして、上述のように、ヒータ600は、ヒータホルダ660に固定的に支持されている。このようなヒータ600は、複数設けられた発熱体623a~623fの何れか1つの発熱体への電力供給により急峻な立ち上がり特性で昇温可能な低熱容量のセラミックヒータである。
 定着ベルト650の内周面に当接するヒータ600の表面側には、摺擦層として例えば厚さ10μm程度のポリイミド層が形成されている。ヒータ600にポリイミド層を形成することにより、定着ベルト650とヒータ600との摺擦抵抗を低減でき、もって定着ベルト650を回転させるための駆動トルクの低減や定着ベルト650の摺擦による磨耗の低減を図ることができる。なお、定着ベルト650の基材として、ポリイミド等の耐熱樹脂を用いた場合には、ヒータ600の摺動層としてのポリイミド層を省略してもよい。ヒータ600の詳しい構成については後述する(図3(a)及び図3(b)参照)。
[温度センサ]
 本実施形態では定着ベルト650の温度を管理するために、ヒータ600の温度を検出する温度検知部材である温度センサ630が設けられている。本実施形態では、例えばサーミスタセンサなどの接触型の温度センサ630を採用している。ただし、温度センサ630は、非接触型でもよい。温度センサ630は、感熱部がヒータ600の定着ベルト650とは反対側の裏面に接触するように、ヒータホルダ660内に配置されている。また、温度センサ630は、ヒータ600の幅方向及び長手方向の中央部に1個配置され、ヒータ600の中央部の温度を検出する。そして、後述するヒータ600に設けられた複数の発熱体の温度調整のための制御を1個の温度センサ630により行っている。なお、温度センサ630は1個に限られず、定着ベルト650の幅方向に亘って複数個が配置されていてもよい。また、温度センサ630が複数ある場合には、定着ベルト650の回転方向にずらして配置してもよい。
[サーモスタット]
 また、本実施形態ではヒータ600の温度が所定の温度を超えた時に、ヒータ600への電力供給を遮断できるようにサーモスタット631を有する。サーモスタット631は、ヒータ600の背面側でヒータホルダ660に配置されている。サーモスタット631は、例えば温度が所定温度以上になるとバイメタルが反転して接点を開放して電力供給を遮断し、温度が所定温度より低くなるとバイメタルが反転前に戻って接点を閉じて電源供給を開始するスイッチである。
[ヒータ]
 次に、本実施形態のヒータ600の詳細について、図3(a)及び図3(b)を用いて説明する。図3(a)はヒータ600の裏面側を示し、図3(b)はヒータ600の表面(おもて面)側(第一面)を示す。なお、図3(a)及び図3(b)において、図中矢印Xは、定着ニップ部Nにおける定着ベルト650の回転方向を示している(図2参照)。ここで、ヒータ600の表面(第一面)は定着ベルト650と接触する面、すなわち定着ベルト側の面である。また、ヒータ600の裏面(第二面)は、表面の反対面である。
 図3(a)、図3(b)に示すように、本実施形態では、基板610の表面側に3個の発熱体623a~623c(第一発熱体、第二発熱体、第三発熱体)が設けられ、基板610の裏面側にも3個の発熱体623d~623f(第四発熱体、第五発熱体、第六発熱体)が設けられている。即ち、発熱体が基板610の表面と裏面のそれぞれに同数設けられている。基板610は、絶縁性及び耐熱性を有し、さらに熱伝導性の高い素材、例えばアルミナや窒化アルミ等のセラミックを用いて形成されている。
 図3(a)に示すように、基板610の裏面には、銀パラジウム(Ag/Pd)等を用いて3個の発熱体623d~623f(発熱抵抗体)が印刷、焼成されている。そして、これら発熱体623d~623fは、銀(Ag)等で形成される導電体パターン624d~624fにより、幅方向の一端側は3個の独立電極622d~622fにそれぞれ接続され、他端側は1個の共通電極621B(第二共通電極)に接続されている。後述するように、独立電極622d~622fは、トライアック701a~701cとゼロクロス検出回路720とリレー回路710とを介して信号線により交流電源900に接続される(図4参照)。他方、共通電極621Bは、切替回路750とゼロクロス検出回路720とリレー回路710とを介して信号線により交流電源900に接続される(図4参照)。なお、これら発熱体623d~623f、導電体パターン624d~624fは、例えば厚さ60~90μmの保護ガラス611で覆われている。
 図3(b)に示すように、基板610の表面にも裏面と同様に、銀パラジウム(Ag/Pd)等を用いて3個の発熱体623a~623c(発熱抵抗体)が印刷、焼成されている。そして、これら発熱体623a~623cは、銀(Ag)等で形成される導電体パターン624a~624cを介して、幅方向の一端側は3個の独立電極622a~622cにそれぞれ接続され、他端側は1個の共通電極621A(第一共通電極)に接続される。後述するように、独立電極622a~622cは、それぞれが上記した3個の独立電極622d~622fにそれぞれ接続するトライアック701a~701cに、分岐された信号線により接続される(図4参照)。他方、共通電極621Aは、上記した共通電極621Bと同様に、切替回路750とゼロクロス検出回路720とリレー回路710とを介して信号線により交流電源900に接続されている(図4参照)。なお、これら表面の発熱体623a~623cと導電体パターン624a~624cについても裏面と同様に、保護ガラス611で覆われている。
 本実施形態の場合、6個の発熱体623a~623fは、記録材Sのサイズ(対応用紙サイズ)にあわせて幅方向長さ(発熱体長)と抵抗値、供給可能な最大電力量が異なるものを用いている。表1に交流電源900として商用電源100Vを用いる場合の一例を示す。なお、発熱体623a~623fは、それぞれの幅方向長さは異なるが、それぞれの定着ベルト650の回転方向長さはどれも略同じ長さである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ここで、ヒータ600において、基板610の裏面側の発熱体によって発生した熱は、基板610を介して定着ベルト650に伝達される。そのため、表面に配置された発熱体と比較して、裏面側に配置した発熱体は、定着ベルト650への熱伝達効率が低下する。定着ベルト650への熱伝達効率低下を抑制するには、発熱体を基板610の表面に配置することが望ましい。しかしながら、複数の異なる長さの発熱体を持つ構成において、発熱体の全てを基板610の表面に配置してしまうと、発熱体を多く配置する分、ヒータ600の記録材搬送方向の長さが長くなってしまう。そうすると、定着ニップ部Nを形成するための押圧力を大きくしなければならなくなる。押圧力の増加は、加圧ローラ70を回転駆動するトルクの増大を招き、好ましくない。したがって、基板610の両面にそれぞれ発熱体を配置することで、記録材の搬送方向の長さが短く、且つ、様々なサイズに対応すべく多くの発熱体を有するヒータが得られる。
 本実施形態の場合、記録材Sの幅方向長さ(用紙幅)が長ければ、発熱体623a~623fの幅方向長さ(発熱体長)も長く形成される。表1に示した例の場合、発熱体623a~623fの幅方向長さは、対応する記録材Sの幅方向長さよりもそれぞれ21mmほど長く形成されている。これは、定着ニップ部N(図2参照)に搬送される際に、記録材Sが幅方向に多少変位して定着ニップ部Nに突入されることがあり、そうした場合でも記録材Sを適切に加熱できるように、定着ベルト650の加熱領域を確保するためである。
 また、表1から理解できるように、発熱体623a~623fは、その幅方向長さが長いほど最大電力量が大きくなっている。そして、発熱体623a~623fは供給される電力量により発熱温度が変わることから、最大電力量が大きいほど高温で発熱し得る。したがって、発熱体623a~623fは供給する電力が同じであれば、幅方向長さが長いほど高温で発熱し得る。
 本実施形態のヒータ600では、最大電力量が1番大きい発熱体623bと2番目に大きい発熱体623eとが、基板610の異なる面にそれぞれ設けられている。図3(b)に示すように、最大電力量が1番大きい発熱体623bつまりは幅方向長さが最も長い発熱体623bは、基板610の表面に設けられる。そして、基板610の表面に設けられる3個の発熱体623a~623cのうち、最大電力量が1番大きい発熱体623bは定着ベルト650の回転方向(矢印X方向)の中央に設けられている。他方、図3(a)に示すように、最大電力量が2番目に大きい発熱体623eつまりは幅方向長さが2番目に長い発熱体623eは、基板610の裏面に設けられる。そして、基板610の裏面に配置される3個の発熱体623d~623fのうち、最大電力量が2番目に大きい発熱体623eは定着ベルト650の回転方向(矢印X方向)の中央に設けられている。
 また、表1から理解できるように、基板610の表面に配置される発熱体623a~623cの各最大電力量の合計値と、基板610の裏面に配置される発熱体623d~623fの各最大電力量の合計値との差は、できる限り小さい方が好ましい。さらに、本実施形態では、基板610の表面に配置される発熱体623a~623cの各最大電力量の合計値と、基板610の裏面に配置される発熱体623d~623fの各最大電力量の合計値とも、「3000W」以下に抑えられている。この「3000W」は、基板610の表面温度と裏面温度との温度差に基づき生じる熱応力によって、基板610が大きく変形し得る境界値である。基板610の表裏の温度差を「3000W」以下に抑制すれば、基板610は変形しないことが発明者らによる実験によって確かめられている。なお、本実施例では、表面の発熱体の最大電力量の合計値と裏面の発熱体の最大電力量の合計値との差分が最小となるように表面と裏面とにそれぞれ発熱体を配置した。
 そして、図3(b)に示すように、本実施形態のヒータ600では、複数の発熱体623a~623fのうち最大電力量が1番大きい発熱体623bと1番小さい発熱体623cとが組み合わされて、基板610の表面に配置されるのが好ましい。言い換えれば、複数の発熱体623a~623fのうち幅方向長さが最も長い発熱体623bと最も短い発熱体623cとが、基板610の同一面に配置される。そして、最も短い発熱体623cは、定着ベルト650の回転方向(矢印X方向)の中央に配置された発熱体623bよりも上流側に配置されるのが好ましい。
 他方、図3(a)に示すように、複数の発熱体623a~623fのうち最大電力量が2番目に大きい発熱体623eと2番目に小さい発熱体623fとが組み合わされて、基板610の裏面に配置されるのが好ましい。言い換えれば、複数の発熱体623a~623fのうち幅方向長さが2番目に長い発熱体623eと2番目に短い発熱体623fとが、基板610の同一面に配置される。そして、2番目に短い発熱体623fは定着ベルト650の回転方向(矢印X方向)の中央に配置された発熱体623eよりも上流側に配置されるのが好ましい。
[ヒータ制御]
 次に、ヒータ600の制御について、図4を用いて説明する。本実施形態では、ヒータ600及び温度センサ630によりヒータユニット680を構成している。ヒータユニット680は、ヒータ制御回路700により制御される。ヒータ制御回路700は、制御部300による制御下で、ヒータ600への通電のオンオフを含む発熱状態を調整するためのものである。ヒータ600は、ヒータ制御回路700に接続自在に設けられている。
 制御手段としての制御部300は、ヒータ600の制御の他、画像形成装置100全体の制御を行う。このような制御部300は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有するものである。CPUは、ROMに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、RAMには、作業用データや入力データが格納されており、CPUは、前述のプログラム等に基づいてRAMに収納されたデータを参照して制御を行う。なお、制御部300は、マイコンのようなヒータ600の制御の専用に用意したものであってもよい。この場合、定着装置30に設けられていてもよい。
 本実施形態の場合、制御部300は温度センサ630の検出結果を取得し、取得した検出結果に基づいてヒータ600の温度が目標温度(例えば、200℃)に維持されるように、ヒータ制御回路700を制御可能である。ヒータ制御回路700によりヒータ600に対する電力供給(通電)が制御されることに応じて、ヒータ600の発熱状態が変化する。ヒータ600を発熱させるための電力は、例えば商用電源である外部の交流電源900などからヒータ制御回路700を介して供給される。直流電源800は、例えば交流電源900により出力される交流電圧「100V」から直流電圧「5V」、「24V」を生成するスイッチング電源(ACDC電源)である。直流電源800で生成された直流電圧「5V」は制御部300などを駆動するのに用いられ、直流電圧「24V」は後述のトライアック駆動回路731a~731cなどを駆動するのに用いられる。なお、温度センサ630は温度が高くなるほど抵抗値が低下する特性を有しており、制御部300の基準電圧「5V」に対して抵抗Rとの分圧「Vt1」で温度を検出することが可能である。
 ヒータ制御回路700は、リレー回路710と、ゼロクロス検出回路720と、切替回路750と、複数(ここでは3個)のトライアック701a~701cと、複数(ここでは3個)のトライアック駆動回路731a~731cとを有する。リレー回路710は、直流電源800や交流電源900から出力される電圧が異常値である場合に、直流電源800や交流電源900からの電力供給を遮断するための回路であり、交流電源900に接続されている。リレー回路710は、制御部300から送信されるリレーON信号(RL−ON)に従ってオンされる。ゼロクロス検出回路720は、交流電源900から出力される交流電圧のゼロクロスタイミングの検出に応じて、ゼロクロス信号ZXを出力する回路である。出力されたゼロクロス信号ZXは制御部300に入力されて、トライアック701a~701cの導通比を変えるために用いられる。
 ヒータ600への電力供給のオンオフ制御や電力供給量の調整制御を行うために、本実施形態では複数のトライアック701a~701cが用いられている。本実施形態のヒータ600には、基板610のうち、定着ベルト650(図2参照)の内周面に当接する側の表面(第一面)に3個の発熱体623a~623cが設けられ、表面と反対側の裏面(第二面)にも3個の発熱体623d~623fが設けられている。図4では、表面(図中の破線の下側)の発熱体623a~623cと、裏面(図中の破線の上側)の発熱体623d~623fとを上下に並べて模式的に示している。
 本実施形態では、これら6個の発熱体623a~623fを動作させるために、3個のトライアック701a~701c(第一通電部、第二通電部)が設けられている。まず、基板610の表面に設けられた発熱体623a~623cに関しては、トライアック701aが発熱体623aに、トライアック701bが発熱体623bに、トライアック701cが発熱体623cに信号線によって接続されている。また、基板610の裏面に設けられた発熱体623d~623fに関しては、トライアック701aが発熱体623dに、トライアック701bが発熱体623eに、トライアック701cが発熱体623fに接続されている。つまり、トライアック701aには、表裏で回転方向において略同じ位置(ここでは下流側)に設けられた発熱体623aと発熱体623dとが組み合わされて接続されている。トライアック701bには、表裏で回転方向において略同じ位置(ここでは中央)に設けられた発熱体623bと発熱体623eとが組み合わされて接続されている。トライアック701cには、表裏で回転方向において略同じ位置(ここでは上流側)に設けられた発熱体623cと発熱体623fとが組み合わされて接続されている。これらトライアック701a~701cは、発熱体623a~623fに接続された一端側と幅方向において反対の他端側がゼロクロス検出回路720及びリレー回路710を介して信号線によって交流電源900に接続されている。
 これらトライアック701a~701cは、トライアック駆動回路731a~731cに信号線によって接続されている。トライアック駆動回路731a~731cは、制御部300から適宜に送信されるヒータON信号(H−ON)に従って、トライアック701a~701cを個別にオンオフすることができる。トライアック701a~701cのいすれかがオンされると、オンされたトライアック701a~701cに接続されている発熱体623a~623fのうち上記した一対の発熱体への電力供給(通電)が行われ得る。ただし、本実施形態では、トライアック701a~701cがオンされたとしても、切替回路750により選択されていない面側の発熱体には電流が流れない。したがって、オンされたトライアック701a~701cに接続されている一対の発熱体のうちの一方のみが発熱し、他方は発熱しない。
 切替部としての切替回路750は例えばc接点リレーであり、共通接点が交流電源900に接続され、NC接点側が基板610の表面に設けられた共通電極621Aに接続され、NO接点側が基板610の裏面に設けられた共通電極621Bに接続されている。切替回路750は、制御部300から適宜に送信される切り替え信号H−CHGに従って、共通電極621Aと共通電極621Bのいずれか一方を交流電源900により通電される通電先に切り替える。言い換えれば、切替回路750は複数の発熱体623a~623fのうち、基板610の表面に設けられた発熱体623a~623c、または基板610の裏面に設けられた発熱体623d~623fを通電先の候補として選択する。
 次に、制御部300によるヒータ制御回路700を介したヒータ600の発熱制御について、図4を参照して具体的に説明する。ここでは説明を理解しやすくするために、複数の発熱体623a~623fのうち、基板610の表面に設けられた発熱体623aを制御する場合を例に説明する。
 制御部300は、切り替え信号H−CHGを送信して切替回路750をNO接点側に切り替えることにより、交流電源900からの信号線と共通電極621Aとを接続する。これにより、基板610の表面に設けられた発熱体623a~623cが通電先の候補として選択される。そして、制御部300は、ヒータON信号を送信してトライアック701aをオンする。これにより、トライアック701aに接続されている発熱体623a、発熱体623dが通電オンになる。しかし、発熱体623dは通電オンしても、交流電源900からの信号線と接続された共通電極621Aでなく、交流電源900からの信号線と接続されていない共通電極621Bに接続されていることから、発熱体623dは発熱しない。他方、発熱体623aは通電オンすると、交流電源900からの信号線と接続された共通電極621Aに接続されていることから、発熱体623aは発熱する。
 また、制御部300は温度センサ630の検出結果に基づきヒータ600の温度をモニタしていることから、ヒータ600の温度が目標温度となるように、ヒータON信号のタイミングを変化させてトライアック701aの導通比を変える。即ち、トライアック駆動回路731a~731cは、制御部300から送信されるヒータON信号(H−ON)のタイミング変化に従って、トライアック701a~701cの導通比を変えることができる。制御部300は通電オン時に、トライアック701a~701cの導通比を変えることで、発熱体623a~623fへの電力供給量を変更可能である。例えば、トライアック701a~701cの導通比を高くすると、発熱体623a~623fへの電力供給量が多くなり、発熱体623a~623fの発熱温度を高くし得る。他方、トライアック701a~701cの導通比を低くすると、発熱体623a~623fへの電力供給量が少なくなり、発熱体623a~623fの発熱温度を低くし得る。こうして、発熱体623aの発熱温度を変えることで、ヒータ600の温度を調整し得る。なお、発熱体623a~623fは供給される電力量に応じて発熱温度が変わることから、最大電力量が大きいほど、より高い温度で発熱する。
 本実施形態の場合、制御部300は画像形成する記録材Sの幅方向長さ(サイズ)に応じて、複数の発熱体623a~623fのうちいずれか1個を選択的に発熱させる。例えば記録材SがA4サイズである場合、制御部300は表面の幅方向に交差する方向で中央に設けられた発熱体623bを発熱させるべく、切替回路750をNO接点側に切り替えて信号線を共通電極621Aに接続して、トライアック701bをオンする。例えば記録材SがA5サイズである場合、制御部300は表面の幅方向に交差する方向で定着ベルト650の回転方向下流側に設けられた発熱体623fを発熱させる。そうするために、制御部300は、切替回路750をNC接点側に切り替えて信号線を共通電極621Bに接続して、トライアック701cをオンする。このようにして、制御部300は、記録材Sのサイズに対応した発熱体623a~623fのうちいずれか1個を選択し、選択した1個の発熱体への電力供給量を制御することによって、ヒータ600の温度制御を行っている。
 なお、ヒータ600の温度が所定値以上に高くなった場合、制御部300はリレーON信号(RL−ON)及びヒータON信号(H−ON)の送信を停止する。これにより、ヒータ600への電力供給が遮断される。
 なお、切替回路750は上記したc接点リレーに限らず、a接点リレーとb接点リレーを組み合わせたリレー回路であってもよいし、あるいは無接点リレー(SSR、MOS FETリレー)などのリレー回路であってもよい。
 上記した構成の場合、図3(a)及び図3(b)に示すように、1対の独立電極622a~622cと独立電極622d~622fとは、基板610の両面において幅方向で略同じ位置に設けるのが好ましい。本実施形態では、独立電極622a、622dが略同じ位置(第一位置)に、独立電極622b、622eが第一位置と異なる略同じ位置(第二位置)に、独立電極622c、622fが第一位置と第二位置のいずれとも異なる略同じ位置に設けられている。これは、基板610を表裏で挟み込むコンタクト接続において、1個のトライアックに接続する2個の発熱体の独立電極の対を同電位にするためである。即ち、上述のように、本実施形態では1個のトライアックで2個の発熱体に対する通電のオンオフなどを制御するため、1個のトライアックからの信号線を分岐させて2個の発熱体(詳しくは独立電極)に接続させる必要がある。そうするために、本実施形態では信号線を分岐するコンタクトを用いて、1個のコンタクトにより基板610を挟み込み2個の独立電極に接触させることで、1個のトライアックを2個の発熱体に接続させている。図5(a)にコンタクトを保持するコネクタ部を示し、図5(b)に基板610を裏面から見たコネクタ部による個別電極への接続状態を示した。
 図5(a)に示すように、コネクタ部850は信号線852に接続されたコンタクト851を有する。コンタクト851は断面が略コの字状に形成され、基板610を挟み込むために、基板610側に向けて押圧力を生じさせる弾性接続部853が設けられている。弾性接続部853を含むコンタクト851は導電性を有していることから、弾性接続部853に当接させた独立電極(一例として622a、622d)と信号線852とを電気的に接続する。
 図5(b)に示すように、本実施形態の場合、個別電極に接続させるために、3個のコンタクト851d~851fが必要であり、これらが1個のコネクタ部850として形成されている。即ち、コネクタ部850は独立電極622d(独立電極622a)に接続するコンタクト851dと、独立電極622e(独立電極622b)に接続するコンタクト851eと、独立電極622f(独立電極622c)に接続するコンタクト851fとを有する。このような1個のコンタクトによって2個の個別電極と接続可能なコネクタ部850を用いることにより、ヒータ600とヒータ制御回路700とを着脱自在に電気的に接続させることが容易になる。
 他方、本実施形態では、共通電極621Aと621Bとは、基板610の両面において幅方向で異なる位置に設けられている。図5(c)に、基板610を裏面から見たコネクタ部による共通電極への接続状態を示した。図5(c)に示すように、本実施形態では、共通電極に接続させるために、コンタクト851Aとコンタクト851Bとを有するコネクタ部850Aが用いられている。コンタクト851Bは共通電極621Bと接触し、コンタクト851Aは共通電極621A(図3(b)参照)と接触する。なお、コンタクト851Bは表面側に弾性接続部853の代わりに非導電性の弾性押圧部材が設けられ、コンタクト851Aは裏面側に弾性接続部853の代わりに非導電性の弾性押圧部材が設けられている。これは、例えばコンタクト851Bが基板610を挟んだ状態のとき、表面側の共通電極621Aに接続されている導電体パターン624a~624cに接触し得るが、これらと電気的に接続させないようにするためである。
 なお、本実施形態では、独立電極を同電位にするために基板610の表裏において独立電極を略同じ位置に配置し、これをコンタクトを有するコネクタ部を用いて電気的に接続する構成を例に説明したがこれに限らない。上記した一対の発熱体への電力供給(通電)が行われるように、表裏で対応する独立電極を対に接続できるのであれば、上記したようなコネクタ部による接続に限らない。
 ここで、比較のために、従来のヒータ制御回路700Aの概略構成を図6に示す。ここでは、基板610の表面に3個の発熱体623a~623cが設けられ、裏面に3個の発熱体623d~623fが設けられているヒータ600を用いる場合を例に説明する。なお、図中矢印X方向は、定着ベルト650(図2参照)の回転方向を示す。
 図6に示すように、従来のヒータ制御回路700Aは、ヒータ600への電力供給のオンオフ制御や電力供給量の調整制御を行うために、複数(ここでは6個)トライアック701~706が用いられている。基板610の表面に設けられた発熱体623a~623cに関しては、トライアック701が発熱体623cに、トライアック702が発熱体623bに、トライアック703が発熱体623aに信号線によって接続されている。また、基板610の裏面に設けられた発熱体623d~623fに関しては、トライアック704が発熱体623dに、トライアック705が発熱体623eに、トライアック706が発熱体623fに信号線によって接続されている。これらトライアック701~706は、発熱体623a~623fに接続された一端側と幅方向において信号線によって交流電源900に接続されている。
 これら発熱体623a~623fは、導電体パターン624a~624fにより、幅方向の一端側は独立電極622a~622fにそれぞれ接続され、他端側は表面が共通電極621Aに、裏面が共通電極621Bにそれぞれ接続されている。独立電極622a~622fは、それぞれがトライアック701~706と信号線により個別に接続されている。他方、共通電極621A及び共通電極621Bは、共通の信号線により交流電源900に接続されている。従来例の場合、独立電極622a~622fは、不図示のコンタクトによりトライアック701~706と接続するために、基板610の両面において幅方向で重ならない位置に設けられる。また、共通電極621A、621Bは、ここに示した例では基板610の両面において幅方向で略同じ位置に設けているが、信号線や電極に流れる電流量の制約によっては独立電極622a~622fと同様に重ならない位置に設ける必要が生じ得る。このような従来例では、基板610上に設けられた発熱体の数に応じて複数のトライアックを設けることから、発熱体を増やした場合に信号線の数やトライアックが増えるなどして、ヒータ制御回路700のコストが高くなり得る。また、発熱体それぞれの独立電極を基板610の両面において幅方向で重ならない位置に設ける必要があるため、より多くの独立電極を設けるのに幅方向にスペースが必要とされ、ヒータ600自体が大型化しコストが上がってしまう。
 本実施形態では、上述したように、基板610の表面側と裏面側のそれぞれに設けられた複数の発熱体623a~623fに関し、これらを独立電極622a~622fと共通電極621A、621Bとにより電気的に接続可能に構成している。独立電極622a~622fは複数の発熱体623a~623fに個別に接続され、共通電極621Aは表面側の発熱体623a~623cに、共通電極621Bは裏面側の発熱体623d~623fに接続される。これらの独立電極622a~622fは表面と裏面のものとが1個ずつ対にされ、対にされた2個の独立電極はそれぞれ1個のトライアック701a(701b、701c)により通電制御される。他方、共通電極621Aと共通電極621Bは、共通電極621Aと共通電極621Bのいずれかに通電先を切り替え可能な切替回路750に接続される。これによると、切替回路750による共通電極621Aと共通電極621Bの切り替え制御と、トライアック701a~701cによる通電オンオフを含む通電制御とを行うことによって、発熱体623a~623fのいずれか1個を選択的に発熱させ得る。このように、本実施形態の場合、上述した従来例のように、各発熱体ごとにトライアックを設ける必要がないので、ヒータ制御回路700を簡易な構成とすることができる。したがって、発熱体を通電制御するためのヒータ制御回路700の小型化やコストを下げることが容易に実現できる。
 また、本実施形態では発熱体を増やす場合に、従来よりも独立電極を設けるためのスペースを必要としないことから、従来に比べてヒータを大型化せずともよく、またヒータのコストも安価である。
<他の実施形態>
 なお、上述した各実施形態は、定着ベルト650を加熱する構成に限らず、加圧ローラ70の代わりにベルト状の加圧ベルトを用い、この加圧ベルトをヒータ600により加熱する構成にも適用可能である。
[産業上の利用可能性]
本発明によれば、発熱体を通電制御するための回路が小型化された電子写真画像形成装置など用の定着装置が提供される。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 本願は、2019年06月28日提出の日本国特許出願特願2019−121153を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (12)

  1.  記録材上のトナー像を定着する回転可能なベルトと、
    基板と、それぞれの発熱体の長手方向の長さはそれぞれ異なる発熱体であって前記基板の前記ベルト側の面に設けられた第一発熱体と第二発熱体と前記ベルト側の面と反対の面に設けられた第三発熱体と第四発熱体と、を有し、前記定着ベルトの内周面に当接されて前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
    前記定着ベルトの外周面に当接し、記録材を搬送しつつ記録材に形成されたトナー像を定着させるためのニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、
    前記第一発熱体と前記第二発熱体と前記第三発熱体と前記第四発熱体のそれぞれに、前記定着ベルトの回転方向に交差する幅方向の一端側に設けられた複数の独立電極と、
    電力を供給する電源と、
    前記第一発熱体と前記第二発熱体とを前記幅方向の他端側で電気的に接続する第一共通電極と、
    前記第三発熱体と前記第四発熱体とを前記幅方向の他端側で電気的に接続する第二共通電極と、
    前記第一共通電極と前記第二共通電極のいずれか一方を前記電源と電気的に接続する切替回路と、
    選択された記録材のサイズに応じて選択された発熱体に通電するために前記切替回路を制御する制御部と、を備える、
    定着装置。
  2.  前記第一発熱体の独立電極と前記第三発熱体の独立電極とに電気的に接続され、前記第一発熱体及び前記第三発熱体に対する通電のオンオフを切り替え可能な第一通電部と、前記第二発熱体の独立電極と前記第四発熱体の独立電極とに電気的に接続され、前記第二発熱体及び前記第四発熱体に対する通電のオンオフを切り替え可能な第二通電部と、を有する請求項1に記載の定着装置
  3.  前記第一通電部は、通電オン時に前記第一発熱体及び前記第三発熱体に供給する電力供給量を変更可能であり、
    前記第二通電手段は、通電オン時に前記第二発熱体及び前記第四発熱体に供給する電力供給量を変更可能である、
    請求項2に記載の定着装置。
  4.  前記複数の独立電極は、前記基板に設けられている、
    請求項1、2又は3に記載の定着装置。
  5.  前記第一共通電極と前記第二共通電極は、前記基板に設けられている、
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。
  6.  前記第一発熱体と前記第二発熱体と前記第三発熱体と前記第四発熱体は、各々の前記幅方向の長さが異なる、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載の定着装置。
  7.  前記第一発熱体と前記第二発熱体と前記第三発熱体と前記第四発熱体のうち前記幅方向の長さが最も長い発熱体は、前記基板の前記定着ベルトの内周面に当接される面側に設けられる、
    請求項6に記載の定着装置。
  8.  前記第一発熱体の独立電極と前記第三発熱体の独立電極は、前記基板の前記幅方向で略同じの第一位置に設けられ、
    前記第二発熱体の独立電極と前記第四発熱体の独立電極は、前記基板の前記幅方向で略同じの第二位置に設けられる、
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。
  9.  前記第一発熱体の独立電極と前記第二発熱体の独立電極と前記第一共通電極は前記第一面に設けられ、前記第三発熱体の独立電極と前記第四発熱体の独立電極と前記第二共通電極は前記第二面に設けられている請求項1乃至8のいずれか1項に記載の定着装置。
  10.  前記第一共通電極と電気的に接続している第五発熱体が前記第一面に設けられ、前記第二共通電極と電気的に接続している第六発熱体が前記第二面に設けられ、それぞれの発熱体の前記長手方向の長さは異なる請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置。
  11.  前記複数の発熱体は、前記基板の両面のそれぞれに同数設けられている、
    請求項1乃至10のいずれか1項に記載の定着装置。
  12.  前記複数の独立電極とのそれぞれの電気接点を有する第一コネクターが前記加熱部材の一方側に設けられ、前記第一共通電極との電気接点と前記第二共通電極との電気接点とを有するコネクターが前記加熱部材の他端側に設けられる請求項1乃至11のいずれか1項に記載の定着装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075861A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heating element patterns for providing heating amount corresponding to various printing media

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006004861A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Canon Inc 加熱体、及び加熱装置
US20120155937A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Douglas Campbell Hamilton Fuser Heating Element for an Electrophotographic Imaging Device
JP2013235181A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Canon Inc 像加熱装置、及びその像加熱装置を備えるが画像形成装置
JP2013235804A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Canon Inc コネクタ及び定着装置
JP2015228042A (ja) * 2015-09-02 2015-12-17 キヤノン株式会社 像加熱装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006004861A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Canon Inc 加熱体、及び加熱装置
US20120155937A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Douglas Campbell Hamilton Fuser Heating Element for an Electrophotographic Imaging Device
JP2013235181A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Canon Inc 像加熱装置、及びその像加熱装置を備えるが画像形成装置
JP2013235804A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Canon Inc コネクタ及び定着装置
JP2015228042A (ja) * 2015-09-02 2015-12-17 キヤノン株式会社 像加熱装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075861A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heating element patterns for providing heating amount corresponding to various printing media

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