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JP7465441B2 - Heating device, image forming device, and thermocompression bonding device - Google Patents

Heating device, image forming device, and thermocompression bonding device Download PDF

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JP7465441B2 JP2020060717A JP2020060717A JP7465441B2 JP 7465441 B2 JP7465441 B2 JP 7465441B2 JP 2020060717 A JP2020060717 A JP 2020060717A JP 2020060717 A JP2020060717 A JP 2020060717A JP 7465441 B2 JP7465441 B2 JP 7465441B2
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祐介 古市
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Ricoh Co Ltd
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Description

本発明は、加熱装置、画像形成装置及び熱圧着装置に関する。 The present invention relates to a heating device, an image forming device, and a thermocompression device.

複写機、プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱装置として、用紙上のトナーを熱により定着させる定着装置や用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置などが知られている。 Known heating devices installed in image forming devices such as copiers and printers include fixing devices that fix toner on paper using heat and drying devices that dry ink on paper.

例えば、特許文献１（特開２０１６－６２０２４号公報）には、長手状の基板に、発熱体や電気接点、これらを電気的に接続する導体パターンなどが設けられた板状の加熱部材（ヒータ）を備える定着装置が開示されている。一般的に、定着装置は、加熱部材のほか、互いに対向するローラやベルトなどの一対の回転部材を備えており、加熱部材によって加熱された回転部材同士の間（ニップ部）に未定着着画像が担持された記録媒体が搬送されることにより、記録媒体が加熱され、未定着画像が定着される。 For example, Patent Document 1 (JP 2016-62024 A) discloses a fixing device equipped with a plate-shaped heating member (heater) on a longitudinal substrate provided with a heating element, electrical contacts, and a conductor pattern that electrically connects these. Generally, fixing devices are equipped with a pair of rotating members such as rollers or belts that face each other in addition to the heating member, and a recording medium carrying an unfixed image is heated by conveying the recording medium between the rotating members (nip portion) heated by the heating member, thereby fixing the unfixed image.

ところで、このような導体パターンが基板に設けられている加熱部材においては、発熱体を発熱させる際、導体パターンへの通電により導体パターンでもわずかながら発熱が生じる。このため、加熱部材全体の発熱分布は、導体パターンの発熱の影響を受けることになる。従って、導体パターンの発熱分布にばらつきがあると、それが原因で加熱部材の温度分布にもばらつきが生じる。 In a heating member having such a conductor pattern provided on a substrate, when the heating element is heated, the conductor pattern also generates a small amount of heat due to the passage of current through the conductor pattern. As a result, the heat distribution of the entire heating member is affected by the heat generated by the conductor pattern. Therefore, if there is variation in the heat distribution of the conductor pattern, this will also cause variation in the temperature distribution of the heating member.

このように、加熱部材の温度分布にばらつきがあると、加熱部材から受ける回転部材の熱の影響も一様ではなくなる。このため、除電などの目的で一部に被覆層が設けられていない定着ベルトなど、一部に積層数の少ない部分を有する回転部材が、その積層数の少ない部分を加熱部材の温度の高い部分に近づけて配置されると、積層数の少ない部分が熱により劣化しやすくなる懸念がある。 In this way, if there is variation in the temperature distribution of the heating element, the heat that the rotating element receives from the heating element will not be uniform. For this reason, if a rotating element has a portion with a small number of layers, such as a fixing belt that does not have a coating layer in part for the purpose of static electricity removal, and the portion with the small number of layers is placed close to a part of the heating element with a high temperature, there is a concern that the portion with the small number of layers will be easily deteriorated by heat.

上記課題を解決するため、本発明は、回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材の外周面に接触してニップ部を形成する回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材を加熱する加熱部材と、を備える加熱装置であって、前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、前記第１回転部材は、径方向に重ねられた複数の層を有し、前記加熱部材の発熱領域における長手方向中央よりも一端側に配置される前記第１回転部材の一部には、前記複数の層の積層数が少ない部分が設けられ、前記一端側の任意の位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値は、前記長手方向中央を基準に前記一端側の任意の位置とは対称の位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値よりも小さいことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the present invention provides a heating device including a rotatable first rotating member, a rotatable second rotating member that contacts the outer peripheral surface of the first rotating member to form a nip portion, and a heating member that heats the first rotating member, the heating member having a base material, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion, the first rotating member having multiple layers stacked in the radial direction, a portion of the first rotating member that is arranged on one end side of the longitudinal center in the heat generating area of the heating member has a portion in which the number of layers stacked is small, and the sum of the squares of the currents flowing through the heating member at any position on the one end side is smaller than the sum of the squares of the currents flowing through the heating member at a position symmetrical to the arbitrary position on the one end side with respect to the longitudinal center.

本発明によれば、第１回転部材における積層数の少ない部分の劣化を抑制できるようになる。 The present invention makes it possible to suppress deterioration of the parts of the first rotating member with fewer layers.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention; 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to the present embodiment. 前記定着装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the fixing device. 前記定着装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the fixing device. 前記定着装置が備える加熱ユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a heating unit included in the fixing device. 前記加熱ユニットの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the heating unit. 本実施形態に係るヒータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the heater according to the embodiment. 前記ヒータの分解斜視図である。FIG. 前記ヒータにコネクタが接続された状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a connector is connected to the heater. 前記ヒータの平面図である。FIG. 全ての抵抗発熱体を発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。13 is a diagram showing the amount of heat generated by the power supply lines for each block when all the resistance heating elements are caused to generate heat. FIG. 一部の発熱部のみを発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。13 is a diagram showing the amount of heat generated by the power supply lines for each block when only some of the heat generating parts are caused to generate heat. FIG. 定着ベルトの温度分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature distribution of a fixing belt. 定着ベルトの温度分布と露出部との位置関係を示す図である。6A and 6B are diagrams illustrating the temperature distribution of a fixing belt and the positional relationship of an exposed portion. ヒータと露出部との位置関係を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating the positional relationship between a heater and an exposed portion. 露出部が配置される長手方向全領域に抵抗発熱体が配置されない例を示す図である。13 is a diagram showing an example in which a resistive heating element is not arranged in the entire longitudinal region where the exposed portion is arranged. FIG. 小型化されたヒータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a miniaturized heater. 他のヒータの平面図である。FIG. 13 is a plan view of another heater. さらに別のヒータの平面図である。FIG. 13 is a plan view of yet another heater. 発熱領域の一端で最も温度が低くなるヒータの別の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a heater in which the temperature is lowest at one end of the heat generation region. 発熱領域の一端で最も温度が低くなるヒータのさらに別の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing yet another example of a heater in which the temperature is lowest at one end of the heat generation region. 他の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of another fixing device. 別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of another fixing device. さらに別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of still another fixing device.

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 The present invention will be described below with reference to the attached drawings. In each drawing for explaining the present invention, components such as parts and components having the same function or shape are given the same reference numerals as far as possible to distinguish them, and the description will be omitted after the first description.

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部２００と、転写部３００と、定着部４００と、記録媒体供給部５００と、記録媒体排出部６００と、を備えている。 The image forming device 100 shown in FIG. 1 includes an image forming unit 200, a transfer unit 300, a fixing unit 400, a recording medium supply unit 500, and a recording medium discharge unit 600.

画像形成部２００には、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、露光装置６と、が設けられている。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体である感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ３と、感光体２上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニングブレード５と、を備えている。露光装置６は、画像情報に基づいて感光体２の帯電面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。 The image forming section 200 is provided with four imaging units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, and an exposure device 6. Each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk is configured to be detachable from the image forming apparatus main body. In addition, each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has a basically similar configuration except that it contains developers of different colors, yellow, magenta, cyan, and black, which correspond to the color separation components of a color image. Specifically, each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk includes a photoconductor 2, which is an image carrier that carries an image on its surface, a charging roller 3, which is a charging means for charging the surface of the photoconductor 2, a developing device 4, which is a developing means for forming a toner image on the photoconductor 2, and a cleaning blade 5, which is a cleaning means for cleaning the surface of the photoconductor 2. The exposure device 6 is a latent image forming means that exposes the charged surface of the photoconductor 2 based on image information to form an electrostatic latent image.

転写部３００には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写装置８が設けられている。なお、画像が形成（転写）される記録媒体は、紙（普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む）のほか、ＯＨＰシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置８は、中間転写ベルト１１と、４つの一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３と、を有している。中間転写ベルト１１は、表面に画像を担持してその画像を用紙に転写する転写部材であり、無端状のベルト部材で構成されている。各一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１を介してそれぞれ別の感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に、中間転写ベルト１１と各感光体２とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架する複数のローラの１つに接触し、中間転写ベルト１１との間に二次転写ニップを形成している。 The transfer unit 300 is provided with a transfer device 8 that transfers an image onto a recording medium, which is paper. The recording medium on which an image is formed (transferred) may be paper (including plain paper, thick paper, thin paper, coated paper, label paper, envelopes, etc.), or a resin sheet such as an OHP sheet. The transfer device 8 has an intermediate transfer belt 11, four primary transfer rollers 12, and a secondary transfer roller 13. The intermediate transfer belt 11 is a transfer member that carries an image on its surface and transfers the image onto paper, and is composed of an endless belt member. Each primary transfer roller 12 contacts a different photoconductor 2 via the intermediate transfer belt 11. As a result, a primary transfer nip is formed between the intermediate transfer belt 11 and each photoconductor 2, where the intermediate transfer belt 11 and each photoconductor 2 contact each other. On the other hand, the secondary transfer roller 13 contacts one of the multiple rollers that stretch the intermediate transfer belt 11 via the intermediate transfer belt 11, and forms a secondary transfer nip between the intermediate transfer belt 11 and the secondary transfer roller 13.

定着部４００には、用紙を加熱する加熱装置であって、用紙を加熱することにより用紙上の画像を定着させる定着装置９が設けられている。 The fixing section 400 is provided with a fixing device 9, which is a heating device that heats the paper and fixes the image on the paper by heating the paper.

記録媒体供給部５００には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５と、が設けられている。 The recording medium supply unit 500 is provided with a paper feed cassette 14 that stores paper P, and a paper feed roller 15 that feeds paper P from the paper feed cassette 14.

記録媒体排出部６００には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙を載置する排紙トレイ１８と、が設けられている。 The recording medium ejection section 600 is provided with a pair of ejection rollers 17 that eject paper outside the image forming device, and an ejection tray 18 on which the paper ejected by the ejection rollers 17 is placed.

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。 Next, the printing operation of the image forming device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２、及び中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が回転することにより、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触して一旦停止される。 When an instruction to start the printing operation is given, the photoconductors 2 of each of the imaging units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk and the intermediate transfer belt 11 start to rotate. In addition, the paper feed roller 15 rotates, causing paper P to be fed out of the paper feed cassette 14. The fed paper P comes into contact with a pair of timing rollers 16 and is temporarily stopped.

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋでは、まず、帯電ローラ３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーやその他の異物はクリーニングブレード５によって除去される。さらに、クリーニングされた各感光体２の表面に対して、保護剤供給装置７によって掻き取られた像担持体保護剤が供給され、感光体２は次の静電潜像の形成に備えられる。 In each imaging unit 1Y, 1M, 1C, 1Bk, the surface of the photoconductor 2 is first charged to a uniform high potential by the charging roller 3. Next, the exposure device 6 exposes the surface (charged surface) of each photoconductor 2 based on the image information of the document read by the document reading device or the print image information instructed to be printed from the terminal. As a result, the potential of the exposed part is reduced and an electrostatic latent image is formed on the surface of each photoconductor 2. Then, toner is supplied from the developing device 4 to this electrostatic latent image, and a toner image is formed on each photoconductor 2. When the toner image formed on each photoconductor 2 reaches the primary transfer nip (the position of the primary transfer roller 12) as each photoconductor 2 rotates, it is transferred to the rotating intermediate transfer belt 11 so that they are overlapped one after another. Thus, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 11. After the toner image is transferred from the photoconductor 2 to the intermediate transfer belt 11, the toner and other foreign matter remaining on each photoconductor 2 are removed by the cleaning blade 5. Furthermore, the image carrier protective agent that has been scraped off by the protective agent supply device 7 is supplied to the cleaned surface of each photoreceptor 2, and the photoreceptor 2 is prepared for the formation of the next electrostatic latent image.

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出され、一連の印刷動作が完了する。 The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 11 is transported to the secondary transfer nip (the position of the secondary transfer roller 13) as the intermediate transfer belt 11 rotates, and is transferred onto the paper P that has been transported by the timing roller 16. The paper P onto which the toner image has been transferred is then transported to the fixing device 9, which fixes the toner image onto the paper P. The paper P is then discharged onto the paper discharge tray 18 by the paper discharge rollers 17, completing the printing process.

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、４つの作像ユニットのうち、いずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像ユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。 The above description of the printing operation is for forming a full-color image, but it is also possible to use any one of the four imaging units to form a monochrome image, or to use two or three imaging units to form a two- or three-color image.

続いて、本実施形態に係る定着装置９の構成について説明する。 Next, we will explain the configuration of the fixing device 9 according to this embodiment.

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着ベルト２０と、加圧ローラ２１と、ヒータ２２と、ヒータホルダ２３と、ステー２４と、温度センサ１９と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 9 according to this embodiment includes a fixing belt 20, a pressure roller 21, a heater 22, a heater holder 23, a stay 24, and a temperature sensor 19.

定着ベルト２０は、回転可能に設けられた第１回転部材であって、用紙Ｐの未定着トナー担持面側（画像形成面側）に配置されて未定着トナーを用紙Ｐに定着させる定着部材である。定着ベルト２０は、例えば、外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍの筒状基材を有する無端状のベルト部材で構成される。基材の材料は、ポリイミドのほか、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル、ＳＵＳなどの金属材料であってもよい。また、耐久性を高めると共に離型性を確保するため、基材の外周面に、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂から成る離型層が設けられてもよい。また、基材と離型層との間に、ゴムなどから成る弾性層が設けられてもよい。さらに、基材の内周面に、ポリイミドやＰＴＦＥなどから成る摺動層が設けられてもよい。 The fixing belt 20 is a first rotating member that is rotatably arranged on the unfixed toner carrying surface side (image forming surface side) of the paper P, and is a fixing member that fixes the unfixed toner to the paper P. The fixing belt 20 is composed of an endless belt member having a cylindrical substrate with an outer diameter of 25 mm and a thickness of 40 to 120 μm. The substrate material may be a heat-resistant resin such as PEEK or a metal material such as nickel or SUS, in addition to polyimide. In addition, in order to increase durability and ensure releasability, a release layer made of a fluororesin such as PFA or PTFE may be provided on the outer peripheral surface of the substrate. In addition, an elastic layer made of rubber or the like may be provided between the substrate and the release layer. Furthermore, a sliding layer made of polyimide, PTFE, or the like may be provided on the inner peripheral surface of the substrate.

加圧ローラ２１は、定着ベルト２０とは別の回転可能な第２回転部材であって、定着ベルト２０の外周面に対向するように配置された対向部材である。また、加圧ローラ２１は、定着ベルト２０の外周面に圧接されて、定着ベルト２０との間にニップ部Ｎを形成する加圧部材でもある。加圧ローラ２１は、例えば、外径が２５ｍｍであって、鉄製の芯金と、この芯金の外周面に設けられたシリコーンゴム製の弾性層と、弾性層の外周面に設けられたフッ素樹脂製の離型層とを有するローラなどにより構成される。 The pressure roller 21 is a second rotating member that is separate from the fixing belt 20 and is an opposing member that is arranged to face the outer circumferential surface of the fixing belt 20. The pressure roller 21 is also a pressure member that is pressed against the outer circumferential surface of the fixing belt 20 to form a nip portion N between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The pressure roller 21 is, for example, a roller having an outer diameter of 25 mm and including an iron core, an elastic layer made of silicone rubber provided on the outer circumferential surface of the core, and a release layer made of fluororesin provided on the outer circumferential surface of the elastic layer.

ヒータ２２は、定着ベルト２０の内側に配置され、定着ベルト２０や、定着ベルト２０を介して用紙を加熱する加熱部材である。本実施形態では、ヒータ２２が、板状の基材５０と、基材５０上に設けられた第１絶縁層５１と、第１絶縁層５１上に設けられた導体層５２と、導体層５２を被覆する第２絶縁層５３と、により構成されている。導体層５２は、発熱部６０を有している。 The heater 22 is a heating member disposed inside the fixing belt 20 and heats the fixing belt 20 and the paper through the fixing belt 20. In this embodiment, the heater 22 is composed of a plate-shaped base material 50, a first insulating layer 51 provided on the base material 50, a conductor layer 52 provided on the first insulating layer 51, and a second insulating layer 53 that covers the conductor layer 52. The conductor layer 52 has a heat generating portion 60.

基材５０は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄、アルミニウム等の金属材料で構成される。また、基材５０の材料として、金属材料のほか、セラミック、ガラス等を用いることも可能である。基材５０にセラミックなどの絶縁材料を用いた場合は、基材５０と導体層５２との間の第１絶縁層５１を省略することが可能である。一方、金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。金属材料の中でも、特にアルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。 The substrate 50 is made of a metal material such as stainless steel (SUS), iron, or aluminum. In addition to metal materials, ceramics, glass, etc. can also be used as the material for the substrate 50. When an insulating material such as ceramics is used for the substrate 50, the first insulating layer 51 between the substrate 50 and the conductor layer 52 can be omitted. On the other hand, metal materials are excellent in durability against rapid heating and are easy to process, making them suitable for reducing costs. Among metal materials, aluminum and copper are particularly preferred because they have high thermal conductivity and are less likely to cause temperature unevenness. Stainless steel also has the advantage of being cheaper to manufacture than these.

各絶縁層５１，５３は、例えば、耐熱性ガラスなどの絶縁性を有する材料で構成される。また、これらの材料として、セラミックあるいはポリイミドなどを用いてもよい。また、基材５０の第１絶縁層５１や第２絶縁層５３が設けられる面とは反対側の面に、別途絶縁層が設けられてもよい。 Each insulating layer 51, 53 is made of an insulating material such as heat-resistant glass. These materials may also be ceramic or polyimide. A separate insulating layer may be provided on the surface of the substrate 50 opposite to the surface on which the first insulating layer 51 and the second insulating layer 53 are provided.

本実施形態では、発熱部６０が基材５０よりもニップ部Ｎ側に配置されているが、これとは反対に、基材５０が発熱部６０よりもニップ部Ｎ側に配置されてもよい。ただしその場合は、発熱部６０の熱が基材５０を介して定着ベルト２０に伝達されることになるため、基材５０は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。 In this embodiment, the heat generating section 60 is disposed closer to the nip portion N than the substrate 50, but the substrate 50 may be disposed closer to the nip portion N than the heat generating section 60. In that case, however, the heat from the heat generating section 60 is transferred to the fixing belt 20 via the substrate 50, so it is desirable that the substrate 50 be made of a material with high thermal conductivity, such as aluminum nitride.

また、本実施形態では、ヒータ２２から定着ベルト２０への熱伝達効率を高めるため、ヒータ２２が定着ベルト２０の内周面に対して直接接触するように配置されている。また、これに限らず、ヒータ２２は、定着ベルト２０に対して、非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触するように配置されてもよい。また、定着ベルト２０に対するヒータ２２の接触箇所は、定着ベルト２０の外周面であってもよい。ただし、定着ベルト２０の外周面の傷付きによる定着品質の低下を回避するため、ヒータ２２が接触する面は、定着ベルト２０の内周面であることが望ましい。 In addition, in this embodiment, in order to increase the efficiency of heat transfer from the heater 22 to the fixing belt 20, the heater 22 is arranged so as to be in direct contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 20. In addition, without being limited to this, the heater 22 may be arranged so as to be in non-contact with the fixing belt 20 or indirectly contact with the fixing belt 20 via a low friction sheet or the like. In addition, the contact point of the heater 22 with the fixing belt 20 may be the outer peripheral surface of the fixing belt 20. However, in order to avoid deterioration of fixing quality due to scratches on the outer peripheral surface of the fixing belt 20, it is desirable that the surface with which the heater 22 comes into contact is the inner peripheral surface of the fixing belt 20.

ヒータホルダ２３は、定着ベルト２０の内側でヒータ２２を保持する保持部材である。ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で構成されることが望ましい。特に、ヒータホルダ２３が、ＬＣＰやＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で構成される場合は、ヒータホルダ２３の耐熱性を確保しつつ、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制されるので、効率的に定着ベルト２０を加熱することが可能である。 The heater holder 23 is a holding member that holds the heater 22 inside the fixing belt 20. The heater holder 23 is desirably made of a heat-resistant material because it is prone to becoming hot due to the heat of the heater 22. In particular, when the heater holder 23 is made of a heat-resistant resin with low thermal conductivity such as LCP or PEEK, the heat resistance of the heater holder 23 is ensured while heat transfer from the heater 22 to the heater holder 23 is suppressed, making it possible to efficiently heat the fixing belt 20.

ステー２４は、定着ベルト２０の内側に配置される補強部材である。ステー２４によってヒータホルダ２３のニップ部Ｎ側の面とは反対の面が支持されることにより、ヒータホルダ２３が加圧ローラ２１の加圧力によって撓むのが抑制される。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に均一な幅のニップ部Ｎが形成される。ステー２４は、その剛性を確保するため、ＳＵＳやＳＥＣＣなどの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。 The stay 24 is a reinforcing member disposed on the inside of the fixing belt 20. The stay 24 supports the surface of the heater holder 23 opposite the surface on the nip portion N side, thereby preventing the heater holder 23 from bending due to the pressure of the pressure roller 21. This forms a nip portion N of uniform width between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The stay 24 is preferably formed from an iron-based metal material such as SUS or SECC to ensure its rigidity.

温度センサ１９は、ヒータ２２の温度を検知する温度検知手段である。温度センサ１９の検知結果に基づいてヒータ２２の出力が制御されることにより、定着ベルト２０の温度が所望の温度（定着温度）となるように維持される。温度センサ１９は、接触型、非接触型のいずれでもよい。例えば、温度センサ１９として、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、ＮＣセンサなどの公知の温度センサを適用可能である。 The temperature sensor 19 is a temperature detection means for detecting the temperature of the heater 22. The output of the heater 22 is controlled based on the detection result of the temperature sensor 19, thereby maintaining the temperature of the fixing belt 20 at a desired temperature (fixing temperature). The temperature sensor 19 may be either a contact type or a non-contact type. For example, known temperature sensors such as a thermopile, a thermostat, a thermistor, or an NC sensor can be used as the temperature sensor 19.

本実施形態に係る定着装置９においては、印刷動作が開始されると、ヒータ２２に電力が供給されることにより、発熱部６０が発熱し、定着ベルト２０が加熱される。また、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることにより、未定着トナーが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。 In the fixing device 9 according to this embodiment, when the printing operation is started, power is supplied to the heater 22, causing the heat generating section 60 to generate heat and the fixing belt 20 to heat up. The pressure roller 21 is also driven to rotate, and the fixing belt 20 starts to rotate. Then, when the temperature of the fixing belt 20 reaches a predetermined target temperature (fixing temperature), as shown in FIG. 2, a sheet P carrying an unfixed toner image is transported between the fixing belt 20 and the pressure roller 21 (nip portion N), whereby the unfixed toner is heated and pressurized, and the toner image is fixed to the sheet P.

図３は、本実施形態に係る定着装置９の斜視図、図４は、その分解斜視図である。 Figure 3 is a perspective view of the fixing device 9 according to this embodiment, and Figure 4 is an exploded perspective view of the same.

図３及び図４に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、矩形の枠状に形成された装置フレーム４０を備えている。装置フレーム４０は、一対の側壁部２８及び前壁部２７を一体に有する第１装置フレーム２５と、後壁部２９を有する第２装置フレーム２６と、によって構成されている。第１装置フレーム２５と第２装置フレーム２６は、一対の側壁部２８に設けられた複数の係合突起２８ａが後壁部２９に設けられた複数の係合孔２９ａに係合することにより組み付けられる。 As shown in Figures 3 and 4, the fixing device 9 according to this embodiment includes a device frame 40 formed in a rectangular frame shape. The device frame 40 is composed of a first device frame 25 having a pair of side walls 28 and a front wall 27 integrally therewith, and a second device frame 26 having a rear wall 29. The first device frame 25 and the second device frame 26 are assembled by engaging a plurality of engagement protrusions 28a provided on the pair of side walls 28 with a plurality of engagement holes 29a provided on the rear wall 29.

定着ベルト２０や加圧ローラ２１は、一対の側壁部２８によって支持される。このため、各側壁部２８には、加圧ローラ２１の回転軸などを挿通させるための挿通溝２８ｂが設けられている。挿通溝２８ｂは、その一端側（後壁部２９側）で開口し、これとは反対側の端では開口しない突き当て部が形成されている。この突き当て部には、加圧ローラ２１の回転軸を回転可能に支持する軸受３０が設けられている。加圧ローラ２１が各側壁部２８によって支持された状態では、加圧ローラ２１の軸方向の一端に設けられた駆動伝達部材としての駆動伝達ギヤ３１が、側壁部２８よりも外側に露出した状態で配置される。これにより、定着装置９が画像形成装置本体に搭載されると、駆動伝達ギヤ３１が画像形成装置本体に設けられているギヤに連結され、駆動源からの駆動力を伝達可能な状態となる。また、駆動伝達ギヤ３１に代えて、駆動伝達ベルトを張架するプーリやカップリング機構などの駆動伝達部材を用いてもよい。 The fixing belt 20 and the pressure roller 21 are supported by a pair of side walls 28. For this reason, each side wall 28 is provided with an insertion groove 28b for inserting the rotating shaft of the pressure roller 21. The insertion groove 28b is opened at one end (the rear wall 29 side) and has a butt section that is not opened at the opposite end. This butt section is provided with a bearing 30 that rotatably supports the rotating shaft of the pressure roller 21. When the pressure roller 21 is supported by each side wall 28, the drive transmission gear 31 as a drive transmission member provided at one end of the axial direction of the pressure roller 21 is arranged in a state exposed outside the side wall 28. As a result, when the fixing device 9 is mounted on the image forming apparatus main body, the drive transmission gear 31 is connected to a gear provided on the image forming apparatus main body, and is in a state where it can transmit the driving force from the drive source. In addition, a drive transmission member such as a pulley or a coupling mechanism that stretches the drive transmission belt may be used instead of the drive transmission gear 31.

定着ベルト２０の長手方向の両端には、定着ベルト２０やステー２４などを支持する一対の支持部材３２が設けられている。各支持部材３２には、ガイド溝３２ａが形成されている。図４に示すように、一対の支持部材３２と、定着ベルト２０、ステー２４、ヒータホルダ２３、及びヒータ２２を組み付けた状態で、各支持部材３２のガイド溝３２ａを各側壁部２８の挿通溝２８ｂの縁に沿わせながら各支持部材３２を各側壁部２８に組み付けることにより、定着ベルト２０、ステー２４、ヒータホルダ２３及びヒータ２２が、各側壁部２８に支持される。また、各支持部材３２が、後壁部２９との間に設けられた付勢部材としての一対のバネ３３によって付勢されることにより、定着ベルト２０が加圧ローラ２１へ加圧され、ニップ部が形成される。 At both ends of the longitudinal direction of the fixing belt 20, a pair of support members 32 are provided to support the fixing belt 20, the stay 24, etc. Each support member 32 is formed with a guide groove 32a. As shown in FIG. 4, in a state where the pair of support members 32, the fixing belt 20, the stay 24, the heater holder 23, and the heater 22 are assembled, the support members 32 are assembled to the side wall portions 28 while aligning the guide grooves 32a of the support members 32 with the edges of the insertion grooves 28b of the side wall portions 28, so that the fixing belt 20, the stay 24, the heater holder 23, and the heater 22 are supported by the side wall portions 28. In addition, the fixing belt 20 is pressed against the pressure roller 21 by the support members 32 being biased by a pair of springs 33 as biasing members provided between the support members 32 and the rear wall portion 29, and a nip portion is formed.

また、後壁部２９には、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めを行う位置決め部としての孔部２９ｂが設けられている。一方、画像形成装置本体には、位置決め部としての突起１０１（図４参照）が設けられている。この突起１０１が、定着装置９の孔部２９ｂに対して挿入されることで、突起１０１と孔部２９ｂが嵌合し、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めがなされる。なお、孔部２９ｂが設けられる位置は、後壁部２９の長手方向の中央よりもいずれか一方の端寄りの位置であることが好ましい。このような位置に孔部２９ｂが設けられることにより、孔部２９ｂが設けられない端側では、温度変化に伴う長手方向の伸縮が許容され、装置フレーム４０の歪を抑制することが可能である。 The rear wall 29 is provided with a hole 29b as a positioning portion for positioning the fixing device body relative to the image forming device body. On the other hand, the image forming device body is provided with a protrusion 101 (see FIG. 4) as a positioning portion. When the protrusion 101 is inserted into the hole 29b of the fixing device 9, the protrusion 101 and the hole 29b fit together, and the fixing device body is positioned relative to the image forming device body. The position at which the hole 29b is provided is preferably closer to one of the ends than the center in the longitudinal direction of the rear wall 29. By providing the hole 29b at such a position, the end where the hole 29b is not provided is allowed to expand and contract in the longitudinal direction due to temperature changes, making it possible to suppress distortion of the device frame 40.

図５は、ヒータ２２などを一対の支持部材３２によって支持した加熱ユニットの斜視図、図６は、その加熱ユニットの分解斜視図である。 Figure 5 is a perspective view of a heating unit in which a heater 22 and other components are supported by a pair of support members 32, and Figure 6 is an exploded perspective view of the heating unit.

図５に示すように、ヒータ２２及びヒータホルダ２３は、図の左右方向へ長く伸びる長手状の部材である。ヒータ２２及びヒータホルダ２３は、定着装置に組み込まれた状態で、定着ベルト２０の長手方向又は加圧ローラ２１の軸方向へ長手状に配置される。また、同様にステー２４も、定着ベルト２０の長手方向又は加圧ローラ２１の軸方向へ長手状に配置される。 As shown in FIG. 5, the heater 22 and the heater holder 23 are longitudinal members that extend in the left-right direction of the figure. When the heater 22 and the heater holder 23 are incorporated in the fixing device, they are arranged longitudinally in the longitudinal direction of the fixing belt 20 or in the axial direction of the pressure roller 21. Similarly, the stay 24 is also arranged longitudinally in the longitudinal direction of the fixing belt 20 or in the axial direction of the pressure roller 21.

図５及び図６に示すように、ヒータホルダ２３には、ヒータ２２を収容するための矩形の収容凹部２３ａが設けられている。収容凹部２３ａは、ヒータ２２とほぼ同等の形状及びサイズに形成されている。ただし、収容凹部２３ａの長手方向寸法Ｌ２はヒータ２２の長手方向寸法Ｌ１よりも若干長く設定されている。このため、熱膨張によってヒータ２２がその長手方向に伸びても、ヒータ２２と収容凹部２３ａとの干渉を回避できる。 As shown in Figures 5 and 6, the heater holder 23 is provided with a rectangular storage recess 23a for storing the heater 22. The storage recess 23a is formed to have approximately the same shape and size as the heater 22. However, the longitudinal dimension L2 of the storage recess 23a is set to be slightly longer than the longitudinal dimension L1 of the heater 22. Therefore, even if the heater 22 expands in its longitudinal direction due to thermal expansion, interference between the heater 22 and the storage recess 23a can be avoided.

一対の支持部材３２は、定着ベルト２０の内側に挿入されて定着ベルト２０を支持するＣ字状のベルト支持部３２ｂと、定着ベルト２０の端面に接触して定着ベルト２０の長手方向の移動（片寄り）を規制するフランジ状のベルト規制部３２ｃと、ヒータホルダ２３及びステー２４の長手方向の両端近傍部分が挿入されてこれらを支持する支持凹部３２ｄと、を有している。定着ベルト２０は、その長手方向の両端にベルト支持部３２ｂが挿入されることで、ベルト非回転時において基本的に周方向（ベルト回転方向）の張力が作用しない、いわゆるフリーベルト方式で支持される。 The pair of support members 32 has a C-shaped belt support portion 32b that is inserted inside the fixing belt 20 to support the fixing belt 20, a flange-shaped belt regulation portion 32c that contacts the end face of the fixing belt 20 to regulate the longitudinal movement (deviation) of the fixing belt 20, and a support recess 32d into which the heater holder 23 and the stay 24 are inserted near both ends in the longitudinal direction to support them. By inserting the belt support portions 32b into both ends in the longitudinal direction, the fixing belt 20 is supported in a so-called free belt manner in which no tension is applied in the circumferential direction (belt rotation direction) when the belt is not rotating.

また、図５及び図６に示すように、ヒータホルダ２３の長手方向の中央よりも一端側には、位置決め部としての位置決め凹部２３ｅが設けられている。この位置決め凹部２３ｅに対して、図５及び図６における左側の支持部材３２の嵌合部３２ｅが嵌合することにより、ヒータホルダ２３と支持部材３２との位置決めがなされる。一方、図５及び図６における右側の支持部材３２には、嵌合部３２ｅは設けられておらず、ヒータホルダ２３との長手方向の位置決めはされない。このように、支持部材３２に対するヒータホルダ２３の位置決めをヒータホルダ２３の長手方向の片側のみとすることで、温度変化に伴うヒータホルダ２３の長手方向の伸縮が許容される。 As shown in Figures 5 and 6, a positioning recess 23e is provided as a positioning portion at one end of the heater holder 23 from the center in the longitudinal direction. The fitting portion 32e of the support member 32 on the left side in Figures 5 and 6 fits into this positioning recess 23e, thereby positioning the heater holder 23 and the support member 32. On the other hand, the support member 32 on the right side in Figures 5 and 6 does not have a fitting portion 32e, and is not positioned in the longitudinal direction relative to the heater holder 23. In this way, by positioning the heater holder 23 relative to the support member 32 only on one side in the longitudinal direction of the heater holder 23, longitudinal expansion and contraction of the heater holder 23 due to temperature changes is permitted.

また、図６に示すように、ステー２４の長手方向の両端近傍部分には、各支持部材３２に対するステー２４の移動を規制する段差部２４ａが設けられている。各段差部２４ａは支持部材３２に突き当たることで支持部材３２に対するステー２４の長手方向の移動を規制する。ただし、これら段差部２４ａのうち少なくとも一方は、支持部材３２に対して隙間（ガタ）を介して配置される。このように、少なくとも一方の段差部２４ａが支持部材３２に対して隙間を介して配置されることにより、温度変化に伴うステー２４の伸縮が許容される。 As shown in FIG. 6, steps 24a are provided near both ends of the stay 24 in the longitudinal direction to restrict movement of the stay 24 relative to each support member 32. Each step 24a abuts against the support member 32 to restrict longitudinal movement of the stay 24 relative to the support member 32. However, at least one of these step portions 24a is disposed with a gap (backlash) relative to the support member 32. In this way, by disposing at least one step portion 24a with a gap relative to the support member 32, expansion and contraction of the stay 24 due to temperature changes is permitted.

図７は、本実施形態に係るヒータ２２の平面図、図８は、その分解斜視図である。 Figure 7 is a plan view of the heater 22 according to this embodiment, and Figure 8 is an exploded perspective view of the heater 22.

図８に示すように、ヒータ２２の基材５０上には、第１絶縁層５１を介して発熱部６０を構成する複数の抵抗発熱体５９が配置されている。各抵抗発熱体５９は、基材５０の長手方向Ｚに渡って一列に並んで配置されている。なお、本明細書中でいう「基材の長手方向」、「ヒータの長手方向」は、「定着ベルトの長手方向」、及び「加圧ローラの軸方向」と同じ方向を意味する。導体層５２は、複数の抵抗発熱体５９のほか、複数の電極部６１と、複数の給電線（導電部）６２と、が設けられている。各抵抗発熱体５９は、複数の給電線６２を介して複数の電極部６１のいずれか２つに電気的に接続されている。図７に示すように、各抵抗発熱体５９の全体及び各給電線６２の大部分は、第２絶縁層５３によって覆われ、絶縁性が確保されている。また、各抵抗発熱体５９は、互いに間隔をあけて配列されているため、隣り合う抵抗発熱体５９同士の間は絶縁領域（第２絶縁層５３）が介在している。一方、各電極部６１は、後述のコネクタが接続できるように、第２絶縁層５３によってほとんど覆われておらず露出した状態となっている。 As shown in FIG. 8, a plurality of resistance heating elements 59 constituting the heating section 60 are arranged on the substrate 50 of the heater 22 via the first insulating layer 51. The resistance heating elements 59 are arranged in a row along the longitudinal direction Z of the substrate 50. In this specification, the "longitudinal direction of the substrate" and the "longitudinal direction of the heater" refer to the same direction as the "longitudinal direction of the fixing belt" and the "axial direction of the pressure roller". In addition to the plurality of resistance heating elements 59, the conductor layer 52 is provided with a plurality of electrode portions 61 and a plurality of power supply lines (conductive portions) 62. Each resistance heating element 59 is electrically connected to any two of the plurality of electrode portions 61 via the plurality of power supply lines 62. As shown in FIG. 7, the entirety of each resistance heating element 59 and most of each power supply line 62 are covered by the second insulating layer 53 to ensure insulation. In addition, since each resistance heating element 59 is arranged at a distance from each other, an insulating region (second insulating layer 53) is interposed between adjacent resistance heating elements 59. On the other hand, each electrode portion 61 is exposed and barely covered by the second insulating layer 53 so that a connector, which will be described later, can be connected.

抵抗発熱体５９は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材５０に塗工し、その後、当該基材５０を焼成することによって形成することができる。また、抵抗発熱体５９の材料として、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）などの抵抗材料を用いてもよい。 The resistive heating element 59 can be formed, for example, by applying a paste prepared by mixing silver palladium (AgPd) and glass powder to the substrate 50 by screen printing or the like, and then firing the substrate 50. Alternatively, the resistive heating element 59 may be made of a resistive material such as a silver alloy (AgPt) or ruthenium oxide (RuO 2 ).

電極部６１及び給電線６２は、抵抗発熱体５９よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。例えば、電極部６１及び給電線６２は、銀（Ａｇ）あるいは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などの材料を基材５０上にスクリーン印刷することによって形成される。 The electrode portion 61 and the power supply line 62 are made of a conductor having a resistance value smaller than that of the resistive heating element 59. For example, the electrode portion 61 and the power supply line 62 are formed by screen printing a material such as silver (Ag) or silver palladium (AgPd) on the substrate 50.

図９は、ヒータ２２に給電部材としてのコネクタ７０が接続された状態を示す斜視図である。 Figure 9 is a perspective view showing the state in which a connector 70 serving as a power supply member is connected to the heater 22.

図９に示すように、コネクタ７０は、樹脂製のハウジング７１と、ハウジング７１に設けられた複数のコンタクト端子７２と、を有している。各コンタクト端子７２は、板バネで構成されている。また、各コンタクト端子７２には、給電用のハーネス７３が接続されている。 As shown in FIG. 9, the connector 70 has a resin housing 71 and a number of contact terminals 72 provided on the housing 71. Each contact terminal 72 is made of a leaf spring. A power supply harness 73 is connected to each contact terminal 72.

図９に示すように、コネクタ７０は、ヒータ２２及びヒータホルダ２３を一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、ヒータ２２及びヒータホルダ２３は、コネクタ７０によって一緒に保持される。また、この状態で、コネクタ７０の各コンタクト端子７２の先端（接触部７２ａ）が、それぞれ対応する電極部６１に弾性的に接触（圧接）することにより、各コンタクト端子７２と各電極部６１とが電気的に接続される。また同様に、図９に示すヒータ２２の長手方向の端とは反対側の端にある電極部６１に対しても、コネクタ７０が接続される。これにより、コネクタ７０を介して画像形成装置に設けられた電源から発熱部６０へ電力が供給可能な状態となる。 As shown in FIG. 9, the connector 70 is attached so as to sandwich the heater 22 and the heater holder 23 together. As a result, the heater 22 and the heater holder 23 are held together by the connector 70. In this state, the tip (contact portion 72a) of each contact terminal 72 of the connector 70 elastically contacts (presses) with the corresponding electrode portion 61, electrically connecting each contact terminal 72 to each electrode portion 61. Similarly, the connector 70 is also connected to the electrode portion 61 at the end opposite the longitudinal end of the heater 22 shown in FIG. 9. This allows power to be supplied to the heat generating portion 60 from a power source provided in the image forming apparatus via the connector 70.

以下、図１０に基づき、本実施形態に係るヒータ２２の構成についてさらに詳しく説明する。 The configuration of the heater 22 according to this embodiment is described in more detail below with reference to FIG. 10.

図１０に示すように、本実施形態に係るヒータ２２には、７つの抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇと、３つの電極部６１Ａ～６１Ｃと、これらを接続する４つの給電線６２Ａ～６２Ｄと、が設けられている。３つの電極部６１Ａ～６１Ｃのうち、２つの電極部６１Ａ，６１Ｃは、各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇよりも基材５０の長手方向Ｚの一端側（図１０における左側）に配置され、残りの１つの電極部６１Ｂは、各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇよりも基材５０の長手方向Ｚの他端側（図１０における右側）に配置されている。各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇは、一端側に配置される２つの電極部６１Ａ，６１Ｃのうちのいずれかと、他端側に配置される１つの電極部６１Ｂに対して、電気的に接続されている。 As shown in FIG. 10, the heater 22 according to this embodiment is provided with seven resistive heating elements 59A-59G, three electrode portions 61A-61C, and four power supply lines 62A-62D connecting them. Of the three electrode portions 61A-61C, two electrode portions 61A, 61C are arranged closer to one end of the substrate 50 in the longitudinal direction Z than the resistive heating elements 59A-59G (left side in FIG. 10), and the remaining electrode portion 61B is arranged closer to the other end of the substrate 50 in the longitudinal direction Z than the resistive heating elements 59A-59G (right side in FIG. 10). Each resistive heating element 59A-59G is electrically connected to one of the two electrode portions 61A, 61C arranged at one end and to one electrode portion 61B arranged at the other end.

詳しくは、７つの抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇのうち、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆは、第１給電線６２Ａを介して第１電極部６１Ａに並列に接続されると共に、第２給電線６２Ｂを介して第２電極部６１Ｂに並列に接続されている。一方、両端の各抵抗発熱体５９Ａ，５９Ｇは、第３給電線６２Ｃ又は第４給電線６２Ｄを介して第３電極部６１Ｃに並列に接続されると共に、第２給電線６２Ｂを介して第２電極部６１Ｂに並列に接続されている。 More specifically, of the seven resistive heating elements 59A-59G, the resistive heating elements 59B-59F other than those at both ends are connected in parallel to the first electrode 61A via the first power supply line 62A, and are connected in parallel to the second electrode 61B via the second power supply line 62B. On the other hand, the resistive heating elements 59A, 59G at both ends are connected in parallel to the third electrode 61C via the third power supply line 62C or the fourth power supply line 62D, and are connected in parallel to the second electrode 61B via the second power supply line 62B.

このような接続構造とすることで、本実施形態では、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆで構成される第１発熱部６０Ａと、両端の各抵抗発熱体５９Ａ，５９Ｇで構成される第２発熱部６０Ｂとを、互いに独立して発熱制御することが可能である。具体的に、第１電極部６１Ａ及び第２電極部６１Ｂに電圧を印加して両電極部６１Ａ，６１Ｂ間に電位差を生じさせた場合は、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆが通電し、第１発熱部６０Ａのみが発熱する。一方、第３電極部６１Ｃ及び第２電極部６１Ｂに電圧を印加して両電極部６１Ｃ，６１Ｂ間に電位差を生じさせた場合は、両端の各抵抗発熱体５９Ａ，５９Ｇが通電するため、第２の発熱部６０Ｂのみが発熱する。また、全ての電極部６１Ａ～６１Ｃに電圧を印加して第１電極部６１Ａと第２電極部６１の間及び第３電極部６１Ｃと第２電極部６１Ｂの間でそれぞれ電位差を生じさせた場合は、全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇが通電するため、第１の発熱部６０Ａ及び第２の発熱部６０Ｂの両方が発熱する。例えば、Ａ４サイズ（通紙幅：２１０ｍｍ）以下の比較的小さい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第１の発熱部６０Ａのみを発熱させ、Ａ３サイズ（通紙幅：２９７ｍｍ）以上の比較的大きい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第１の発熱部６０Ａに加え第２の発熱部６０Ｂも発熱させることで、用紙幅に応じた発熱領域とすることが可能である。 By adopting such a connection structure, in this embodiment, it is possible to independently control the heat generation of the first heating portion 60A composed of the resistive heating elements 59B to 59F other than those at both ends, and the second heating portion 60B composed of the resistive heating elements 59A, 59G at both ends. Specifically, when a voltage is applied to the first electrode portion 61A and the second electrode portion 61B to generate a potential difference between the two electrodes 61A, 61B, the resistive heating elements 59B to 59F other than those at both ends are energized, and only the first heating portion 60A generates heat. On the other hand, when a voltage is applied to the third electrode portion 61C and the second electrode portion 61B to generate a potential difference between the two electrodes 61C, 61B, the resistive heating elements 59A, 59G at both ends are energized, and only the second heating portion 60B generates heat. In addition, when a voltage is applied to all the electrodes 61A-61C to generate a potential difference between the first electrode 61A and the second electrode 61 and between the third electrode 61C and the second electrode 61B, all the resistive heating elements 59A-59G are energized, and both the first heating element 60A and the second heating element 60B generate heat. For example, when passing a relatively small width paper of A4 size (paper passing width: 210 mm) or less, only the first heating element 60A generates heat, and when passing a relatively large width paper of A3 size (paper passing width: 297 mm) or more, the second heating element 60B is also heated in addition to the first heating element 60A, making it possible to create a heating area according to the paper width.

ここで、本実施形態に係るヒータ２２に生じる温度のばらつき（温度分布偏差）について説明する。 Here, we will explain the temperature variation (temperature distribution deviation) that occurs in the heater 22 according to this embodiment.

一般的に、上記のような抵抗発熱体が給電線を介して電極部に接続されたヒータにおいては、抵抗発熱体を発熱させる際、給電線への通電により給電線でもわずかながら発熱が生じる。従って、給電線の発熱分布によっては、ヒータの温度分布にばらつきが生じる虞がある。特に、画像形成装置の高速化に伴い、発熱量を増大させるべく発熱体へ流れる電流を大きくすると、給電線で生じる発熱量も大きくなるため、その影響を無視できなくなる。 In general, in a heater in which a resistive heating element as described above is connected to an electrode portion via a power supply line, when the resistive heating element is heated, the power supply line also generates a small amount of heat due to current passing through the power supply line. Therefore, depending on the heat distribution in the power supply line, there is a risk that the temperature distribution of the heater will vary. In particular, as the speed of image forming devices increases, if the current flowing through the heating element is increased to increase the amount of heat generated, the amount of heat generated in the power supply line also increases, and the effect of this cannot be ignored.

図１１では、全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇに対して電流が２０％ずつ流れた場合に、抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇごとに区画された各ブロック内で発生する各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄの発熱量とその合計値を示す。ここで、基材５０の抵抗発熱体５９が設けられている面に沿って長手方向Ｚと交差する方向Ｙ（図１０参照）を、基材５０の「短手方向」と称すると、本実施形態では、各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄの短手方向Ｙに伸びる部分は短く、その部分における発熱量はわずかであることから無視し、長手方向Ｚに伸びる部分で発生する発熱量のみを算出している。また、発熱量（Ｗ）は下記式（１）で表されることから、図１１の表に示す発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流（Ｉ）の二乗として算出している。よって、算出された発熱量の数値は、あくまで簡易的に算出された値であり、実際の発熱量とは異なるものである。 Figure 11 shows the amount of heat generated by each of the power supply lines 62A, 62B, and 62D in each block divided for each of the resistance heating elements 59A to 59G and the total amount of heat generated in each block when 20% of the current flows through each of the resistance heating elements 59A to 59G. Here, if the direction Y (see Figure 10) that intersects with the longitudinal direction Z along the surface of the substrate 50 on which the resistance heating elements 59 are provided is called the "short direction" of the substrate 50, in this embodiment, the portion of each of the power supply lines 62A, 62B, and 62D that extends in the short direction Y is short and the amount of heat generated in this portion is small, so it is ignored and only the amount of heat generated in the portion that extends in the longitudinal direction Z is calculated. In addition, since the amount of heat generated (W) is expressed by the following formula (1), the amount of heat generated in the table in Figure 11 is calculated as the square of the current (I) flowing through each power supply line for convenience. Therefore, the calculated value of the amount of heat generated is merely a simplified calculation value and differs from the actual amount of heat generated.

Figure 0007465441000001
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発熱量の算出方法について、図１１における第１ブロック及び第２ブロックを例に説明すると、第１ブロックにおいては、第１給電線６２Ａに流れる電流が１００％、第４給電線６２Ｄに流れる電流が２０％であるので、それぞれの二乗の合計値である１０４００（１００００＋４００）が第１ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、第２ブロックにおいては、第１給電線６２Ａに流れる電流が８０％、第２給電線６２Ｂに流れる電流が２０％、第４給電線６２Ｄに流れる電流が２０％であるので、これらの二乗の合計値である７２００（６４００＋４００＋４００）が第２ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、他のブロックにおいても、同様にして発熱量を算出している。 Regarding the method of calculating the amount of heat generated, the first block and the second block in FIG. 11 are used as examples. In the first block, the current flowing through the first power supply line 62A is 100%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 20%, so the sum of the squares of these, 10400 (10000 + 400), is the total amount of heat generated by the power supply lines in the first block. In the second block, the current flowing through the first power supply line 62A is 80%, the current flowing through the second power supply line 62B is 20%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 20%, so the sum of the squares of these, 7200 (6400 + 400 + 400), is the total amount of heat generated by the power supply lines in the second block. The amounts of heat generated are calculated in the same way in the other blocks.

そして、各ブロックの合計発熱量を縦軸に表したものが、図１１中のグラフである。このグラフを見てわかるように、各給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなる。また、中央に対して対称のブロック同士（例えば、第１ブロックと第７ブロック）における各給電線の合計発熱量も異なっている。このように、給電線の発熱分布には基材の長手方向Ｚに渡ってばらつきがあるため、このばらつきによってヒータの発熱分布にもばらつきが発生する。 The graph in Figure 11 shows the total heat generation of each block on the vertical axis. As can be seen from this graph, the total heat generation of each power supply line is large in the blocks at both ends and low in the blocks in the center. Furthermore, the total heat generation of each power supply line in blocks symmetrical about the center (for example, the first block and the seventh block) also differs. In this way, the heat generation distribution of the power supply lines varies across the longitudinal direction Z of the substrate, and this variation also causes variation in the heat generation distribution of the heater.

また、このような給電線の発熱に起因する温度のばらつきは、全ての抵抗発熱体を発熱させる場合（図１１に示す例）だけに限らず、一部の抵抗発熱体を発熱させる場合でも発生し得る。特に、ヒータの小型化や画像形成装置の高速化に伴って、給電線に意図しない分流が生じた場合は、温度のばらつきが顕著となる虞がある。また、意図しない分流は、ヒータを短手方向に小型化すべく、給電線の幅をヒータの短手方向に小さくした結果、給電線の抵抗値が大きくなった場合や、画像形成装置を高速化するため、抵抗発熱体の発熱量を増加させるべく、抵抗発熱体の抵抗値を小さくした場合に、発生しやすくなる。すなわち、小型化や高速化に伴って給電線の抵抗値と抵抗発熱体の抵抗値とが相対的に接近した場合は、これまで通電しなかった経路にも通電し得る（意図しない分流が発生し得る）状態となる。 In addition, such temperature variation caused by heat generation from the power supply line is not limited to the case where all the resistance heating elements are heated (the example shown in FIG. 11), but may occur even when only some of the resistance heating elements are heated. In particular, when unintended current shunting occurs in the power supply line due to miniaturization of the heater or high speed of the image forming device, there is a risk that the temperature variation will become significant. In addition, unintended current shunting is likely to occur when the resistance value of the power supply line increases as a result of reducing the width of the power supply line in the short side direction of the heater in order to miniaturize the heater in the short side direction, or when the resistance value of the resistance heating element is reduced in order to increase the heat generation amount of the resistance heating element in order to speed up the image forming device. In other words, when the resistance value of the power supply line and the resistance value of the resistance heating element become relatively close due to miniaturization or high speed, it becomes possible for current to flow through paths that have not previously flowed (unintended current shunting may occur).

例えば、図１２に示すように、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆ（第１発熱部６０Ａ）のみに通電した場合に、図の左から２番目の抵抗発熱体５９Ｂを通過した電流の一部が、その先の第２給電線６２Ｂの分岐部Ｘにて第２電極部６１Ｂ側とは反対側（図の左側）にも流れる意図しない分流が発生することがある。分流した電流は、図１２における左端の抵抗発熱体５９Ａを通過し、さらに、第３給電線６２Ｃ、第３電極部６１Ｃ、第４給電線６２Ｄを介して右端の抵抗発熱体５９Ｇを通過した後、第２給電線６２Ｂに合流する。 For example, as shown in FIG. 12, when electricity is applied to only the resistive heating elements 59B-59F (first heating portion 60A) other than those at both ends, a portion of the current that passes through the second resistive heating element 59B from the left in the figure may unintentionally split into two parts at the branch point X of the second power supply line 62B, flowing to the opposite side of the second electrode portion 61B (the left side of the figure). The split current passes through the resistive heating element 59A at the left end in FIG. 12, and then passes through the third power supply line 62C, the third electrode portion 61C, and the fourth power supply line 62D, and then passes through the resistive heating element 59G at the right end, before joining the second power supply line 62B.

このように、意図しない分流は、分岐部Ｘから図１２中の一点鎖線Ｋ３で示す分岐導電経路を通って第２給電線６２Ｂに至る。また、このような意図しない分流は、本実施形態に係るヒータ２２のような、ヒータ２２の導電経路が、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆ（第１発熱部６０Ａ）と第１電極部６１Ａとを接続する第１導電経路（第１導電部）Ｋ１と、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆからヒータ２２の長手方向のうちの第１方向Ｓ１（図１２における右方向）に伸びて第２電極部６１Ｂに接続される第２導電経路（第２導電部）Ｋ２と、第２導電経路Ｋ２から第１方向Ｓ１とは反対の第２方向Ｓ２（図１２における左方向）に分岐して第１導電経路Ｋ１を介さずに第２導電経路Ｋ２又は第２電極部６１Ｂに接続される第３導電経路（分岐導電経路）Ｋ３と、を少なくとも有する構成であれば生じ得る。なお、本実施形態では、第３導電経路（分岐導電経路）Ｋ３が、第２給電線６２Ｂの一部（分岐部Ｘから図１２における左側の部分）と、第３給電線６２Ｃと、第４給電線６２Ｄとから成る第３導電部のほか、両端の各抵抗発熱体５９Ａ，５９Ｇ（第２発熱部６０Ｂ）と、第３電極部６１Ｃと、を含む導電経路で構成されている。また、第３導電経路Ｋ３は、抵抗発熱体や電極部を含まない給電線のみの導電経路であってもよい。そのような場合も、意図しない分流は生じる可能性がある。 In this way, the unintended shunt current reaches the second power supply line 62B through the branched conductive path shown by the dashed line K3 in Fig. 12 from the branch part X. In addition, such an unintended shunt current can occur if the conductive path of the heater 22, such as the heater 22 according to this embodiment, has at least a first conductive path (first conductive part) K1 connecting each of the resistive heating elements 59B to 59F (first heating part 60A) other than both ends to the first electrode part 61A, a second conductive path (second conductive part) K2 extending from each of the resistive heating elements 59B to 59F other than both ends in a first direction S1 (rightward in Fig. 12) of the longitudinal direction of the heater 22 and connected to the second electrode part 61B, and a third conductive path (branched conductive path) K3 branching from the second conductive path K2 in a second direction S2 (leftward in Fig. 12) opposite to the first direction S1 and connected to the second conductive path K2 or the second electrode part 61B without passing through the first conductive path K1. In this embodiment, the third conductive path (branch conductive path) K3 is composed of a conductive path including a third conductive section consisting of a part of the second power supply line 62B (the part from the branch point X to the left in FIG. 12), the third power supply line 62C, and the fourth power supply line 62D, as well as the resistive heating elements 59A and 59G (second heating element 60B) at both ends and the third electrode portion 61C. The third conductive path K3 may also be a conductive path consisting of only the power supply line, without the resistive heating elements or electrode portions. Even in such a case, unintended shunting may occur.

図１２中の表及びグラフに、意図しない分流が発生した場合のブロックごとの各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄで生じる発熱量及びその合計値を示す。この例では、両端以外の各抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆへ電流が２０％ずつ均等に流れた場合に、そのうちの一部の電流が分岐部Ｘにおいて５％分流したとして、発熱させるブロック（第２ブロック～第６ブロック）ごとの各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄの発熱量を算出している。なお、発熱量の算出方法は、図１１に示す例で説明した方法と同様である。 The table and graph in Figure 12 show the amount of heat generated in each power supply line 62A, 62B, 62D for each block and the total amount of heat generated when unintended current shunting occurs. In this example, when 20% of the current flows evenly to each of the resistive heating elements 59B to 59F other than at both ends, a portion of that current is assumed to be diverted by 5% at branch point X, and the amount of heat generated in each power supply line 62A, 62B, 62D for each block (block 2 to block 6) is calculated. The method for calculating the amount of heat generated is the same as that described in the example shown in Figure 11.

図１２中の表及びグラフに示すように、この場合も、各給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなり、ばらつきが発生する。さらに、図１２の場合は、図１１とは反対に、グラフの右側のブロックよりも左側のブロックの温度が高くなる温度偏差が生じる。なお、図１１及び図１２では、電流が一方向に流れる様子を示しているが、ヒータ２２に流れる電流は直流でもよいし交流でもよい。 As shown in the table and graph in FIG. 12, in this case too, the total heat generation amount of each power supply line is large in the blocks at both ends and low in the blocks in the center, resulting in variation. Furthermore, in the case of FIG. 12, contrary to FIG. 11, a temperature deviation occurs in which the blocks on the left side of the graph are hotter than the blocks on the right side. Note that although FIGS. 11 and 12 show a state in which the current flows in one direction, the current flowing through the heater 22 may be either direct current or alternating current.

以上のように、本実施形態に係る定着装置においては、ブロックごとの給電線の発熱量のばらつきに起因して、ヒータの温度も長手方向の一端側よりも他端側で高くなる温度偏差が発生する。従って、このような温度偏差があるヒータによって定着ベルトが加熱されると、図１３に示すように、加熱される定着ベルト２０の温度にもその長手方向Ｕに渡る温度偏差が発生する。なお、図１３では、図１１に示すヒータ２２の温度偏差を例にしているが、ここでは、ヒータ２２が図１１とは左右逆に配置されているので、定着ベルト２０に生じる温度偏差も図１１とは左右逆になっている。 As described above, in the fixing device according to this embodiment, due to the variation in the amount of heat generated by the power supply lines for each block, a temperature deviation occurs in the heater, with the temperature being higher at one end in the longitudinal direction than at the other end. Therefore, when the fixing belt is heated by a heater with such a temperature deviation, a temperature deviation occurs in the temperature of the heated fixing belt 20 across the longitudinal direction U, as shown in FIG. 13. Note that FIG. 13 uses the temperature deviation of the heater 22 shown in FIG. 11 as an example, but here, the heater 22 is positioned left-right reversely to FIG. 11, so the temperature deviation occurring in the fixing belt 20 is also left-right reversed to FIG. 11.

ところで、定着ベルトの表面（外周面）に設けられたフッ素樹脂などの離型層は、摩耗により経時的に負極性に帯電しやすくなることがある。その場合、トナーの帯電極性が正極性であると、トナーと離型層との間に静電吸着力が生じ、定着ベルトの外周面にトナーが付着し、画像不良が発生する虞がある。そのため、定着ベルトのベース層（基材）が金属などの導電材料で構成されている場合は、定着ベルトの長手方向の一端側でベース層の一部を露出させ、そのベース層の露出部に除電部材を接触させることにより、定着ベルトの除電を行うようにしている。 However, the release layer, such as a fluororesin layer, provided on the surface (outer surface) of the fixing belt can easily become negatively charged over time due to wear. In that case, if the toner is positively charged, an electrostatic attraction force is generated between the toner and the release layer, causing the toner to adhere to the outer surface of the fixing belt, which can lead to poor image quality. For this reason, when the base layer (substrate) of the fixing belt is made of a conductive material such as metal, a part of the base layer is exposed at one end of the fixing belt in the longitudinal direction, and the exposed part of the base layer is brought into contact with a charge-removing member to remove electricity from the fixing belt.

しかしながら、このようなベース層の一部を露出させた部分（露出部）においては、離型層などの被覆層がある部分に比べて、耐久性が低下する。このため、定着ベルト内にヒータを配置するにあたって、上記のような温度の高い端部側を露出部側に配置すると、耐久性の低い露出部が熱により劣化しやすくなる懸念がある。 However, in such a portion of the base layer that is exposed (exposed portion), durability is reduced compared to a portion that has a coating layer such as a release layer. For this reason, when arranging a heater in the fixing belt, if the end side with a higher temperature as described above is arranged on the exposed portion side, there is a concern that the exposed portion, which has low durability, will be easily deteriorated by heat.

そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、定着ベルトの露出部の劣化を抑制するため、定着ベルトに対するヒータの配置を次のようにしている。 Therefore, in the image forming apparatus according to this embodiment, in order to suppress deterioration of the exposed portion of the fixing belt, the heater is positioned relative to the fixing belt as follows:

図１４は、本実施形態に係る定着装置の構成を示す正面図である。 Figure 14 is a front view showing the configuration of the fixing device according to this embodiment.

まず、図１４に基づき、本実施形態に係る定着ベルト２０の構成について説明する。本実施形態に係る定着ベルト２０は、その長手方向Ｕの一端に、除電の目的で設けられた露出部２０ａを有している。この場合、定着ベルト２０は、金属などの導電材料で構成されたベース層（基材）３４と、ベース層３４の外周面を被覆する被覆層３５と、を有し、定着ベルト２０の長手方向一端の一部の領域で、被覆層３５が無くベース層３４が露出する露出部２０ａが設けられている。被覆層３５は、離型層や弾性層などのいずれか１つの層によって構成されていてもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。また、露出部２０ａは、最大幅の用紙が通過する最大通紙領域（最大記録媒体通過領域）Ｗよりも長手方向Ｕの外側（一端側）に設けられている。 First, the configuration of the fixing belt 20 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 14. The fixing belt 20 according to this embodiment has an exposed portion 20a at one end in the longitudinal direction U for the purpose of removing static electricity. In this case, the fixing belt 20 has a base layer (substrate) 34 made of a conductive material such as metal, and a coating layer 35 that covers the outer peripheral surface of the base layer 34. In a part of an area at one end in the longitudinal direction of the fixing belt 20, the exposed portion 20a is provided where the base layer 34 is exposed without the coating layer 35. The coating layer 35 may be composed of any one layer such as a release layer or an elastic layer, or may be composed of a plurality of layers stacked together. In addition, the exposed portion 20a is provided on the outer side (one end side) of the longitudinal direction U from the maximum paper passing area (maximum recording medium passing area) W through which the maximum width paper passes.

また、この場合、加圧ローラ２１においても、その外周面の一部に、離型層３７が無い露出部２１ａが設けられている。露出部２１ａでは、導電ゴムなどの導電材料で構成された弾性層３６が露出している。この加圧ローラ２１の露出部２１ａを定着ベルト２０の露出部２０ａに接触させることにより、加圧ローラ２１を介して定着ベルト２０を除電することができる。また、定着ベルト２０の露出部２０ａに加圧ローラ２１とは別の除電部材（導電部材）を接触させて除電を行ってもよい。 In this case, the pressure roller 21 also has an exposed portion 21a on a part of its outer circumferential surface that does not have a release layer 37. In the exposed portion 21a, an elastic layer 36 made of a conductive material such as conductive rubber is exposed. By bringing the exposed portion 21a of the pressure roller 21 into contact with the exposed portion 20a of the fixing belt 20, the fixing belt 20 can be neutralized via the pressure roller 21. Alternatively, neutralization can be performed by bringing a neutralizing member (conductive member) separate from the pressure roller 21 into contact with the exposed portion 20a of the fixing belt 20.

このように、本実施形態に係る定着装置９においては、定着ベルト２０の一部に露出部２０ａが設けられていることにより、定着ベルト２０の除電を行うことができ、定着ベルト２０が帯電することによる画像不良の発生を防止することが可能である。しかしながら、露出部２０ａにおいては、定着ベルト２０を構成する層の積層数が少なくなるため、耐久性が低下し、熱劣化しやすくなる懸念がある。 In this way, in the fixing device 9 according to the present embodiment, the exposed portion 20a is provided on a part of the fixing belt 20, so that the fixing belt 20 can be discharged and image defects caused by the fixing belt 20 being charged can be prevented. However, in the exposed portion 20a, the number of layers constituting the fixing belt 20 is reduced, which raises concerns about reduced durability and susceptibility to thermal degradation.

そこで、本実施形態に係る定着装置９においては、露出部２０ａの熱劣化を抑制するため、図１４に示すように、露出部２０ａが設けられた定着ベルト２０の長手方向Ｕの一端の温度が、これとは反対の他端の温度よりも低くなるようにしている。すなわち、定着ベルト２０の前記一端（露出部２０ａ側の端）の温度が低くなるように、ヒータ２２を配置する。これにより、露出部２０ａが高い温度で加熱されるのを抑制でき、露出部２０ａの熱劣化を抑制できるようになる。 Therefore, in the fixing device 9 according to the present embodiment, in order to suppress thermal deterioration of the exposed portion 20a, as shown in FIG. 14, the temperature of one end in the longitudinal direction U of the fixing belt 20 where the exposed portion 20a is provided is made lower than the temperature of the other end opposite thereto. In other words, the heater 22 is positioned so that the temperature of the one end (the end on the exposed portion 20a side) of the fixing belt 20 is lower. This makes it possible to suppress the exposed portion 20a from being heated to a high temperature, and suppress thermal deterioration of the exposed portion 20a.

露出部２０ａが設けられた一端の温度が、これとは反対の他端の温度よりも低くなっていることは、例えば、通紙可能な最大幅の用紙を少なくとも１００枚連続通紙した場合に、定着ベルト２０の長手方向Ｕの一端と他端の温度（図１４に示す温度ｔ１及び温度ｔ２）を測定することにより確認することができる。 The fact that the temperature of the end where the exposed portion 20a is provided is lower than the temperature of the opposite end can be confirmed, for example, by measuring the temperatures at one end and the other end in the longitudinal direction U of the fixing belt 20 (temperatures t1 and t2 shown in FIG. 14) when at least 100 sheets of paper of the maximum width that can be passed through are passed through continuously.

また、定着ベルト２０における温度測定箇所は、定着ベルト２０の長手方向の一端及び他端に限らず、それ以外の部分であってもよい。すなわち、図１５に示すように、定着ベルト２０の温度分布は、ヒータ２２の各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇが配列された発熱領域Ｈの長手方向の中央ｃから両端ｅ１，ｅ２に向かって徐々に上昇するように変化するので、発熱領域Ｈの中央ｃを基準に互いに対称な位置で定着ベルト２０の温度を測定すれば、定着ベルト２０の温度分布を把握することが可能である。従って、ヒータ２２の発熱領域Ｈにおける長手方向中央ｃよりも一端側の任意の位置（例えば、図１５に示す位置α１）に対応する定着ベルト２０の部分の温度ｔ３と、長手方向中央ｃを基準に一端側の任意の位置とは対称の位置（例えば、図１５に示す位置α２）に対応する定着ベルト２０の部分の温度ｔ４を測定してもよい。そして、その場合、発熱領域Ｈの長手方向中央ｃよりも一端ｅ１側（露出部２０ａ側）の任意の位置で測定される定着ベルト２０の温度ｔ３が、長手方向中央ｃを基準に対称の位置で測定される定着ベルト２０の温度ｔ４よりも低ければよい。なお、上記「発熱領域の位置に対応する定着ベルトの部分」とは、発熱領域の長手方向における特定位置に対して接触又は対向する定着ベルトの部分を意味し、以下で述べる「対応する部分」についても同様である。 In addition, the temperature measurement points on the fixing belt 20 are not limited to the one and other ends of the fixing belt 20 in the longitudinal direction, but may be other parts. That is, as shown in FIG. 15, the temperature distribution of the fixing belt 20 gradually increases from the center c in the longitudinal direction of the heat generating region H in which the resistance heating elements 59A to 59G of the heater 22 are arranged toward both ends e1 and e2, so if the temperature of the fixing belt 20 is measured at positions symmetrical to each other with respect to the center c of the heat generating region H, it is possible to grasp the temperature distribution of the fixing belt 20. Therefore, the temperature t3 of the part of the fixing belt 20 corresponding to an arbitrary position on the one end side of the longitudinal center c in the heat generating region H of the heater 22 (for example, the position α1 shown in FIG. 15) and the temperature t4 of the part of the fixing belt 20 corresponding to a position symmetrical to the arbitrary position on the one end side with respect to the longitudinal center c (for example, the position α2 shown in FIG. 15) may be measured. In this case, the temperature t3 of the fixing belt 20 measured at an arbitrary position on the one end e1 side (exposed portion 20a side) of the heat generating region H from the longitudinal center c should be lower than the temperature t4 of the fixing belt 20 measured at a symmetrical position with respect to the longitudinal center c. Note that the above "part of the fixing belt corresponding to the position of the heat generating region" refers to the part of the fixing belt that is in contact with or facing a specific position in the longitudinal direction of the heat generating region, and the same applies to the "corresponding part" described below.

また、上述のように、ヒータ２２の温度は、ヒータ２２に流れる電流の二乗の合計値（Ｉ２）と相関関係があるので、定着ベルト２０の温度を測定する方法に代えて、複数の抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇごとに区画された各ブロック内に流れる電流の二乗の合計値（Ｉ２）を測定することによっても、定着ベルト２０の温度分布を把握することが可能である。従って、発熱領域Ｈの長手方向中央ｃよりも一端ｅ１側の任意の位置（例えば、図１５に示す位置α１）と、長手方向中央ｃを基準に一端ｅ１側の任意の位置とは対称の位置（例えば、図１５に示す位置α２）とで、ヒータ２２に流れる電流の二乗の合計値を測定し、その結果、露出部２０ａが配置される側で測定された電流の二乗の合計値が、これとは対称の位置で測定された電流の二乗の合計値よりも小さくなればよい。 As described above, since the temperature of the heater 22 is correlated with the sum of squares of the currents (I 2 ) flowing through the heater 22, it is also possible to grasp the temperature distribution of the fixing belt 20 by measuring the sum of squares of the currents (I 2 ) flowing through each block divided for each of the resistance heating elements 59A to 59G, instead of the method of measuring the temperature of the fixing belt 20. Therefore, the sum of squares of the currents flowing through the heater 22 is measured at an arbitrary position (e.g., position α1 shown in FIG. 15) on the one end e1 side of the longitudinal center c of the heat generating region H and at a position (e.g., position α2 shown in FIG. 15) symmetrical to the arbitrary position on the one end e1 side with respect to the longitudinal center c, and as a result, it is only necessary that the sum of squares of the currents measured on the side where the exposed portion 20a is located is smaller than the sum of squares of the currents measured at the symmetrical position.

さらに、露出部２０ａにおける温度上昇をより確実に抑制するには、図１５において、露出部２０ａが配置される長手方向全領域β１の各位置で測定される定着ベルト２０の温度が、長手方向中央ｃを基準に露出部２０ａが配置される長手方向全領域β１とは対称の領域β２の各位置で測定される定着ベルト２０の温度よりも低いことが好ましい。また、同様の理由から、露出部２０ａが配置される長手方向全領域β１の各位置でヒータ２２流れる電流の二乗の合計値も、長手方向中央ｃを基準に対称の領域β２の各位置でヒータ２２に流れる測定電流の二乗の合計値よりも小さいことが好ましい。なお、露出部２０ａが配置される長手方向全領域β１に対応するヒータ２２の部分のうち、一部の部分において、抵抗発熱体５９や給電線６２などが無く、電流が流れない領域があってもよい。 Furthermore, in order to more reliably suppress the temperature rise in the exposed portion 20a, it is preferable that the temperature of the fixing belt 20 measured at each position of the entire longitudinal region β1 in which the exposed portion 20a is arranged in FIG. 15 is lower than the temperature of the fixing belt 20 measured at each position of the region β2 symmetrical to the entire longitudinal region β1 in which the exposed portion 20a is arranged with respect to the longitudinal center c. For the same reason, it is also preferable that the sum of the squares of the currents flowing through the heater 22 at each position of the entire longitudinal region β1 in which the exposed portion 20a is arranged is smaller than the sum of the squares of the measured currents flowing through the heater 22 at each position of the region β2 symmetrical to the longitudinal center c. Note that, in a portion of the portion of the heater 22 corresponding to the entire longitudinal region β1 in which the exposed portion 20a is arranged, there may be an area in which the resistance heating element 59, the power supply line 62, etc. are absent and no current flows.

また、図１６に示す例のように、露出部２０ａが配置される長手方向全領域β１において、全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇが配置されないようにしてもよい。すなわち、露出部２０ａが、発熱領域Ｈとの間に長手方向Ｕの間隔Ｇをあけて配置されるようにしてもよい。これにより、露出部２０ａへの熱の影響をより効果的に低減でき、露出部２０ａの温度上昇をより一層抑制できるようになる。また、このような発熱領域Ｈと露出部２０ａとの間に長手方向の間隔Ｇをあける態様は、本実施形態とは反対に、露出部２０ａが温度の高い端部側（図１６における発熱領域Ｈの長手方向中央ｃよりも左側）に配置される場合であっても、露出部２０ａの温度上昇を抑制する一定の効果が期待できる。 Also, as shown in the example in FIG. 16, all of the resistive heating elements 59A-59G may not be arranged in the entire longitudinal region β1 in which the exposed portion 20a is arranged. That is, the exposed portion 20a may be arranged with a gap G in the longitudinal direction U between it and the heat generating region H. This makes it possible to more effectively reduce the effect of heat on the exposed portion 20a, and further suppress the temperature rise of the exposed portion 20a. In addition, such an aspect in which a longitudinal gap G is provided between the heat generating region H and the exposed portion 20a can be expected to have a certain effect of suppressing the temperature rise of the exposed portion 20a, even if the exposed portion 20a is arranged on the end side with a higher temperature (to the left of the longitudinal center c of the heat generating region H in FIG. 16), contrary to the present embodiment.

以上のように、上述の各実施形態に係る定着装置によれば、定着ベルトの温度が低くなる方の端部に露出部を設けることにより、露出部が高い温度で加熱されるのを抑制することができる。これにより、露出部の劣化が抑制され、定着ベルトの耐久性を向上させることができるようになる。 As described above, according to the fixing device of each of the above-mentioned embodiments, by providing an exposed portion at the end of the fixing belt where the temperature is lower, it is possible to prevent the exposed portion from being heated to a high temperature. This prevents deterioration of the exposed portion, and improves the durability of the fixing belt.

ここで、上述の各実施形態に係るヒータにおいては、図１１に示すような全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇを発熱させた場合と、図１２に示すような両端以外の抵抗発熱体５９Ｂ～５９Ｆを発熱させた場合とでは、より温度が高くなる長手方向の端が異なる（左右逆となる）。このように、温度が高くなる端が、ヒータの発熱態様に応じて左右逆転する構成においては、露出部がより熱の影響を受けやすい図１１に示す温度分布に基づいて露出部２０ａの位置を決定すればよい。すなわち、図１１に示すような全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇを発熱させる場合の方が定着ベルトの加熱範囲が長手方向に広がり、露出部がより高温になりやすいので、このような場合における露出部の温度上昇の抑制を優先させる方が、露出部の耐久性向上に効果的である。 Here, in the heater according to each embodiment described above, when all the resistive heating elements 59A to 59G are heated as shown in FIG. 11, the end in the longitudinal direction where the temperature becomes higher is different (left and right are reversed) from when the resistive heating elements 59B to 59F other than the two ends are heated as shown in FIG. 12. In this configuration in which the end where the temperature becomes higher is reversed left and right according to the heating mode of the heater, the position of the exposed portion 20a can be determined based on the temperature distribution shown in FIG. 11, where the exposed portion is more susceptible to the effects of heat. In other words, when all the resistive heating elements 59A to 59G are heated as shown in FIG. 11, the heating range of the fixing belt is wider in the longitudinal direction, and the exposed portion is more likely to become hot, so giving priority to suppressing the temperature rise of the exposed portion in such a case is effective in improving the durability of the exposed portion.

また、上述の各実施形態に係る定着装置によれば、加熱部材の温度分布のばらつきに起因する定着ベルトの劣化の課題を改善できることにより、温度分布のばらつきが発生しやすい小型のヒータや、高速化のために発熱量を増大させたヒータを用いた構成にも対応できるようになる。 In addition, the fixing device according to each of the above-mentioned embodiments can improve the problem of deterioration of the fixing belt caused by variations in the temperature distribution of the heating element, making it possible to accommodate configurations using small heaters that are prone to variations in temperature distribution, and heaters that generate increased heat in order to achieve higher speeds.

このため、本発明は、特に次のような小型のヒータを備える画像形成装置に適用された場合に大きな効果が期待できる。具体的は、図１７に示すような基材５０の短手方向寸法Ｑに対する抵抗発熱体５９の短手方向寸法Ｒの比（Ｒ／Ｑ）が、２５％以上となるヒータ２２に対して本発明を適用した場合に、大きな効果を期待できる。さらに、このような短手方向の寸法比（Ｒ／Ｑ）が、４０％以上となるヒータ２２であれば、本発明を適用することによる効果はより一層大きくなる。 For this reason, the present invention is expected to be particularly effective when applied to an image forming apparatus equipped with a small heater such as the one described below. Specifically, a significant effect can be expected when the present invention is applied to a heater 22 in which the ratio (R/Q) of the short-side dimension R of the resistive heating element 59 to the short-side dimension Q of the substrate 50 as shown in FIG. 17 is 25% or more. Furthermore, if the heater 22 has such a short-side dimension ratio (R/Q) of 40% or more, the effect of applying the present invention will be even greater.

このような短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）が２５％以上又は４０％以上となるヒータの場合は、小型化のために基材５０の短手方向寸法を小さくした結果、基材５０上に配置される各給電線６２Ａ～６２Ｄの短手方向寸法も小さくする必要があり、各給電線６２Ａ～６２Ｄから生じる発熱量が相対的に大きくなる。具体的に、上記短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）の異なる各ヒータに、所定の電圧を印加して発熱させ、表面温度をフリアシステムズ社製の赤外線サーモグラフィ（FLIR T620）を用いて、各ヒータの発熱領域の長手方向中央と端の温度差を測定したところ、下記表１に示すような結果となった。なお、短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）が８０％以上である場合は、基材５０の短手方向寸法に対する抵抗発熱体５９の短手方向寸法が占める割合が多くなり過ぎ、給電線の設置スペースを確保することが現実的に困難であるため、測定を保留している。 In the case of heaters with such a short-side dimension ratio (R/Q) of 25% or more or 40% or more, the short-side dimension of the substrate 50 is reduced to reduce the size, and as a result, the short-side dimension of each of the power feeders 62A to 62D arranged on the substrate 50 must also be reduced, and the amount of heat generated by each of the power feeders 62A to 62D becomes relatively large. Specifically, a predetermined voltage was applied to each of the heaters with different short-side dimension ratios (R/Q) to generate heat, and the surface temperature was measured using an infrared thermograph (FLIR T620) manufactured by FLIR Systems, Inc., to measure the temperature difference between the center and end of the heat generation area in the longitudinal direction of each heater. The results are shown in Table 1 below. Note that when the short-side dimension ratio (R/Q) is 80% or more, the proportion of the short-side dimension of the resistance heating element 59 to the short-side dimension of the substrate 50 becomes too large, making it practically difficult to secure the installation space for the power feeders, so measurements are withheld.

Figure 0007465441000002
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上記表１を見てわかるように、短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）が大きくなるほど、発熱領域の長手方向中央と端の温度差が大きくなる。このことからすると、上記のような、短手方向寸法比（Ｒ／Ｑ）が２５％以上や４０％以上となるヒータの場合は、ヒータの長手方向に渡る温度偏差のばらつきに起因する問題がより顕著となる。従って、このような温度偏差のばらつきが大きいヒータを用いる構成において、上述の各実施形態に係る構成を適用した場合は、より大きな効果が得られるようになる。 As can be seen from Table 1 above, the larger the short side dimension ratio (R/Q), the greater the temperature difference between the center and ends of the heat generation area in the longitudinal direction. This means that in the case of heaters with short side dimension ratios (R/Q) of 25% or more or 40% or more as described above, problems caused by variations in temperature deviation across the heater's longitudinal direction become more pronounced. Therefore, when a configuration using a heater with such large variations in temperature deviation is used, greater effects can be obtained by applying the configurations according to the above-mentioned embodiments.

また、定着装置が備えるヒータは、図１７に示すようなブロック状（四角形状）の抵抗発熱体５９を有するヒータ２２に限らず、図１８に示すような、直線を折り返したような形状の抵抗発熱体５９を有するヒータ２２であってもよい。なお、図１８に示すヒータ２２の場合、上記抵抗発熱体５９の短手方向寸法Ｒは、折り返されるように形成された抵抗発熱体５９の１つの線状の部分の太さではなく、抵抗発熱体５９全体の短手方向寸法を意味する。また、図１７や図１８に示す例では、ヒータ２２の基材５０が長方形に形成されているため、基材５０の短手方向寸法Ｑは、長手方向Ｚにおけるどの位置でも同じ寸法であるが、基材５０は、長手方向Ｚの位置によって短手方向寸法Ｑが変化する形状であってもよい。ただし、その場合は、各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇが配置されている長手方向範囲内（発熱領域内）の基材５０の最小の短手方向寸法を、上記基材５０の短手方向寸法Ｑとする。 The heater provided in the fixing device is not limited to the heater 22 having a block-shaped (square-shaped) resistance heating element 59 as shown in FIG. 17, but may be a heater 22 having a resistance heating element 59 shaped like a folded straight line as shown in FIG. 18. In the case of the heater 22 shown in FIG. 18, the short-side dimension R of the resistance heating element 59 does not mean the thickness of one linear part of the resistance heating element 59 formed to be folded back, but means the short-side dimension of the entire resistance heating element 59. In the examples shown in FIG. 17 and FIG. 18, the base material 50 of the heater 22 is formed in a rectangular shape, so the short-side dimension Q of the base material 50 is the same at any position in the longitudinal direction Z, but the base material 50 may have a shape in which the short-side dimension Q changes depending on the position in the longitudinal direction Z. However, in that case, the short-side dimension Q of the base material 50 is the minimum short-side dimension within the longitudinal range (heating area) in which the resistance heating elements 59A to 59G are arranged.

さらに、定着装置が備えるヒータは、図１９に示すような１つの抵抗発熱体５９が基材５０の長手方向Ｚに伸びるように配置されたものであってもよい。この例では、基材５０の長手方向Ｚに伸びる抵抗発熱体５９の一辺（図１９における上側の辺）が第１給電線６２Ａを介して第１電極部６１Ａに接続され、基材５０の長手方向Ｚに伸びる抵抗発熱体５９の他の辺（図１９における下側の辺）が第２給電線６２Ｂを介して第２電極部６１Ｂに接続されている。また、各電極部６１Ａ，６１Ｂは、いずれも基材５０の長手方向Ｚの中央よりも一端側（同じ端側）に配置され、各給電線６２Ａ，６２Ｂは基材５０の長手方向Ｚに渡って折り返されることなく（屈曲することなく）配置されている。 Furthermore, the heater provided in the fixing device may be one in which one resistance heating element 59 is arranged to extend in the longitudinal direction Z of the substrate 50 as shown in FIG. 19. In this example, one side (upper side in FIG. 19) of the resistance heating element 59 extending in the longitudinal direction Z of the substrate 50 is connected to the first electrode portion 61A via the first power supply line 62A, and the other side (lower side in FIG. 19) of the resistance heating element 59 extending in the longitudinal direction Z of the substrate 50 is connected to the second electrode portion 61B via the second power supply line 62B. In addition, each of the electrode portions 61A, 61B is arranged on one end side (the same end side) of the substrate 50 from the center in the longitudinal direction Z, and each of the power supply lines 62A, 62B is arranged without being folded back (without bending) across the longitudinal direction Z of the substrate 50.

このようなヒータ２２において、各電極部６１Ａ，６１Ｂ間に電位差を生じさせ抵抗発熱体５９を発熱させた場合、温度分布のばらつきが発生する。例えば、図１９に示す発熱領域Ｈの長手方向中央ｃとそれよりも両端ｅ１，ｅ２側の任意の対称位置α１，α２の各位置で、各給電線６２Ａ，６２Ｂで流れる電流を、９０％、５０％、１０％とすると、各給電線６２Ａ，６２Ｂにおいて生じる発熱量は、図１９中の表に示すような値となる。なお、この場合も、発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流の二乗（Ｉ２）として算出している。 In such a heater 22, when a potential difference is generated between the electrodes 61A, 61B to heat the resistance heating element 59, a variation in temperature distribution occurs. For example, if the current flowing through each of the power feed lines 62A, 62B at the longitudinal center c of the heat generating region H shown in Fig. 19 and at arbitrary symmetrical positions α1, α2 on both ends e1, e2 thereof is 90%, 50%, and 10%, the amount of heat generated in each of the power feed lines 62A, 62B will be as shown in the table in Fig. 19. Note that in this case as well, the amount of heat generated is calculated as the square of the current ( I2 ) flowing through each power feed line for convenience.

図１９中の表に示すように、各給電線６２Ａ，６２Ｂの合計発熱量は、長手方向の一端側ｅ１（図の右端側）よりも他端側ｅ２（図の左端側）で大きくなるので、上記のようなヒータの温度分布のばらつきに起因する定着ベルトの劣化の課題が発生し得る。そのため、このようなヒータを備える定着装置においても上述の各実施形態に係る構成を適用することにより、定着ベルトの劣化を抑制できるようになる。具体的に、図１９に示す例の場合は、発熱領域Ｈに対応する定着ベルトの部分の温度のうち、発熱領域Ｈの一端ｅ１が最も温度の低い部分となるので、発熱領域Ｈの長手方向中央ｃよりも一端ｅ１側に露出部２０ａが配置されるようにすればよい。 As shown in the table in FIG. 19, the total heat generation amount of each power supply line 62A, 62B is greater at the other end e2 (left end side of the figure) in the longitudinal direction than at one end e1 (right end side of the figure), so the problem of deterioration of the fixing belt due to the variation in temperature distribution of the heater as described above can occur. Therefore, by applying the configurations according to the above-mentioned embodiments to a fixing device equipped with such a heater, deterioration of the fixing belt can be suppressed. Specifically, in the example shown in FIG. 19, of the temperature of the part of the fixing belt corresponding to the heat generation region H, the one end e1 of the heat generation region H is the part with the lowest temperature, so the exposed portion 20a should be positioned closer to the one end e1 side than the longitudinal center c of the heat generation region H.

また、図２０、図２１に、発熱領域Ｈの一端ｅ１で最も温度が低くなるヒータの別の例とさらに別の例を示す。 Figures 20 and 21 show another example and yet another example of a heater in which the temperature is lowest at one end e1 of the heat generating region H.

図２０、図２１に示す各例では、複数の抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇがヒータ２２の長手方向に渡って一列に配列されており、第１電極部６１Ａ、第２電極部６１Ｂ及び第３電極部６１Ｃが発熱領域Ｈの長手方向中央ｃを基準に同じ端側（図の左端ｅ２側）に配置されている。すなわち、これらは、図１０や図１１などに示すヒータ２２の第２電極部６１Ｂが、ヒータ２２の図の左端側に配置された構成である。また、図２０に示す例と、図２１に示す例とでは、第２給電線６２Ｂ以外の各給電線６２Ａ，６２Ｃ，６２Ｄと各抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇとの接続位置が、ヒータ２２の長手方向における抵抗発熱体５９の中央Ｍを基準に互いに反対側となっている点で異なっている。それ以外は、同様の構成である。 20 and 21, multiple resistive heating elements 59A-59G are arranged in a line along the length of the heater 22, and the first electrode portion 61A, the second electrode portion 61B, and the third electrode portion 61C are arranged on the same end side (the left end e2 side of the figure) based on the center c in the length of the heat generating region H. That is, these are configurations in which the second electrode portion 61B of the heater 22 shown in FIG. 10, FIG. 11, etc. is arranged on the left end side of the heater 22 in the figure. Also, the example shown in FIG. 20 and the example shown in FIG. 21 are different in that the connection positions of each of the power supply lines 62A, 62C, and 62D other than the second power supply line 62B and each of the resistive heating elements 59A-59G are on opposite sides of each other based on the center M of the resistive heating element 59 in the length direction of the heater 22. Other than that, they have the same configuration.

図２０及び図２１の各表に、全ての抵抗発熱体５９Ａ～５９Ｇに対して電流が２０％ずつ流れた場合の、各ブロック内で発生する各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄの発熱量とその合計値を示す。なお、この場合も、発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流の二乗（Ｉ２）として算出している。 20 and 21 show the amounts of heat generated in each of the power supply lines 62A, 62B, 62C, and 62D in each block and their total values when a current of 20% flows through each of the resistance heating elements 59A to 59G. Note that, for convenience, the amount of heat generated is calculated as the square of the current ( I2 ) flowing through each power supply line.

図２０及び図２１の各表に示すように、いずれの例においても、各給電線６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄの合計発熱量は、長手方向の一端側ｅ１（図の右端側）よりも他端側ｅ２（図の左端側）で大きくなるので、これらのヒータを備える定着装置においても、最も温度の低い一端ｅ１側に露出部２０ａが配置されるようにすることにより、露出部２０ａの劣化を抑制することができる。 As shown in the tables of Figures 20 and 21, in all examples, the total heat generation amount of each of the power supply lines 62A, 62B, 62C, and 62D is greater at the other end e2 (the left end in the figure) than at one end e1 (the right end in the figure) in the longitudinal direction, so even in fixing devices equipped with these heaters, by arranging the exposed portion 20a at the end e1, which has the lowest temperature, deterioration of the exposed portion 20a can be suppressed.

また、ヒータにおける温度のばらつきを抑制するために、ＰＴＣ特性を有する抵抗発熱体を用いてもよい。ＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。ＰＴＣ特性を有する発熱部とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、ＰＴＣ特性のＴＣＲ係数を３００～４０００ｐｐｍ／度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、ＴＣＲ係数を５００～２０００ｐｐｍ／度とするのがよい。 In addition, a resistive heating element with PTC characteristics may be used to suppress temperature variations in the heater. PTC characteristics are characteristics in which the resistance value increases as the temperature increases (when a constant voltage is applied, the heater output decreases). By using a heating element with PTC characteristics, it is possible to achieve high output at low temperatures and high speed rise in temperature, and low output at high temperatures to suppress overheating. For example, if the TCR coefficient of the PTC characteristics is set to about 300 to 4000 ppm/degree, it is possible to reduce costs while ensuring the resistance value required for the heater. It is more preferable to set the TCR coefficient to 500 to 2000 ppm/degree.

抵抗温度係数（ＴＣＲ）は、下記式（２）を用いて算出することができる。式（２）中のＴ０は基準温度、Ｔ１は任意温度、Ｒ０は基準温度Ｔ０における抵抗値、Ｒ１は任意温度Ｔ１における抵抗値である。例えば、図１０に示す上述のヒータ２２において、第１電極部６１Ａと第２電極部６１Ｂとの間の抵抗値が、２５℃（基準温度Ｔ０）で１０Ω（抵抗値Ｒ０）であり、１２５℃（任意温度Ｔ１）で１２Ω（抵抗値Ｒ１）であった場合は、式（３）から抵抗温度係数は２０００ｐｐｍ／℃となる。 The temperature coefficient of resistance (TCR) can be calculated using the following formula (2). In formula (2), T0 is the reference temperature, T1 is the arbitrary temperature, R0 is the resistance value at reference temperature T0, and R1 is the resistance value at arbitrary temperature T1. For example, in the heater 22 described above and shown in FIG. 10, if the resistance value between the first electrode portion 61A and the second electrode portion 61B is 10Ω (resistance value R0) at 25°C (reference temperature T0) and 12Ω (resistance value R1) at 125°C (arbitrary temperature T1), the temperature coefficient of resistance is 2000 ppm/°C according to formula (3).

Figure 0007465441000003
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また、画像形成装置が備える定着装置は、上述の定着装置に限らず、図２２～図２４に示すような定着装置であってもよい。以下、図２２～図２４に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。 The fixing device provided in the image forming apparatus is not limited to the fixing device described above, but may be a fixing device as shown in Figures 22 to 24. The configuration of each fixing device shown in Figures 22 to 24 will be briefly described below.

図２２に示す定着装置９は、定着ベルト２０の加圧ローラ２１側とは反対側に、押圧ローラ９０が配置されている点において、上述の定着装置とは異なっている。この場合、押圧ローラ９０とヒータ２２とによって定着ベルト２０を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ２１側では、定着ベルト２０の内周にニップ形成部材９１が配置されている。ニップ形成部材９１は、ステー２４によって支持されており、ニップ形成部材９１と加圧ローラ２１とによって定着ベルト２０を挟んでニップ部Ｎを形成している。 The fixing device 9 shown in FIG. 22 differs from the fixing devices described above in that a pressure roller 90 is disposed on the side of the fixing belt 20 opposite the pressure roller 21 side. In this case, the fixing belt 20 is sandwiched and heated by the pressure roller 90 and heater 22. Meanwhile, on the pressure roller 21 side, a nip forming member 91 is disposed on the inner circumference of the fixing belt 20. The nip forming member 91 is supported by a stay 24, and the nip forming member 91 and the pressure roller 21 sandwich the fixing belt 20 to form a nip portion N.

次に、図２３に示す定着装置９では、上述の押圧ローラ９０が省略されており、定着ベルト２０とヒータ２２との周方向接触長さを確保するために、ヒータ２２が定着ベルト２０の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図２２に示す定着装置９と同じ構成である。 Next, in the fixing device 9 shown in FIG. 23, the above-mentioned pressure roller 90 is omitted, and in order to ensure the circumferential contact length between the fixing belt 20 and the heater 22, the heater 22 is formed in an arc shape to match the curvature of the fixing belt 20. The rest of the configuration is the same as that of the fixing device 9 shown in FIG. 22.

続いて、図２４に示す定着装置９では、定着ベルト２０のほかに加圧ベルト９２が設けられ、加熱ニップ（第１ニップ部）Ｎ１と定着ニップ（第２ニップ部）Ｎ２とが分けて構成されている。すなわち、加圧ローラ２１に対して定着ベルト２０側とは反対側にも、ニップ形成部材９１とステー９３が配置され、ニップ形成部材９１とステー９３を内包するように加圧ベルト９２が配置されている。その他は、図２に示す定着装置９と同じ構成である。 The fixing device 9 shown in FIG. 24 is provided with a pressure belt 92 in addition to the fixing belt 20, and is configured with a heating nip (first nip portion) N1 and a fixing nip (second nip portion) N2 separately. That is, a nip forming member 91 and a stay 93 are also arranged on the opposite side of the pressure roller 21 from the fixing belt 20 side, and the pressure belt 92 is arranged to enclose the nip forming member 91 and the stay 93. The rest of the configuration is the same as the fixing device 9 shown in FIG. 2.

このような、図２２～図２４に示すような定着装置を備える画像形成装置においても、本発明を適用することにより、上記のような露出部を有する定着ベルトの耐久性を向上させることができるようになり、小型化や高速度化に対応できるようになる。 By applying the present invention to image forming devices equipped with fixing devices such as those shown in Figures 22 to 24, it is possible to improve the durability of the fixing belt having exposed portions as described above, and to accommodate miniaturization and higher speeds.

上述の各実施形態では、本発明について、除電の目的で長手方向の一端に露出部を有する定着ベルトを例に説明したが、本発明は、このような露出部を有する定着ベルトに限らず、長手方向の一部において積層数の少ない部分を有する回転部材であれば、定着ベルト以外の回転部材にも適用可能である。すなわち、回転部材が、径方向に重ねられた複数の層を有し、加熱部材の発熱領域における長手方向中央よりも一端側に、積層数の少ない部分が配置される場合は、その一端側の任意の位置における回転部材の温度が、長手方向中央を基準に一端側の任意の位置とは対称の位置における回転部材の温度よりも低くなるようにすることにより、積層数の少ない部分の劣化を抑制することが可能である。 In the above-mentioned embodiments, the present invention has been described using a fixing belt having an exposed portion at one end in the longitudinal direction for the purpose of static electricity removal, but the present invention is not limited to fixing belts having such exposed portions, and can be applied to rotating members other than fixing belts as long as the rotating member has a portion with a small number of layers in a longitudinal part. In other words, when a rotating member has multiple layers stacked in the radial direction and the portion with a small number of layers is located on one end side of the longitudinal center in the heat generating area of the heating member, it is possible to suppress deterioration of the portion with a small number of layers by making the temperature of the rotating member at an arbitrary position on the one end side lower than the temperature of the rotating member at a position symmetrical to the arbitrary position on the one end side with respect to the longitudinal center.

また、上記一端側（積層数の少ない部分側）の任意の位置で加熱部材に流れる電流の二乗の合計値が、長手方向中央を基準に一端側の任意の位置とは対称の位置で加熱部材に流れる電流の二乗の合計値よりも小さくなるようにしてもよい。あるいは、積層数の少ない部分が配置される長手方向全領域において、発熱体が配置されないようにしてもよい。このようにすることにより、上述の各実施形態と同様に、積層数の少ない部分の温度上昇を抑制し、回転部材の耐久性を向上させることが可能となる。 Also, the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at any position on the one end side (the side of the portion with the fewer number of layers) may be smaller than the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at a position symmetrical to the one end side position with respect to the center in the longitudinal direction. Alternatively, no heating element may be disposed in the entire longitudinal region where the portion with the fewer number of layers is disposed. By doing so, it is possible to suppress the temperature rise in the portion with the fewer number of layers, and improve the durability of the rotating element, as in the above-mentioned embodiments.

また、積層数の少ない部分は、回転部材の長手方向の端部を含む領域に設けられた部分である場合に限らず、端部から長手方向内側（中央側）へ離れた位置に設けられた部分であってもよい。 The portion with fewer layers is not limited to a portion provided in an area including the longitudinal end of the rotating member, but may be a portion provided away from the end toward the inside (center) in the longitudinal direction.

また、積層数の少ない部分は、回転部材を構成する複数の層のうち、少なくとも最も外側の層を部分的に有しない場合に限らず、少なくとも最も内側の層を部分的に有しない場合であってもよい。 The portion with fewer layers is not limited to a portion that does not partially include at least the outermost layer of the multiple layers that make up the rotating member, but may also be a portion that does not partially include at least the innermost layer.

また、上述の各実施形態では、本発明を加熱装置の一例である定着装置に適用した場合を例に説明したが、本発明は定着装置に適用される場合に限らない。例えば、インクジェット式の画像形成装置において、用紙を加熱して用紙上のインク（液体）を乾燥させる乾燥装置などの加熱装置にも本発明を適用可能である。 In addition, in each of the above-described embodiments, the present invention has been described as being applied to a fixing device, which is an example of a heating device, but the present invention is not limited to being applied to fixing devices. For example, the present invention can also be applied to a heating device such as a drying device that heats paper to dry ink (liquid) on the paper in an inkjet image forming device.

さらに、本発明は、画像形成装置のほか、フィルムなどの被覆部材を用紙などのシートの表面に熱圧着するラミネータや、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの熱圧着装置が備える加熱装置にも適用可能である。 Furthermore, the present invention can be applied not only to image forming devices, but also to heating devices provided in thermocompression devices such as laminators that thermocompress a covering material such as a film onto the surface of a sheet such as paper, and heat sealers that thermocompress the seal portion of a packaging material.

９ 定着装置（加熱装置）
２０ 定着ベルト（第１回転部材）
２０ａ 露出部（積層数の少ない部分）
２１ 加圧ローラ（第２回転部材）
２２ ヒータ（加熱部材）
５９ 抵抗発熱体（発熱体）
６０ 発熱部
６１ 電極部
６２ 給電線（導電部）
１００ 画像形成装置
２００ 画像形成部
ｃ 発熱領域の長手方向中央
ｅ１ 発熱領域の長手方向一端
ｅ２ 発熱領域の長手方向他端
Ｈ 発熱領域
Ｋ１ 第１導電経路
Ｋ２ 第２導電経路
Ｋ３ 第３導電経路（分岐導電経路）
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｓ１ 第１方向
Ｓ２ 第２方向
Ｙ ヒータ（基材）の短手方向
Ｚ ヒータ（基材）の長手方向 9 Fixing device (heating device)
20 Fixing belt (first rotating member)
20a Exposed portion (portion with fewer layers)
21 Pressure roller (second rotating member)
22 Heater (heating member)
59 Resistance heating element (heating element)
60 Heat generating portion 61 Electrode portion 62 Power supply line (conductive portion)
100 Image forming apparatus 200 Image forming section c Center in the longitudinal direction of the heat generating area e1 One end in the longitudinal direction of the heat generating area e2 Other end in the longitudinal direction of the heat generating area H Heat generating area K1 First conductive path K2 Second conductive path K3 Third conductive path (branch conductive path)
P Paper (recording medium)
S1: First direction; S2: Second direction; Y: Short side direction of heater (substrate); Z: Long side direction of heater (substrate);

特開２０１６－６２０２４号公報JP 2016-62024 A

Claims (8)

回転可能な第１回転部材と、
前記第１回転部材の外周面に接触してニップ部を形成する回転可能な第２回転部材と、
前記第１回転部材を加熱する加熱部材と、
を備える加熱装置であって、
前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、
前記第１回転部材は、径方向に重ねられた複数の層を有し、
前記加熱部材の発熱領域における長手方向中央よりも一端側に配置される前記第１回転部材の一部には、前記複数の層の積層数が少ない部分が設けられ、
前記一端側の任意の位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値は、前記長手方向中央を基準に前記一端側の任意の位置とは対称の位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値よりも小さい加熱装置。 A rotatable first rotating member;
a rotatable second rotating member that contacts an outer circumferential surface of the first rotating member to form a nip portion;
a heating member for heating the first rotating member;
A heating device comprising:
The heating member includes a base material, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion,
the first rotating member has a plurality of layers stacked in a radial direction;
A portion of the first rotating member that is disposed on one end side of the longitudinal center of the heat generating region of the heating member is provided with a portion having a smaller number of layers;
A heating device in which the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at any position on the one end side is smaller than the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at a position symmetrical to the any position on the one end side with respect to the center in the longitudinal direction. 前記積層数の少ない部分が配置される長手方向全領域の各位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値が、前記長手方向中央を基準に前記積層数の少ない部分が配置される長手方向全領域とは対称の領域の各位置で前記加熱部材に流れる電流の二乗の合計値よりも小さい請求項１に記載の加熱装置。 The heating device according to claim 1, wherein the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at each position in the entire longitudinal area in which the portion with the fewer number of layers is located is smaller than the sum of the squares of the currents flowing through the heating element at each position in an area symmetrical to the entire longitudinal area in which the portion with the fewer number of layers is located with respect to the center in the longitudinal direction. 回転可能な第１回転部材と、
前記第１回転部材の外周面に接触してニップ部を形成する回転可能な第２回転部材と、
前記第１回転部材を加熱する加熱部材と、
を備える加熱装置であって、
前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、
前記第１回転部材は、径方向に重ねられた複数の層を有し、
前記加熱部材の発熱領域における長手方向中央よりも一端側に配置される前記第１回転部材の一部には、前記複数の層の積層数が少ない部分が設けられ、
前記一端側の任意の位置に対応する前記第１回転部材の部分の温度は、前記長手方向中央を基準に前記一端側の任意の位置とは対称の位置に対応する前記第１回転部材の部分の温度よりも低い加熱装置。 A rotatable first rotating member;
a rotatable second rotating member that contacts an outer circumferential surface of the first rotating member to form a nip portion;
a heating member for heating the first rotating member;
A heating device comprising:
The heating member includes a base material, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion,
the first rotating member has a plurality of layers stacked in a radial direction;
A portion of the first rotating member that is disposed on one end side of the longitudinal center of the heat generating region of the heating member is provided with a portion having a smaller number of layers;
A heating device in which the temperature of a portion of the first rotating member corresponding to any position on the one end side is lower than the temperature of a portion of the first rotating member corresponding to a position symmetrical to the any position on the one end side with respect to the longitudinal center . 前記発熱領域に対応する前記第１回転部材の部分の温度のうち、前記一端に対応する前記第１回転部材の部分の温度が最も低い請求項３に記載の加熱装置。 The heating device according to claim 3 , wherein the temperature of the portion of the first rotating member corresponding to the one end is the lowest among the temperatures of the portions of the first rotating member corresponding to the heat generating region . 前記第１回転部材は、ベース層と、前記ベース層の外周面を被覆する少なくとも１つの層から成る被覆層と、を有し、
前記積層数の少ない部分は、前記ベース層の一部が前記被覆層によって被覆されずに露出する露出部である請求項１から４のいずれかに記載の加熱装置。 The first rotating member has a base layer and a coating layer including at least one layer that coats an outer peripheral surface of the base layer,
The heating device according to claim 1 , wherein the portion with fewer laminations is an exposed portion where a part of the base layer is exposed without being covered by the cover layer . 前記積層数の少ない部分が配置される長手方向全領域において、前記発熱体が配置されていない請求項１から５のいずれかに記載の加熱装置。 The heating device according to claim 1 , wherein the heating element is not disposed in the entire area in the longitudinal direction where the portion with the smaller number of laminations is disposed . 請求項１から６のいずれかに記載の加熱装置を備える画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the heating device according to claim 1 . 請求項１から６のいずれかに記載の加熱装置を備える熱圧着装置。 A thermocompression bonding apparatus comprising the heating device according to any one of claims 1 to 6 .
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