JP2019078820A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】印刷用紙に印刷された印刷物の画質を向上する。【解決手段】第1のヒータ5は、セラミック基板の長手方向に配列された複数の発熱抵抗体501〜507と、複数の発熱抵抗体501〜507のそれぞれの一端に接続された個別電極601〜607と、個別電極601〜607が接続されていない発熱抵抗体501〜507の他の一端に接続された共通電極700と、共通電極700の長手方向の一端に設けられた電源入力端子Tと、を有する。共通電極700は、電源入力端子Tから離れるにしたがってY軸方向の長さが長くなるように形成されている。そのため、共通電極700の長さが電源入力端子Tから−Z方向に長くなっても共通電極700の配線抵抗の変化は小さい。これにより、発熱抵抗体501〜507のZ軸方向の単位長さ当たりの発熱量を均一にすることができ、印刷用紙の左端から右端までのトナーの定着度を均一にすることができる。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the image quality of a printed matter printed on printing paper. SOLUTION: A first heater 5 has a plurality of heat generating resistors 501 to 507 arranged in the longitudinal direction of a ceramic substrate, and individual electrodes 601 to 601 connected to one end of each of the plurality of heat generating resistors 501 to 507. 607, a common electrode 700 connected to the other end of the heat generation resistors 501 to 507 to which the individual electrodes 601 to 607 are not connected, and a power input terminal T provided at one end in the longitudinal direction of the common electrode 700. Has. The common electrode 700 is formed so that the length in the Y-axis direction becomes longer as the distance from the power input terminal T increases. Therefore, even if the length of the common electrode 700 becomes longer in the −Z direction from the power input terminal T, the change in the wiring resistance of the common electrode 700 is small. As a result, the amount of heat generated per unit length of the heat generating resistors 501 to 507 in the Z-axis direction can be made uniform, and the degree of fixing of the toner from the left end to the right end of the printing paper can be made uniform. [Selection diagram] FIG. 5
Description
本実施形態は、定着装置および画像形成装置に関する。 The present embodiment relates to a fixing device and an image forming apparatus.
画像形成装置で使用される定着装置では、セラミック基板の長手方向に複数の発熱抵抗体を配置したヒータを使用する場合がある。複数の発熱抵抗体のそれぞれの一端から発熱抵抗体への給電制御を行い、発熱抵抗体のそれぞれの他の一端を長手方向に形成された共通電極に接続することにより、このヒータを小型化することができる。この場合、長手方向に形成された共通電極の一端に給電端子が設けられる。 In a fixing device used in an image forming apparatus, a heater may be used in which a plurality of heating resistors are arranged in the longitudinal direction of a ceramic substrate. Power supply control is performed to each heating resistor from one end of each of the plurality of heating resistors, and the other end of each heating resistor is connected to the common electrode formed in the longitudinal direction, thereby miniaturizing the heater. be able to. In this case, the feed terminal is provided at one end of the common electrode formed in the longitudinal direction.
しかしながら、複数の発熱抵抗体は、長手方向に配置されているので、給電端子の近くに配置された発熱抵抗体に給電するための配線抵抗と、給電端子から離れた位置に配置された発熱抵抗体に給電するための配線抵抗を比較すると、後者の方が配線抵抗が大きくなる。したがって、給電端子の近くに配置された発熱抵抗体に流れる電流と給電端子から離れた位置に配置された発熱抵抗体に流れる電流に差が生じ、ヒータ表面に温度差が生じることになる。この温度差は、印刷用紙の左側のトナーの定着度と右側のトナーの定着度の差を生じ、画質の低下要因となる。 However, since the plurality of heat generating resistors are arranged in the longitudinal direction, the wiring resistance for supplying power to the heat generating resistors arranged near the feed terminal and the heat resistance arranged at a position away from the feed terminal When comparing the wiring resistance for supplying power to the body, the latter has higher wiring resistance. Therefore, a difference occurs between the current flowing through the heating resistor disposed near the feeding terminal and the current flowing through the heating resistor disposed away from the feeding terminal, which causes a temperature difference on the surface of the heater. This temperature difference causes a difference between the degree of fixation of the toner on the left side of the printing paper and the degree of fixation of the toner on the right side, which causes deterioration of the image quality.
本発明は、上述の事情の下になされたもので、印刷用紙に印刷された印刷物の画質を向上することを課題とする。 The present invention has been made under the above-described circumstances, and an object thereof is to improve the image quality of a printed matter printed on printing paper.
上述の課題を達成するために、本実施形態に係る定着装置は、耐熱性を有する絶縁性基板の上に、第1方向に配列された複数の発熱抵抗体と、複数の発熱抵抗体それぞれの一端に接続された個別電極と、長手方向を第1方向とし、個別電極が接続されていない発熱抵抗体の他の一端に接続された共通電極と、共通電極の長手方向の一端に設けられた電源入力端子と、を有するヒータを備える。共通電極は、電源入力端子から離れるほど電極を形成するパタンの第1方向と直交する第2方向の幅が広く形成されている、もしくは電極を形成するパタンの厚さが厚く形成されている。 In order to achieve the above-described problem, the fixing device according to the present embodiment includes a plurality of heating resistors arranged in a first direction and a plurality of heating resistors on a heat-resistant insulating substrate. The individual electrode connected to one end, the common electrode connected to the other end of the heat generating resistor whose longitudinal direction is the first direction and the individual electrode is not connected, and the one end of the common electrode in the longitudinal direction And a power supply input terminal. The common electrode is formed such that the width in the second direction orthogonal to the first direction of the pattern forming the electrode increases as the distance from the power supply input terminal increases, or the thickness of the pattern forming the electrode increases.
[第1の実施形態]
以下、第1の実施形態に係る画像形成装置を、図面を参照して説明する。なお、各図において同一箇所については同一の符号が付され、重複した説明は省略される。また、各図において、各構成要素のサイズは実施の際とは異なることがあり、また、各構成要素のサイズの比率は必ずしも一定ではない。また、以下の各図においては、図面の複雑化を回避して明確化するために、構成要素の一部が適宜、省略されることがある。
First Embodiment
Hereinafter, an image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same parts in the respective drawings, and duplicate explanations are omitted. Moreover, in each figure, the size of each component may differ from the time of implementation, and the ratio of the size of each component is not necessarily constant. Further, in the following drawings, some components may be omitted as appropriate in order to avoid complicating the drawings and clarify them.
[MFP10]
図1は、第1の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。図1において、画像形成装置は、複合機(MFP(Multi-Function Peripherals))、プリンタ、複写機などであり、以下の説明においてはMFP10が具体例とされる。MFP10の本体11は、上部に操作パネル14を備え、操作パネル14は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を備える。
[MFP10]
FIG. 1 is a view showing the arrangement of an image forming apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the image forming apparatus is a multifunction peripheral (MFP (Multi-Function Peripherals)), a printer, a copying machine, etc., and in the following description, the
[プリンタ部17]
MFP10の本体11は、上部に制御装置36および中央部にプリンタ部17を備え、下部に、それぞれ複数の種類のサイズの用紙P(記録媒体)のいずれかを収容する複数の給紙カセット18を備える。プリンタ部17は、タンデム方式によるカラーレーザプリンタであって、感光体ドラムと、露光装置としてLEDを含む走査ヘッド19を有する。プリンタ部17は、スキャナにより読み取られた画像データ、パーソナルコンピュータで作成された画像データなどを処理し、走査ヘッド19からの光線によって感光体ドラムを走査して、画像データの処理により得られた画像を用紙Pに形成する。
[Printer unit 17]
The
プリンタ部17は、中間転写ベルト21の下側に、上流から下流側に沿って並列に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色の画像形成部20Y,20M,20C,20Kを備える。また、プリンタ部17は、画像形成部20Y,20M,20C,20Kに対応した複数の走査ヘッド19を含む。なお、画像形成部20Y,20M,20C,20Kは同じ構成をとる。
The
図2は、図1に示されたブラック用の画像形成部20Kの構成を示す図である。画像形成部20Kは、像担持体の感光体ドラム22Kを有する。画像形成部20Kは、感光体ドラム22Kの周囲に、回転方向tに沿って帯電器23K、現像器24K、一次転写ローラ25K、クリーナ26Kおよびブレード27Kを備える。感光体ドラム22Kの露光位置には、走査ヘッド19Kから光が照射され、静電潜像が形成される。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
画像形成部20Kの帯電器23Kは、感光体ドラム22Kの表面を一様に帯電する。現像器24Kは、現像バイアスが印加される現像ローラ24aによりブラックのトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム22Kに供給し、静電潜像を現像する。クリーナ26Kは、ブレード27Kを用いて感光体ドラム22K表面の残留トナーを除去する。
The
また、図1に示されるように、中間転写ベルト21は、駆動ローラ31および従動ローラ32に張架されて循環的に移動する。また、中間転写ベルト21は、感光体ドラム22Y,22M,22C,22Kに対向して接触する。中間転写ベルト21の感光体ドラム22Y,22M,22C,22Kに対向する位置には、一次転写ローラ25Y,25M,25d,25Kにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム22Y,22M,22C,22K上のトナー像が中間転写ベルト21に一次転写される。ただし、図1においては、符号25Y,25M,25dは示されず、感光体ドラム22K上の一時転写ローラにのみ符号25Kが付される。
Further, as shown in FIG. 1, the
中間転写ベルト21を張架する駆動ローラ31に対向して、二次転写ローラ33が配置される。駆動ローラ31と二次転写ローラ33の間を用紙Pが通過する間に、二次転写ローラ33により二次転写電圧が用紙Pに印加され、中間転写ベルト21上のトナー像が用紙Pに二次転写される。また、二次転写ローラ33の下流には定着装置4が設けられる。
The
[定着装置4]
図3は、図1に示された定着装置4の構成を示す図である。図3に示されるように、定着装置4は、S方向に周回駆動される加熱装置400と、加熱装置400の周回に従って回転する加圧ローラ440とを備える。加圧ローラ440は、PFA(四フッ化エチレン(C2F4)とパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体)を素材とする保護層442、厚さ5mm程度のシリコンスポンジ層444と、φ10mm程度の鉄心446とを備える。
[Fixing device 4]
FIG. 3 is a view showing the configuration of the
加熱装置400は、無端状の定着ベルト402を備える。定着ベルト402は、厚さ70μmのポリイミド(PI)、厚さ70μm程度のNi、厚さ70μmのSUS(ステンレス鋼)などの基層の上に、厚さ200μm程度の断熱性のシリコーンゴム層が形成された多層構造をとる。また、加熱装置400は、定着ベルト402とともに加圧ローラ440側に押圧され、用紙Pを加熱する定着ニップ部を形成する第1のヒータ5をさらに備える。なお、このような構成により、定着装置4における定着ニップ部の熱応答性は、ハロゲンランプにより加熱される定着ニップ部よりも高い。
The
[ヒータ5]
図4は、図3に示された第1のヒータ5のX−Y断面図である。図4に示されるように、第1のヒータ5は、耐熱性の優れた絶縁性基板であるセラミック基板514上に形成された導電体層50と、発熱抵抗層52(発熱抵抗体)と、導電体層50および発熱抵抗層52を覆う表面保護層512と、これらの構成要素を耐熱樹脂製のホルダー516とを備える。発熱抵抗層52は、例えば、TaSiOを素材として形成される。発熱抵抗層52の形成方法は、サーマルヘッドと同様な製法により形成される。発熱抵抗層52は、後述する電源装置800から供給を受けて発熱する発熱抵抗体501〜507を形成する。導電体層50は、共通電極700、個別電極601〜607を形成する。詳細は後述する。
[Heater 5]
FIG. 4 is an X-Y cross-sectional view of the
表面保護層512は、Si3N4を素材とし、導電体層50および発熱抵抗層52などを保護する。導電体層50は、銀を素材として、セラミック基板514の定着ベルト402側に形成される。搬送された用紙Pは、表面保護層512上を通過する際に、発熱抵抗層52によって形成されている発熱抵抗体501〜507によって加熱される。
The surface
図5(a)は、第1のヒータ5の平面図および周辺回路を表す図である。図5(a)に示されるように、第1のヒータ5は、セラミック基板514の長手方向(第1方向)に複数配置された発熱抵抗体501〜507と、複数の発熱抵抗体501〜507のそれぞれの一端(図5の短手方向(第1方向に直交する第2方向)下側)に接続された個別電極601〜607と、個別電極601〜607が接続されていない発熱抵抗体501〜507の他の一端側(図5の短手方向上側)に接続される長手方向に延びた共通電極700と、共通電極700の長手方向の一端に設けられた電源入力端子Tと、を有する。
FIG. 5A is a plan view of the
発熱抵抗体504のZ軸方向の長さは、B5サイズの印刷用紙の幅に対応している。発熱抵抗体503〜505を合わせたZ軸方向の長さは、A4サイズの印刷用紙の幅に対応している。発熱抵抗体502〜506を合わせたZ軸方向の長さは、B4サイズの印刷用紙の幅に対応している。発熱抵抗体501〜507を合わせたZ軸方向の長さは、A3サイズの印刷用紙の幅に対応している。
The length in the Z-axis direction of the
図5(a)に示されるように、共通電極700は、電源入力端子Tから離れるにしたがってY軸方向の長さが長くなるように形成されている。
As shown in FIG. 5A, the
図5(b)は、第1のヒータ5の共通電極700の断面図である。図5(c)は、第1のヒータ5の発熱抵抗体501〜507の断面図である。第1の実施形態では、共通電極700および第1のヒータ5の発熱抵抗体501〜507のX軸方向の厚さは、同じである。発熱抵抗体501〜507の断面積をそれぞれS1,S2,・・・・S7とする。
FIG. 5B is a cross-sectional view of the
共通電極700は、図5(a)に示されるように、電源入力端子Tから離れるにしたがってY軸方向の長さが長くなっている。そのため、共通電極700の長さが電源入力端子Tから−Z方向に長くなっても共通電極700の配線抵抗の変化は小さい。
As shown in FIG. 5A, the
複数の発熱抵抗体501〜507のそれぞれの一端(図5の短手方向下側)は、個別電極601〜607、スイッチS1〜S4を介して電源装置800に接続される。共通電極700の長手方向の一端に設けられた電源入力端子Tは、スイッチS1〜S4が接続されていない電源装置800の他端に接続される。電源装置800には、マイグレーションを防止するために交流電源を使用する。なお、図1では、電源装置800の記載を省略している。また、スイッチS1〜S4は、後述する定着制御回路372に含まれる。
One end of each of the plurality of
[制御装置36]
図6は、図1に示された制御装置36の構成を示す図である。図6に示されるように、制御装置36は、CPUおよびその周辺回路を含むCPU360と、ROM、RAM、フラッシュメモリなどを含むメモリ362と、操作パネル14が接続される操作パネルインターフェース(IF)364とを備える。
[Control unit 36]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of
また、制御装置36は、図1に示された給紙カセット18と本体11の排紙トレイとの間の構成要素を制御して、給紙および用紙の搬送を行わせる給紙・搬送制御回路368をさらに備える。また、制御装置36は、プリンタ部17を制御する画像形成制御回路370と、定着装置4の動作を制御する定着制御回路372をさらに備える。定着制御回路372は、発熱抵抗体501〜507と電源装置800との接続・切断を行うスイッチS1〜S4を備える。なお、制御装置36の各構成要素は、バス374を介して相互に接続される。制御装置36は、これらの構成要素により、操作パネルに対するユーザの操作などに従って、MFP10の各構成要素の動作を制御し、MFP10による用紙Pへの画像形成を実現する。
Further, the
[動作]
次に、定着装置4の動作について図5を参照して説明する。なお、ここでは、第1のヒータ5の個別電極601〜607の配線抵抗の値、および、個別電極601〜607からスイッチS1〜S4を介して電源装置800に至る配線抵抗の値は同じであると仮定して説明する。ユーザがB5サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1がオン状態になる。ユーザがA4サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1とスイッチS2がオン状態になる。ユーザがB4サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1〜S3がオン状態になる。ユーザがA3サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1〜S4がオン状態になる。
[Operation]
Next, the operation of the fixing
発熱抵抗体501を流れる電流をi1,発熱抵抗体502を流れる電流をi2,発熱抵抗体503を流れる電流をi3,以下同様にして、発熱抵抗体507を流れる電流をi7とする。発熱抵抗体501を流れる電流i1は、長手方向に延びた共通電極700の全経路を経て発熱抵抗体501に至る。発熱抵抗体507を流れる電流をi7は、長手方向に延びた共通電極700の一部分である短い経路を経て発熱抵抗体507に至る。しかし、共通電極700の形状が電源入力端子Tから離れるにしたがってY軸方向の長さが長くなっている(共通電極700の幅が広くなっている)ので、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差は小さい。したがって、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度のばらつきは小さい。つまり、発熱抵抗体501〜507のそれぞれの断面積をS1〜S7とすると、発熱抵抗体を流れる電流i1〜電流i7は、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7となるように流れる。
A current flowing through the
このように電流i1〜電流i7の電流密度のばらつきを小さくすることにより、発熱抵抗体501〜507のZ軸方向の単位長さ当たりの発熱量を均一にすることができ、印刷用紙の左端から右端までのトナーの定着度を均一することができる。これにより、印刷された画像の画質を向上することができる。
By thus reduce variations in the current density of the current i 1 ~ current i 7, it is possible to make uniform the amount of heat generated per unit length of the Z-axis direction of the
なお、上記の説明では、第1のヒータ5とスイッチS1〜S4及び電源装置800とを接続する場合につて説明したが、スイッチS1〜S4の替わりにスイッチングドライバICを使用してもよい。また、上記の説明では、スイッチS1〜S4を制御装置36内に設ける説明をしたが、スイッチングドライバICを使用する場合、スイッチングドライバICを第1のヒータ5内に設けてもよいし、第1のヒータ5に隣接して実装するようにしてもよい。
In the above description, the case where the
また、上記の説明では、第1のヒータ5の個別電極601〜607の配線抵抗の値、および、第1のヒータ5の個別電極601〜607からスイッチS1〜S4を介して電源装置800に至る配線抵抗の値は同じであると仮定して説明した。この配線抵抗が異なる場合には、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗、個別電極の配線抵抗、各個別電極から電源装置800に至る配線抵抗の合計値が近似するように、共通電極700の形状を設計することが望ましい。
In the above description, the values of the wiring resistances of the
また、上記の説明では、共通電極700の一端に電源入力端子Tを設ける説明をした。しかし、電源入力端子Tとしてコネクタ等の部品を実装することを限定してはいない。例えば、共通電極700の一端の表面保護層512を剥離して、電源装置800と電気的に接続可能な状態にするだけでもよい。
In the above description, the power supply input terminal T is provided at one end of the
[変形例1]
第1の実施形態の説明では、図5を用いて、共通電極700の短手方向(Y軸方向)の長さを一律に変化させる場合について説明した。しかし、共通電極700の形状をこれに限定する必要はない。例えば、共通電極700の短手方向(Y軸方向)の長さを二次関数や指数関数のようにアナログ的に変化させてもよい。また、図7に示す第2のヒータ5bのように、共通電極700の短手方向の長さを段階的に変化させてもよい。共通電極700をこのように配線することによって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差を小さくしている。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度を、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7としている。
[Modification 1]
In the description of the first embodiment, the case where the length in the short direction (Y-axis direction) of the
[変形例2]
第1の実施形態および変形例1では、共通電極700のX軸方向の厚さが同じ場合について説明した。変形例2では、第1のヒータ5に変えて第3のヒータ5cを使用する。図8(b)に示されるように、第3のヒータ5cでは、電源入力端子Tから離れるにしたがって、共通電極700のY軸方向の長さを長くするとともに、共通電極700のX軸方向の厚さを電源入力端子Tから離れるにしたがって厚くしている。そのため、共通電極700の長さが電源入力端子Tから−Z方向に長くなっても共通電極700の配線抵抗の変化は小さい。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度を、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7としている。
[Modification 2]
In the first embodiment and the first modification, the case where the thickness of the
[変形例3]
変形例3では、第1のヒータ5に変えて図9に示す第4のヒータ5dを使用する。図9に示されるように、第4のヒータ5dでは、共通電極700のX軸方向の厚さを段階的に変化させている。共通電極700をこのように配線することによって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差を小さくしている。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度を、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7としている。
[Modification 3]
In the third modification, instead of the
[第2の実施形態]
第1の実施形態および変形例1〜3では、共通電極700の形状を工夫することにより、電源入力端子Tから発熱抵抗体501〜507に至る配線抵抗の差を小さくする技術について説明した。第2の実施形態では、共通電極700と発熱抵抗体501〜507の間に分岐パタン701〜707を設け、分岐パタン701〜707の形状を工夫することにより、電源入力端子Tから発熱抵抗体501〜507に至る配線抵抗の差を小さくする技術について説明する。以下、第2の実施形態を図10を参照して説明する。第1の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
Second Embodiment
In the first embodiment and the first to third modifications, a technique for reducing the difference in wiring resistance from the power supply input terminal T to the
[ヒータ5]
図10(a)は、図3に示された定着装置4において、第1のヒータ5に置換される第5のヒータ5eのY−Z平面図および周辺回路を表す図である。図10(a)に示されるように、第5のヒータ5eは、セラミック基板514の長手方向に複数配置された発熱抵抗体501〜507と、複数の発熱抵抗体501〜507のそれぞれの一端(Y軸方向下側)に接続された個別電極601〜607と、長手方向(Z軸方向)に斜めに延びた共通電極700と、個別電極が接続されていない発熱抵抗体の他の一端(Y軸方向上側)と共通電極700とを接続する複数の分岐パタン701〜707と、共通電極700の長手方向の一端に設けられた電源入力端子Tと、を有する。
[Heater 5]
FIG. 10A is a YZ plan view of the
分岐パタン701〜707は、導電体層50をエッチング除去することにより形成される。分岐パタン701〜707は、図10(a)に示されるように、電源入力端子Tから離れた発熱抵抗体ほど、発熱抵抗体と共通電極700を接続する分岐パタンのY軸方向の配線長が短くなるように形成されている。具体的には、発熱抵抗体507よりも電源入力端子Tから離れている発熱抵抗体506は、分岐パタン707よりも短い分岐パタン706で共通電極に接続されている。発熱抵抗体506よりも電源入力端子Tから離れている発熱抵抗体505は、分岐パタン706よりも短い分岐パタン705で共通電極700に接続されている。以下同様である。
The
図10(b)は、第5のヒータ5eの分岐パタン701〜707の断面図である。図10(c)は、第5のヒータ5eの発熱抵抗体501〜507の断面図である。第2の実施形態では、第5のヒータ5eの分岐パタン701〜707および第5のヒータ5eの発熱抵抗体501〜507のX軸方向の厚さは、同じである。
FIG. 10B is a cross-sectional view of the
複数の発熱抵抗体501〜507のそれぞれの一端(Y軸方向下側)は、個別電極601〜607、スイッチS1〜S4を介して電源装置800に接続される。共通電極700の長手方向の一端に設けられた電源入力端子Tは、スイッチS1〜S4が接続されていない電源装置800の他端に接続される。電源装置800には、マイグレーションを防止するために交流電源を使用する。
One end (lower side in the Y-axis direction) of each of the plurality of
[動作]
次に、定着装置4の動作について図10を参照して説明する。なお、ここでは、第5のヒータ5eの個別電極601〜607の配線抵抗の値、および、個別電極601〜607からスイッチS1〜S4を介して電源装置800に至る配線抵抗の値は同じであると仮定して説明する。ユーザがB5サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36か内のスイッチS1がオン状態になる。ユーザがA4サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1とスイッチS2がオン状態になる。ユーザがB4サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1〜S3がオン状態になる。ユーザがA3サイズの印刷用紙を指定すると、制御装置36内のスイッチS1〜S4がオン状態になる。
[Operation]
Next, the operation of the fixing
発熱抵抗体501を流れる電流をi1,発熱抵抗体502を流れる電流をi2,発熱抵抗体503を流れる電流をi3,以下同様にして、発熱抵抗体507を流れる電流をi7とする。発熱抵抗体501を流れる電流i1は、長手方向に延びた共通電極700の全経路を経て発熱抵抗体501に至る。発熱抵抗体507を流れる電流をi7は、長手方向に延びた共通電極700の一部分である短い経路を経て発熱抵抗体507に至る。しかし、図10(a)に示されるように、分岐パタン701〜707のY軸方向の長さは、電源入力端子Tから離れるにしたがってY軸方向の長さが短くなっている。したがって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差は小さい。
A current flowing through the
電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差は小さいので、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度のばらつきは小さくなる。つまり、発熱抵抗体501〜507のそれぞれの断面積をS1〜S7とすると、発熱抵抗体を流れる電流i1〜電流i7は、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7となるように流れる。
Since the power input difference in wiring resistance leading to the heating resistors from the terminal T is small, variations in the current density of the current i 1 ~ current i 7 through the
このように電流i1〜電流i7の電流密度のばらつきを小さくすることにより、発熱抵抗体501〜507のZ軸方向の単位長さ当たりの発熱量を均一にすることができ、印刷用紙の左端から右端までのトナーの定着度を均一することができる。これにより、印刷された画像の画質を向上することができる。
By thus reduce variations in the current density of the current i 1 ~ current i 7, it is possible to make uniform the amount of heat generated per unit length of the Z-axis direction of the
なお、上記の説明では、個別電極601〜607の配線抵抗の値、および、個別電極601〜607からスイッチS1〜S4を介して電源装置800に至る配線抵抗の値は同じであると仮定して説明した。この配線抵抗が異なる場合には、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗、個別電極の配線抵抗、各個別電極から電源装置800に至る配線抵抗の合計値が近似するように、共通電極700と分岐パタン701〜707を配線することが望ましい。
In the above description, it is assumed that the values of the wiring resistances of the
[変形例4]
第2の実施形態の説明では、図10を用いて、分岐パタン701〜707の短手方向(Y軸方向)の長さをアナログ的に変化させる場合について説明した。しかし、分岐パタンの形状をこれに限定する必要はない。例えば、第5のヒータ5eに変えて図11に示す第6のヒータ5fを使用することもできる。図11に示されるように、第6のヒータ5fでは、分岐パタンの短手方向の長さを段階的に変化させている。このように配線することによって、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度を等しくすることができる。つまり、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7とするができる。
[Modification 4]
In the description of the second embodiment, the case where the lengths in the short direction (Y-axis direction) of the
[変形例5]
第2の実施形態および変形例4では、分岐パタン701〜707のX軸方向の厚さが同じ場合について説明した。変形例5では、第1のヒータ5に変えて図12に示す第7のヒータ5gを使用する。図12(b)に示されるように、第7のヒータ5gでは、電源入力端子Tから離れるにしたがって分岐パタン701〜707のX軸方向の厚さを厚くしている。つまり、電源入力端子Tから離れるにしたがって分岐パタン701〜707のZ軸方向の単位長さ当たりの抵抗を小さくしている。共通電極700をこのように配線することによって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差を小さくしている。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度は、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7となる。
[Modification 5]
In the second embodiment and the fourth modification, the case where the thicknesses of the
[変形例6]
変形例6では、第1のヒータ5に変えて図13に示す第8のヒータ5hを使用することもできる。図13に示されるように、第8のヒータ5hでは、分岐パタン701〜707のX軸方向の厚さを段階的に変化させている。分岐パタン701〜707をこのように配線することによって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の差を小さくしている。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度は、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7となる。
[Modification 6]
In the sixth modification, an
[第3の実施形態]
第3の実施形態では、発熱抵抗体501〜507の形状を工夫することにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流の電流密度の差を小さくする技術について説明する。以下、第3の実施形態を説明する。第1の実施形態および第2の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
Third Embodiment
In the third embodiment, a technique for reducing the difference in current density of the currents i 1 to i 7 flowing through the
図14(a)は、図3に示された定着装置4において、第1のヒータ5に置換される第9のヒータ5iのY−Z平面図である。図14(a)に示されるように、第9のヒータ5iでは、発熱抵抗体501〜507の短手方向(Y軸方向)の長さが、電源入力端子Tから離れるほど短くなるように形成されている。つまり、電源入力端子Tから離れるほど発熱抵抗体のZ軸方向の単位長さ当たりの抵抗が小さくなっている。また、分岐パタン701〜707を設けず、共通電極700が発熱抵抗体501〜507に直接接続されている。
FIG. 14A is a YZ plan view of a ninth heater 5i which is replaced by the
発熱抵抗体501を流れる電流をi1,発熱抵抗体502を流れる電流をi2,発熱抵抗体503を流れる電流をi3,以下同様にして、発熱抵抗体507を流れる電流をi7とする。電源入力端子Tから離れた発熱抵抗体に流れる電流ほど、共通電極700の配線抵抗は大きくなる。例えば、電流i1が流れる共通電極700の配線抵抗は、電流i7が流れる共通電極700の配線抵抗よりも大きい。一方、発熱抵抗体501〜507は、電源入力端子Tから離れるほどZ軸方向の単位長さ当たりの抵抗が小さくなっている。つまり、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る共通電極700の配線抵抗と各発熱抵抗体の抵抗との合計値が近似するように、発熱抵抗体501〜507が形成されている。
A current flowing through the
以上に説明したように、第3の実施形態に係る定着装置4の第9のヒータ5iでは、電源入力端子Tから離れるにしたがって発熱抵抗体501〜507のY軸方向の長さを短くしている。これにより、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7としている。このように電流i1〜電流i7の電流密度のばらつきを小さくすることにより、発熱抵抗体501〜507のZ軸方向の単位長さ当たりの発熱量を均一にすることができ、印刷用紙の左端から右端までのトナーの定着度を均一することができる。これにより、印刷された画像の画質を向上することができる。
As described above, in the ninth heater 5i of the fixing
[変形例7]
変形例7では、第1のヒータ5に変えて図15に示す第10のヒータ5jを使用する。図15(c)に示されるように、第10のヒータ5jでは、電源入力端子Tから離れるにしたがって発熱抵抗体501〜507のX軸方向の厚さを厚くしている。つまり、電源入力端子Tから離れるにしたがって発熱抵抗体501〜507のZ軸方向の単位長さ当たりの抵抗を小さくしている。発熱抵抗体501〜507のX軸方向の厚さをこのように形成することによって、電源入力端子Tから各発熱抵抗体に至る配線抵抗の値と各発熱抵抗体の抵抗の値との合計値が近似するようにしている。これにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度は、i1/S1≒i2/S2≒i3/S3≒i4/S4≒i5/S5≒i6/S6≒i7/S7となる。
[Modification 7]
In the seventh modification, the tenth heater 5 j shown in FIG. 15 is used instead of the
以上、第1の実施形態では、共通電極700の形状を工夫することにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度の差を小さくするための技術について説明した。第2の実施形態では、分岐パタン701〜707の形状を工夫することにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度の差を小さくするための技術について説明した。第3の実施形態では、発熱抵抗体501〜507の形状を工夫することにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度の差を小さくするための技術について説明した。また、各実施形態では、パタンの長さおよびパタンの断面の厚さを工夫することにより、発熱抵抗体501〜507を流れる電流i1〜電流i7の電流密度の差を小さくするための技術について説明した。上述した実施形態に加え、これらの複数の技術を組み合わせて適用することもできるし、さらに変形して使用することもできる。例えば、図16に示すヒータ5kでは、分岐パタン701〜707の短手方向(Y軸方向)の長さ、分岐パタン701〜707のX軸方向の厚さ、発熱抵抗体501〜507の短手方向(Y軸方向)の長さ、発熱抵抗体501〜507のX軸方向厚さ、を電源入力端子Tからの距離に応じて変化させている。
As described above, in the first embodiment, by devising the shape of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 MFP(複合機)
11 本体
14 操作パネル
17 プリンタ部
18 給紙カセット
19 走査ヘッド
20 画像形成部
21 中間転写ベルト
22 感光体ドラム
23K 帯電器
24K 現像器
25K 一次転写ローラ
26K クリーナ
27K ブレード
31 駆動ローラ
33 二次転写ローラ
4 定着装置
400 加熱装置
402 定着ベルト
440 加圧ローラ
442 保護層
444 シリコンスポンジ層
446 鉄心
5,5b,5c,5d,5e,5f,5g,5h,5i,5j,5k ヒータ
50 導電体層
501〜507 発熱抵抗体
512 表面保護層
514 セラミック基板
516 ホルダー
52 発熱抵抗層
601〜607 個別電極
700 共通電極
701〜707 分岐パタン
800 電源装置
10 MFP (MFP)
11
Claims (4)
複数の前記発熱抵抗体それぞれの一端に接続された個別電極と、
長手方向を前記第1方向とし、前記個別電極が接続されていない前記発熱抵抗体の他の一端に接続された共通電極と、
前記共通電極の長手方向の一端に設けられた電源入力端子と、
を有するヒータを備える定着装置であって、
前記共通電極は、前記電源入力端子から離れるほど、電極を形成するパタンの前記第1方向と直交する第2方向の幅が広く形成されている、もしくは電極を形成するパタンの厚さが厚く形成されている、
定着装置。 A plurality of heating resistors arranged in a first direction on a heat resistant insulating substrate;
An individual electrode connected to one end of each of the plurality of heating resistors;
A common electrode connected to the other end of the heating resistor whose longitudinal direction is the first direction and the individual electrodes are not connected;
A power input terminal provided at one end of the common electrode in the longitudinal direction;
A fixing device comprising a heater having
The common electrode is formed such that the width of the second direction perpendicular to the first direction of the pattern forming the electrode is wider as the distance from the power supply input terminal increases, or the thickness of the pattern forming the electrode is thicker Being
Fixing device.
複数の前記発熱抵抗体それぞれの一端に接続された個別電極と、
長手方向を前記第1方向とする共通電極と、
前記個別電極が接続されていない前記発熱抵抗体の他の一端と前記共通電極とを接続する複数の分岐パタンと、
前記共通電極の前記第1方向の一端に設けられた電源入力端子と、
を有するヒータを備える定着装置であって、
前記電源入力端子から離れた位置に配置された前記発熱抵抗体ほど、前記発熱抵抗体と前記共通電極とを接続する前記分岐パタンの配線長が短く形成されている、もしくは前記分岐パタンの厚さが厚く形成されている、
定着装置。 A plurality of heating resistors arranged in a first direction on a heat resistant insulating substrate;
An individual electrode connected to one end of each of the plurality of heating resistors;
A common electrode whose longitudinal direction is the first direction;
A plurality of branch patterns connecting the common electrode to the other end of the heating resistor not connected to the individual electrodes;
A power input terminal provided at one end of the common electrode in the first direction;
A fixing device comprising a heater having
The wiring length of the branch pattern connecting the heating resistor and the common electrode is formed shorter as the heating resistor is disposed at a position farther from the power supply input terminal, or the thickness of the branch pattern Is thickly formed,
Fixing device.
複数の前記発熱抵抗体それぞれの一端に接続された個別電極と、
長手方向を前記第1方向とし、前記個別電極が接続されていない前記発熱抵抗体の他の一端に接続された共通電極と、
前記共通電極の長手方向の一端に設けられた電源入力端子と、
を有するヒータを備える定着装置であって、
前記電源入力端子から離れた位置に配置された発熱抵抗体ほど、前記発熱抵抗体が前記第1方向に直交する第2方向の長さが短く形成されている、もしくは発熱抵抗体の厚さが厚く形成されている、
定着装置。 A plurality of heating resistors arranged in a first direction on a heat resistant insulating substrate;
An individual electrode connected to one end of each of the plurality of heating resistors;
A common electrode connected to the other end of the heating resistor whose longitudinal direction is the first direction and the individual electrodes are not connected;
A power input terminal provided at one end of the common electrode in the longitudinal direction;
A fixing device comprising a heater having
The heat generating resistor is formed shorter in the second direction orthogonal to the first direction as the heat generating resistor is disposed at a position farther from the power supply input terminal, or the thickness of the heat generating resistor is Thickly formed,
Fixing device.
この感光体ドラム上に潜像を形成する潜像形成部と、
前記潜像の現像器と、
この現像器により可視化されたトナー像を記録媒体に転写する転写器と、
請求項1から3のいずれか一項に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。 Photosensitive drum,
A latent image forming unit for forming a latent image on the photosensitive drum;
A developer for the latent image;
A transfer unit for transferring a toner image visualized by the developing unit to a recording medium;
A fixing device according to any one of claims 1 to 3.
An image forming apparatus comprising:
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