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JP7639110B2 - Image heating apparatus and heater for use in image heating apparatus - Google Patents
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JP7639110B2 - Image heating apparatus and heater for use in image heating apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真記録方式の画像形成装置に搭載する定着器、或いは記録材上の定着済みトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。また、この像加熱装置に用いられるヒータに関する。 The present invention relates to an image heating device, such as a fixing device mounted on an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, or a gloss imparting device that improves the gloss of a toner image by reheating a fixed toner image on a recording material. It also relates to a heater used in this image heating device.

像加熱装置として、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。この像加熱装置を搭載する画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、ニップ部長手方向において紙が通過しない領域の温度が徐々に上昇するという現象(非通紙部昇温)が発生する。
非通紙部の温度が高くなり過ぎると、装置内の各パーツへダメージを与えたり、非通紙部昇温が生じている状態で大サイズ紙にプリントすると、小サイズ紙の非通紙部に相当する領域でトナーがフィルムに高温オフセットすることもある。
As an image heating device, there is a device having a cylindrical film, a heater that contacts the inner surface of the film, and a roller that forms a nip portion with the heater via the film. When small size paper is continuously printed by an image forming device equipped with this image heating device, a phenomenon occurs in which the temperature of an area in the longitudinal direction of the nip where the paper does not pass gradually increases (non-paper passing area temperature increase).
If the temperature of the non-paper passing areas becomes too high, it can damage various parts inside the device, and when printing on large-sized paper while the temperature of the non-paper passing areas is rising, the toner can be high-temperature offset onto the film in the area corresponding to the non-paper passing areas of the small-sized paper.

この非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして、ヒータ上の発熱抵抗体をヒータ長手方向において複数のグループ(発熱ブロック)に分割し、記録材のサイズに応じてヒータの発熱分布を切換える装置が提案されている(特許文献1)。 As one method for suppressing this temperature rise in non-paper passing areas, a device has been proposed in which the heat generating resistor on the heater is divided into multiple groups (heat generating blocks) in the heater's longitudinal direction, and the heater's heat distribution is switched according to the size of the recording material (Patent Document 1).

特開2014-59508号公報JP 2014-59508 A

ところで、装置の故障を考慮すると、発熱ブロック毎に温度をモニタする構成とするのが好ましい。複数の発熱ブロックのうちのいずれかが制御不能となり異常発熱しても、発熱ブロック毎に温度をモニタしていれば、給電を素早くストップできるからである。 When considering equipment failure, it is preferable to configure the device to monitor the temperature of each heat generating block. Even if one of the multiple heat generating blocks becomes uncontrollable and generates abnormal heat, if the temperature of each heat generating block is monitored, power supply can be stopped quickly.

しかしながら、発熱ブロックの数が多くなると、温度をモニタするための温度検知素子の数も多くなる。多数の温度検知素子をヒータの基板の領域内に設けるとヒータが大型化してしまう。 However, as the number of heat generating blocks increases, the number of temperature detection elements for monitoring the temperature also increases. If many temperature detection elements are provided within the area of the heater substrate, the heater will become larger.

上述の課題を解決するための本発明は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内部空間に設けられているヒータであって、基板と、前記基板に設けられており電力の供給により発熱する第1の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた位置とは異なる位置に設けられており電力の供給により発熱する第2の発熱ブロックと、を有するヒータと、前記フィルムの外周面に接触するローラであって、前記ヒータとの間に前記フィルムを挟み込み前記フィルムとの間に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する前記ローラと、前記第1の発熱ブロックに供給する電力を制御するための第1のスイッチ素子と、前記第2の発熱ブロックに供給する電力を制御するための第2のスイッチ素子と、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着装置において、前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域には複数の温度センサであって、夫々の出力が前記制御部に入力する前記複数の温度センサが設けられており、前記複数の温度センサは、第1センサと、第2センサと、第3センサを有し、前記第1センサは前記長手方向において記録材の搬送基準位置付近に設けられており、前記第2センサは前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域内の一方の端部位置に設けられており、前記第3センサは前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域内の他方の端部位置に設けられている、ことを特徴とする。 The present invention for solving the above-mentioned problems includes a cylindrical film, a heater provided in an internal space of the film, the heater having a substrate, a first heat generating block provided on the substrate and generating heat when supplied with electric power, and a second heat generating block provided at a position in the longitudinal direction of the substrate different from the position at which the first heat generating block is provided and generating heat when supplied with electric power, a roller that contacts an outer peripheral surface of the film, the roller sandwiching the film between the heater and the heater to form a nip portion for sandwiching and conveying a recording material between the heater and the film, a first switch element for controlling the electric power supplied to the first heat generating block, a second switch element for controlling the electric power supplied to the second heat generating block, and a switch between the first switch element and the second switch element. and a control unit that controls a nip element, and heats and fixes a toner image formed on a recording material onto the recording material while nipping and transporting the recording material at the nip portion, wherein a region in the longitudinal direction in which the first heat generating block is provided has a plurality of temperature sensors, the outputs of which are input to the control unit , and the plurality of temperature sensors include a first sensor, a second sensor and a third sensor, the first sensor being provided near a reference position for transporting the recording material in the longitudinal direction, the second sensor being provided at one end position in the region in which the first heat generating block is provided, and the third sensor being provided at the other end position in the longitudinal direction in the region in which the first heat generating block is provided.

本発明によれば、ヒータの大型化を抑えることができる。 The present invention makes it possible to prevent the heater from becoming too large.

画像形成装置の断面図。FIG. 像加熱装置の断面図。FIG. 実施例1のヒータ構成図。FIG. 2 is a diagram showing the heater configuration of the first embodiment. 実施例1のヒータ制御回路図。FIG. 2 is a diagram of a heater control circuit according to the first embodiment. 実施例1のヒータ制御フローチャート。4 is a flowchart of heater control according to the first embodiment. 実施例2のヒータ構成図。FIG. 11 is a diagram showing a heater configuration according to a second embodiment. 実施例2のヒータ制御回路図。FIG. 11 is a diagram of a heater control circuit according to a second embodiment. 実施例2のヒータ制御フローチャート。10 is a flowchart of a heater control according to the second embodiment. ヒータの変形例を示した図。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the heater. ヒータの変形例を示した図。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the heater. ヒータの通電制御パターンを示した図。FIG. 4 is a diagram showing a heater current control pattern.

(実施例1)
図1は電子写真記録技術を用いたレーザプリンタ(画像形成装置)100の断面図である。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット21が出射し、帯電ローラ16によって所定の極性に帯電された感光体19を走査する。これにより感光体19には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器17からトナーが供給され、感光体19上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット11に積載された記録材(記録紙)Pはピックアップローラ12によって一枚ずつ給紙され、ローラ13によってレジストローラ14に向けて搬送される。さらに記録材Pは、感光体19上のトナー画像が感光体19と転写ローラ20で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ14から転写位置へ搬送される。記録材Pが転写位置を通過する過程で感光体19上のトナー画像は記録材Pに転写される。
その後、記録材Pは像加熱装置(定着装置)200で加熱されてトナー画像が記録材Pに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Pは、ローラ26、27によってレーザプリンタ100上部のトレイに排出される。なお、18は感光体19を清掃するクリーナである。30は像加熱装置200等を駆動するモータである。商用の交流電源401に接続された制御回路400から像加熱装置200へ電力供給している。上述した、感光体19、帯電ローラ16、スキャナユニット21、現像器17、転写ローラ20が、記録材Pに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。15は交換ユニットとしてのカートリッジを示している。また、22は光源、23はポリゴンミラー、24は反射ミラーである。
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view of a laser printer (image forming apparatus) 100 using electrophotographic recording technology. When a print signal is generated, a scanner unit 21 emits a laser beam modulated according to image information, and scans a photoconductor 19 charged to a predetermined polarity by a charging roller 16. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 19. Toner is supplied from a developing device 17 to this electrostatic latent image, and a toner image according to the image information is formed on the photoconductor 19. Meanwhile, recording materials (recording paper) P loaded in a paper feed cassette 11 are fed one by one by a pickup roller 12 and conveyed toward a registration roller 14 by a roller 13. Furthermore, the recording material P is conveyed from the registration roller 14 to a transfer position in accordance with the timing when the toner image on the photoconductor 19 reaches a transfer position formed by the photoconductor 19 and a transfer roller 20. The toner image on the photoconductor 19 is transferred to the recording material P while the recording material P passes through the transfer position.
Thereafter, the recording material P is heated by an image heating device (fixing device) 200, and the toner image is heat-fixed to the recording material P. The recording material P carrying the fixed toner image is discharged to a tray at the top of the laser printer 100 by rollers 26 and 27. Reference numeral 18 denotes a cleaner for cleaning the photoconductor 19. Reference numeral 30 denotes a motor for driving the image heating device 200 and the like. Power is supplied to the image heating device 200 from a control circuit 400 connected to a commercial AC power source 401. The above-mentioned photoconductor 19, charging roller 16, scanner unit 21, developing device 17, and transfer roller 20 constitute an image forming section for forming an unfixed image on the recording material P. Reference numeral 15 denotes a cartridge as a replaceable unit. Reference numeral 22 denotes a light source, 23 denotes a polygon mirror, and 24 denotes a reflecting mirror.

本実施例のレーザプリンタ100は複数の記録材サイズに対応している。給紙カセット11には、Letter紙(約216mm×279mm)、Legal紙(約216mm×356mm)をセットできる。更に、A4紙(210mm×297mm)、Executive紙(約184mm×267mm)、JIS B5紙(182mm×257mm)、A5紙(148mm×210mm)をセットできる。 The laser printer 100 of this embodiment is compatible with multiple recording material sizes. Letter paper (approximately 216 mm x 279 mm) and Legal paper (approximately 216 mm x 356 mm) can be loaded into the paper feed cassette 11. In addition, A4 paper (210 mm x 297 mm), Executive paper (approximately 184 mm x 267 mm), JIS B5 paper (182 mm x 257 mm), and A5 paper (148 mm x 210 mm) can also be loaded.

本例のプリンタは、基本的に紙を縦送りする(紙の長辺が搬送方向と平行になるように搬送する)レーザプリンタである。尚、紙を横送りするプリンタについても、本提案の構成を同様に適用できる。そして、装置が対応している定型の記録材の幅(カタログ上の記録材の幅)のうち最も大きな(幅が大きな)記録材は、Letter紙及びLegal紙であり、これらの幅は約216mmである。装置が対応する最大サイズよりも小さな紙幅の記録材Pを、本実施例では小サイズ紙と定義する。 The printer in this example is a laser printer that basically feeds paper vertically (transports the paper so that the long side is parallel to the transport direction). The configuration proposed here can also be applied to printers that feed paper horizontally. The largest (widest) recording materials among the standard recording material widths (catalog recording material widths) that the device supports are Letter paper and Legal paper, which are approximately 216 mm wide. In this example, recording material P with a paper width smaller than the maximum size that the device supports is defined as small size paper.

図2は像加熱装置200の断面図である。像加熱装置200は、筒状のフィルム202と、フィルム202の内面に接触するヒータ300と、フィルム202を介してヒータ300と共に定着ニップ部Nを形成する加圧ローラ(ニップ部形成部材)208と、を有する。フィルム202のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。また、フィルム202には耐熱ゴム等の弾性層を設けても良い。加圧ローラ208は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金209と、シリコーンゴム等の材質の弾性層210を有する。ヒータ300は液晶ポリマーのような耐熱樹脂製の保持部材201に保持されている。保持部材201はフィルム202の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ208はモータ30から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ208が回転することによって、フィルム202が従動して回転する。未定着トナー画像を担持する記録材Pは、定着ニップ部Nで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。
このように、装置200は、筒状のフィルム202と、フィルム202の内面に接触するヒータ300と、を有し、フィルム202を介したヒータ300の熱で記録材に形成された画像を加熱する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the image heating device 200. The image heating device 200 has a cylindrical film 202, a heater 300 that contacts the inner surface of the film 202, and a pressure roller (nip portion forming member) 208 that forms a fixing nip portion N with the heater 300 via the film 202. The material of the base layer of the film 202 is a heat-resistant resin such as polyimide, or a metal such as stainless steel. The film 202 may also be provided with an elastic layer such as heat-resistant rubber. The pressure roller 208 has a core metal 209 made of a material such as iron or aluminum, and an elastic layer 210 made of a material such as silicone rubber. The heater 300 is held by a holding member 201 made of a heat-resistant resin such as a liquid crystal polymer. The holding member 201 also has a guide function for guiding the rotation of the film 202. The pressure roller 208 receives power from a motor 30 and rotates in the direction of the arrow. The film 202 rotates in response to the rotation of the pressure roller 208. The recording material P carrying the unfixed toner image is heated and fixed while being nipped and conveyed through the fixing nip N.
Thus, the device 200 has a cylindrical film 202 and a heater 300 in contact with the inner surface of the film 202 , and heats the image formed on the recording material with heat from the heater 300 via the film 202 .

ヒータ300は、セラミック製の基板305と、基板305上に設けられ電力を供給することによって発熱する発熱抵抗体(発熱体)(図3参照)を有する。基板305の定着ニップ部Nの側の面(第1の面)には、フィルム202の摺動性を確保するため、ガラス製の表面保護層308が設けられている。基板305の定着ニップ部N側の面とは反対側の面(第2の面)には、発熱抵抗体を絶縁するため、ガラス製の表面保護層307が設けられている。第2の面には電極(ここでは代表としてE4を示してある)が露出しており、給電用の電気接点(ここでは代表としてC4を示してある)が電極に接触することにより発熱抵抗体が電気的に交流電源401と接続される。なお、ヒータ300の詳細な説明は後述する。 The heater 300 has a ceramic substrate 305 and a heating resistor (heating element) (see FIG. 3) that is provided on the substrate 305 and generates heat when power is supplied. A glass surface protection layer 308 is provided on the surface (first surface) of the substrate 305 on the side of the fixing nip N to ensure the sliding properties of the film 202. A glass surface protection layer 307 is provided on the surface (second surface) opposite the surface on the fixing nip N side of the substrate 305 to insulate the heating resistor. An electrode (E4 is shown here as a representative) is exposed on the second surface, and the heating resistor is electrically connected to the AC power source 401 by contacting an electrical contact (C4 is shown here as a representative) for power supply. A detailed description of the heater 300 will be given later.

番号202は、ヒータ300の異常発熱により作動してヒータ300に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の保護素子212である。保護素子212は、ヒータ300に当接、若しくはヒータ300に対して若干のギャップを設けて配置されている。番号204は保持部材201に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーであり、保持部材201及びヒータ300を補強する役目もある。 Number 202 is a protective element 212 such as a thermoswitch or a temperature fuse that is activated when the heater 300 generates abnormal heat and cuts off the power supplied to the heater 300. The protective element 212 is disposed in contact with the heater 300 or with a slight gap from the heater 300. Number 204 is a metal stay that applies pressure from a spring (not shown) to the holding member 201, and also serves to reinforce the holding member 201 and the heater 300.

図3(A)及び図3(B)は実施例1のヒータ300の構成図を示している。図3(A)は、図3(B)に示す記録材Pの搬送基準位置X付近のヒータ300の断面図を示している。図3(B)は、ヒータ300の各層の平面図を示している。図3(C)は、ヒータ300を保持する保持部材の平面図である。 FIGS. 3A and 3B show the configuration of the heater 300 of the first embodiment. FIG. 3A shows a cross-sectional view of the heater 300 near the transport reference position X of the recording material P shown in FIG. 3B. FIG. 3B shows a plan view of each layer of the heater 300. FIG. 3C is a plan view of a holding member that holds the heater 300.

本例のプリンタは、記録材の幅方向(搬送方向に対して直交する方向)の中央を搬送基準位置Xに合わせて搬送する中央基準のプリンタである。 The printer in this example is a center-based printer that aligns the center of the recording material in the width direction (the direction perpendicular to the transport direction) with the transport reference position X.

次にヒータ300の構成を詳述する。フィルム202と接触するヒータ面とは反対側のヒータ面であるヒータ300の裏面層1には、第1の導電体301と第2の導電体303と発熱抵抗体(発熱体)302との組からなる発熱ブロックがヒータ300の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ300は、合計7つの発熱ブロックHB1~HB7を有する。7つの発熱ブロックのうちの一つを第1の発熱ブロック、その他の一つの発熱ブロックを第2の発熱ブロックとすると、ヒータ300は次のような構成を有する。即ち、ヒータ300は、基板と、基板に形成されており電力の供給により発熱する第1の発熱ブロックを有する。更に、基板の長手方向において第1の発熱ブロックが形成された位置とは異なる位置に形成されており第1の発熱ブロックとは独立して制御される第2の発熱ブロックを有する。発熱ブロックの独立制御に関しては後述する。 Next, the configuration of the heater 300 will be described in detail. On the back surface layer 1 of the heater 300, which is the heater surface opposite to the heater surface in contact with the film 202, a plurality of heat generating blocks each consisting of a first conductor 301, a second conductor 303, and a heat generating resistor (heat generating element) 302 are provided in the longitudinal direction of the heater 300. The heater 300 of this embodiment has a total of seven heat generating blocks HB1 to HB7. If one of the seven heat generating blocks is the first heat generating block and the other heat generating block is the second heat generating block, the heater 300 has the following configuration. That is, the heater 300 has a substrate and a first heat generating block formed on the substrate and generating heat when power is supplied. In addition, the heater 300 has a second heat generating block formed at a position different from the position where the first heat generating block is formed in the longitudinal direction of the substrate and controlled independently of the first heat generating block. The independent control of the heat generating blocks will be described later.

各発熱ブロックは、夫々、基板の長手方向に沿って設けられている第1の導電体301と、第1の導電体301とは基板の短手方向で異なる位置で基板の長手方向に沿って設けられている第2の導電体303と、を有する。更に第1の導電体301と第2の導電体303の間に設けられており第1の導電体301と第2の導電体303を介して供給される電力により発熱する発熱抵抗体302を有する。 Each heating block has a first conductor 301 arranged along the longitudinal direction of the substrate, and a second conductor 303 arranged along the longitudinal direction of the substrate at a different position in the short direction of the substrate from the first conductor 301. Each heating block further has a heating resistor 302 arranged between the first conductor 301 and the second conductor 303, which generates heat by power supplied via the first conductor 301 and the second conductor 303.

各発熱ブロックの発熱抵抗体302は、ヒータ300の短手方向に関し、基板中央を基準に互いに対称な位置に形成された発熱抵抗体302a及び発熱抵抗体302bに分かれている。また、第1の導電体301は、発熱抵抗体302aと接続された導電体301aと、発熱抵抗体302bと接続された導電体301bに分かれている。発熱抵抗体302a及び発熱抵抗体302bが基板中央を基準に互いに対称な位置に形成されているので、ヒータが発熱し基板に熱応力が生じても基板が割れにくくなっている。 The heating resistor 302 of each heating block is divided into heating resistor 302a and heating resistor 302b formed at mutually symmetrical positions with respect to the center of the substrate in the short direction of the heater 300. The first conductor 301 is also divided into conductor 301a connected to heating resistor 302a and conductor 301b connected to heating resistor 302b. Since heating resistor 302a and heating resistor 302b are formed at mutually symmetrical positions with respect to the center of the substrate, the substrate is less likely to crack even if the heater generates heat and thermal stress is generated in the substrate.

ヒータ300は7つの発熱ブロックHB1~HB7を有するので、発熱抵抗体302aは302a-1~302a-7の7つに分かれている。同様に、発熱抵抗体302bは302b-1~302b-7の7つに分かれている。更に、第2の導電体303も303-1~303-7の7つに分かれている。なお、発熱抵抗体302a-1~302a-7が、基板305内において記録材Pの搬送方向の上流側に配置されており、発熱抵抗体302b-1~302b-7が基板305内において記録材Pの搬送方向の下流側に配置されている。 The heater 300 has seven heat generating blocks HB1 to HB7, so the heat generating resistor 302a is divided into seven parts, 302a-1 to 302a-7. Similarly, the heat generating resistor 302b is divided into seven parts, 302b-1 to 302b-7. Furthermore, the second conductor 303 is also divided into seven parts, 303-1 to 303-7. Note that the heat generating resistors 302a-1 to 302a-7 are arranged upstream of the conveying direction of the recording material P within the substrate 305, and the heat generating resistors 302b-1 to 302b-7 are arranged downstream of the conveying direction of the recording material P within the substrate 305.

ヒータ300の裏面層2には、発熱抵抗体302、第1の導電体301、及び第2の導電体303を覆う絶縁性(本実施例ではガラス)の表面保護層307が設けられている。
但し、表面保護層307は、給電用の電気接点C1~C7、C8-1、及びC8-2が接触する電極部E1~E7、E8-1、及びE8-2は覆っていない。電極E1~E7は、夫々、第2の導電体303-1~303-7を介して、発熱ブロックHB1~HB7に電力供給するための電極である。電極E8-1及びE8-2は、第1の導電体301a及び301bを介して発熱ブロックHB1~HB7に電力給電するための電極である。
The back surface layer 2 of the heater 300 is provided with an insulating (glass in this embodiment) surface protection layer 307 that covers the heating resistor 302 , the first conductor 301 , and the second conductor 303 .
However, the surface protective layer 307 does not cover the electrodes E1 to E7, E8-1, and E8-2 with which the electrical contacts C1 to C7, C8-1, and C8-2 for power supply come into contact. The electrodes E1 to E7 are electrodes for supplying power to the heat generating blocks HB1 to HB7 via the second conductors 303-1 to 303-7, respectively. The electrodes E8-1 and E8-2 are electrodes for supplying power to the heat generating blocks HB1 to HB7 via the first conductors 301a and 301b.

ところで、導電体の抵抗値はゼロではないため、ヒータ300の長手方向における発熱分布に影響を与える。そこで、第1の導電体301a、301b及び第2の導電体303-1~303-7の電気抵抗の影響を受けても発熱分布が不均一にならないように、電極E8-1及びE8-2はヒータ300の長手方向の両端部に分けて設けてある。 However, the resistance value of the conductor is not zero, and therefore affects the heat generation distribution in the longitudinal direction of the heater 300. Therefore, to prevent the heat generation distribution from becoming uneven even when affected by the electrical resistance of the first conductors 301a, 301b and the second conductors 303-1 to 303-7, the electrodes E8-1 and E8-2 are provided separately at both ends of the heater 300 in the longitudinal direction.

図2に示したように、ステー204と保持部材201の間の空間には、安全素子212、電気接点C1~C7、C8-1、及びC8-2が設けられている。図3(C)に示すように、保持部材201には、電極E1~E7、E8-1、及びE8-2に接続される電気接点C1~C7、C8-1、及びC8-2を通す穴HC1~HC7、HC8-1、及びHC8-2が設けられている。また、保持部材201には保護素子212の感熱部を通す穴H212も設けられている。電気接点C1~C7、C8-1、及びC8-2は、バネによる付勢や溶接等の手法によって、対応する電極と電気的に接続されている。保護素子212もバネによって付勢されて、その感熱部が表面保護層307に接触している。各電気接点は、ステー204と保持部材201の間の空間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電部材を介して、後述するヒータ300の制御回路400と接続している。 As shown in FIG. 2, the space between the stay 204 and the holding member 201 is provided with a safety element 212 and electrical contacts C1 to C7, C8-1, and C8-2. As shown in FIG. 3(C), the holding member 201 is provided with holes HC1 to HC7, HC8-1, and HC8-2 through which the electrical contacts C1 to C7, C8-1, and C8-2 that are connected to the electrodes E1 to E7, E8-1, and E8-2 pass. The holding member 201 also has a hole H212 through which the heat-sensing portion of the protective element 212 passes. The electrical contacts C1 to C7, C8-1, and C8-2 are electrically connected to the corresponding electrodes by a spring bias or welding or other techniques. The protective element 212 is also biased by a spring, and its heat-sensing portion is in contact with the surface protective layer 307. Each electrical contact is connected to the heater 300 control circuit 400 (described later) via a conductive member such as a cable or a thin metal plate provided in the space between the stay 204 and the holding member 201.

ヒータ300の裏面に電極を設けることで、第2の導電体303-1~303-7各々に電気的に接続する配線の為の領域を基板305上に設ける必要がないため、基板305の短手方向の幅を短くすることができる。そのため、ヒータのサイズアップを抑えることができる。なお、図3(B)に示すように、電極E2~E6は、基板の長手方向において発熱抵抗体が設けられた領域内に設けられている。 By providing electrodes on the back surface of the heater 300, there is no need to provide an area on the substrate 305 for wiring that electrically connects to each of the second conductors 303-1 to 303-7, and the width of the substrate 305 in the short direction can be shortened. This prevents the heater from becoming too large. As shown in FIG. 3B, the electrodes E2 to E6 are provided within the area in the longitudinal direction of the substrate where the heating resistors are provided.

後述するが、本例のヒータ300は、複数の発熱ブロックを独立して制御することにより、種々の発熱分布を形成可能になっている。例えば、記録材のサイズに応じた発熱分布を設定できる。更に、発熱抵抗体302はPTC(Positive Temperature Coefficient)を有する材料で形成されている。PTCを有する材料を用いることで、記録材の端部と発熱ブロックの境界とが一致していないケースでも非通紙部の昇温を抑えることができる。 As will be described later, the heater 300 of this example is capable of forming various heat distributions by independently controlling multiple heat generating blocks. For example, it is possible to set a heat distribution according to the size of the recording material. Furthermore, the heating resistor 302 is formed of a material that has a positive temperature coefficient (PTC). By using a material that has a PTC, it is possible to suppress the temperature rise of non-paper passing areas even in cases where the edge of the recording material and the boundary of the heat generating block do not coincide.

ヒータ300の摺動面(フィルムと接触する側の面)側の摺動面層1には、各発熱ブロックHB1~HB7の温度を検知するための複数のサーミスタ(温度検知素子)T1-1~T1-4、及びT2-4~T2-7が形成されている。サーミスタの材料は、TCR(Temperature Coefficient of Resistance)が正又は負に大きい材料であれば良い。本例ではNTC(Negative Temperature Coefficient)を有する材料を基板上に薄く印刷してサーミスタを構成した。発熱ブロックHB1~HB7の全てに、一つ以上のサーミスタを対応させて設けているため、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。 On the sliding surface layer 1 on the sliding surface side (the surface in contact with the film) of the heater 300, multiple thermistors (temperature detection elements) T1-1 to T1-4 and T2-4 to T2-7 are formed to detect the temperature of each of the heat generating blocks HB1 to HB7. The material of the thermistors may be any material that has a large positive or negative TCR (Temperature Coefficient of Resistance). In this example, the thermistors are constructed by thinly printing a material with a NTC (Negative Temperature Coefficient) on the substrate. Since one or more thermistors are provided corresponding to all of the heat generating blocks HB1 to HB7, the temperatures of all of the heat generating blocks can be detected.

サーミスタT1-1~T1-4のうちの一つを第1の温度検知素子、サーミスタT1-1~T1-4のうちのその他の一つの温度検知素子を第2の温度検知素子とすると、ヒータ300は次のような構成を有する。即ち、ヒータ300は、第1の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第1の温度検知素子と、第2の発熱ブロックに対応する位置に設けられた第2の温度検知素子と、を有する。 If one of the thermistors T1-1 to T1-4 is a first temperature detection element, and the other one of the thermistors T1-1 to T1-4 is a second temperature detection element, the heater 300 has the following configuration. That is, the heater 300 has a first temperature detection element provided at a position corresponding to the first heat generation block, and a second temperature detection element provided at a position corresponding to the second heat generation block.

サーミスタT1-1~T1-4は、夫々、基板305に設けられた導電パターンET1-1~ET1-4と電気的に繋がっている。導電パターンET1-1~ET1-4のうちの第1の温度検知素子に繋がる導電パターンを第1の導電パターン、第2の温度検知素子に繋がる導電パターンを第2の導電パターンとすると、ヒータ300は次のような構成を有する。即ち、ヒータ300は、第1の温度検知素子と電気的に繋がる第1の導電パターンと、第2の温度検知素子と電気的に繋がる第2の導電パターンと、を有する。更にヒータ300は、第1及び第2の温度検知素子と電気的に繋がる共通導電パターンEG1を有する。以下、サーミスタT1-1~T1-4と、導電パターンET1-1~ET1-4と、共通導電パターンEG1の組をサーミスタグループTG1と称する。 The thermistors T1-1 to T1-4 are electrically connected to the conductive patterns ET1-1 to ET1-4 provided on the substrate 305, respectively. If the conductive pattern connected to the first temperature detection element among the conductive patterns ET1-1 to ET1-4 is called the first conductive pattern, and the conductive pattern connected to the second temperature detection element is called the second conductive pattern, the heater 300 has the following configuration. That is, the heater 300 has a first conductive pattern electrically connected to the first temperature detection element, and a second conductive pattern electrically connected to the second temperature detection element. The heater 300 further has a common conductive pattern EG1 electrically connected to the first and second temperature detection elements. Hereinafter, the set of thermistors T1-1 to T1-4, conductive patterns ET1-1 to ET1-4, and common conductive pattern EG1 will be referred to as thermistor group TG1.

ヒータ300には、サーミスタT2-4~T2-7と、導電パターンET2-4~ET2-7と、共通導電パターンEG2の組から成るサーミスタグループTG2も設けられている。サーミスタグループTG1とTG2は、基板305の第1及び第2の発熱ブロックが形成された基板面とは反対側の基板面に形成されている。 The heater 300 is also provided with a thermistor group TG2 consisting of a set of thermistors T2-4 to T2-7, conductive patterns ET2-4 to ET2-7, and a common conductive pattern EG2. Thermistor groups TG1 and TG2 are formed on the substrate surface opposite to the substrate surface on which the first and second heat generating blocks of the substrate 305 are formed.

本例では、全ての発熱ブロックHB1~HB7夫々に対して、少なくとも一つの、対応するサーミスタを配置しているが、少なくとも二つの発熱ブロックに対して、一つの対応するサーミスタを配置するだけでも装置の信頼性は向上する。しかしながら、本例のように、全ての発熱ブロックに対して少なくとも一つの、対応するサーミスタを配置するのが好ましい。 In this example, at least one corresponding thermistor is provided for each of the heat generating blocks HB1 to HB7, but the reliability of the device can be improved by providing only one corresponding thermistor for at least two heat generating blocks. However, it is preferable to provide at least one corresponding thermistor for all heat generating blocks, as in this example.

本例のように、共通導電パターンEG1やEG2を用いることによって、第1及び第2の温度検知素子を一つの組にすれば、次に示すような効果がある。即ち、共通導電パターンを用いずにサーミスタT1-1~T1-4に夫々二本の導電パターンを接続する場合に比べて、導電パターンのコストを低減でき、また、ヒータのサイズアップを抑えることができる。 As in this example, by using common conductive patterns EG1 and EG2 to combine the first and second temperature detection elements into one pair, the following effects can be achieved. That is, compared to connecting two conductive patterns to each of the thermistors T1-1 to T1-4 without using a common conductive pattern, the cost of the conductive patterns can be reduced and the size of the heater can be prevented from increasing.

基板305の定着ニップ部Nの側の面(摺動面層2)には、フィルム202の摺動性を確保するため、絶縁性(本例はガラス製)の表面保護層308がコーティングにより形成されている。表面保護層308は、サーミスタT1-1~T1-4、T2-4~T2-7、導電パターンET1-1~ET1-4、ET2-4~ET2-7、及び共通導電パターンEG1、EG2を覆っている。しかしながら、電気接点との接続を確保するため、図3(B)に示すように、ヒータ300の両端部で、導電パターンET1-1~ET1-4、ET2-4~ET2-7の一部、及び共通導電パターンEG1、EG2の一部は露出させている。 To ensure the sliding properties of the film 202, an insulating (glass in this example) surface protection layer 308 is formed by coating on the surface (sliding surface layer 2) of the substrate 305 on the side of the fixing nip portion N. The surface protection layer 308 covers the thermistors T1-1 to T1-4, T2-4 to T2-7, the conductive patterns ET1-1 to ET1-4, ET2-4 to ET2-7, and the common conductive patterns EG1 and EG2. However, to ensure connection with the electrical contacts, parts of the conductive patterns ET1-1 to ET1-4, ET2-4 to ET2-7, and parts of the common conductive patterns EG1 and EG2 are exposed at both ends of the heater 300, as shown in FIG. 3B.

図4はヒータ300の制御回路400の回路図である。401はレーザプリンタ100に接続される商用の交流電源である。ヒータ300の電力制御は、トライアック411~414の通電/遮断により行われる。トライアック411~414は、それぞれ、CPU420からのFUSER1~FUSER4信号に従って動作する。なお、図4において、トライアック411~414の駆動回路は省略してある。 Figure 4 is a circuit diagram of the control circuit 400 of the heater 300. Reference numeral 401 denotes a commercial AC power source connected to the laser printer 100. Power control of the heater 300 is performed by turning on/off the triacs 411-414. The triacs 411-414 operate according to the FUSER1-FUSER4 signals from the CPU 420, respectively. Note that the drive circuits for the triacs 411-414 have been omitted from Figure 4.

図3及び図4から理解できるように、7つの発熱ブロックHB1~HB7は、4つのグループ(グループ1:HB4、グループ2:HB3及びHB5、グループ3:HB2及びHB6、グループ4:HB1及びHB7)に分けられている。ヒータ300の制御回路400は、4つのグループを独立制御可能な回路構成となっている。トライアック411はグループ1を、トライアック412はグループ2を、トライアック413はグループ3を、トライアック414はグループ4を制御することができる。 As can be seen from Figures 3 and 4, the seven heat generating blocks HB1 to HB7 are divided into four groups (Group 1: HB4, Group 2: HB3 and HB5, Group 3: HB2 and HB6, Group 4: HB1 and HB7). The control circuit 400 of the heater 300 has a circuit configuration that can independently control the four groups. Triac 411 can control group 1, triac 412 can control group 2, triac 413 can control group 3, and triac 414 can control group 4.

ゼロクロス検知部421は交流電源401のゼロクロスを検知する回路であり、CPU420にZEROX信号を出力している。ZEROX信号は、トライアック411~414を位相制御するための基準信号等に用いられる。 The zero-cross detection unit 421 is a circuit that detects the zero-cross of the AC power supply 401, and outputs a ZEROX signal to the CPU 420. The ZEROX signal is used as a reference signal for phase control of the triacs 411 to 414, etc.

次にヒータ300の温度検知方法について説明する。まず、サーミスタグループTG1に関して説明する。CPU420には、電圧Vccを、サ-ミスタ(T1-1~T1-4)の抵抗値と抵抗(451~454)の抵抗値で分圧した信号(Th1-1~Th1-4)が入力する。例えば、信号Th1-1は、電圧Vccを、サーミスタT1-1の抵抗値と抵抗451の抵抗値で分圧した信号である。サーミスタT1-1は温度に応じた抵抗値となるので、発熱ブロックHB1の温度が変化するとCPUに入力する信号Th1-1のレベルも変化する。CPU420は入力した信号Th1-1を、そのレベルに応じた温度に換算する。サーミスタグループTG1の他のサーミスタT1-2~T1-4に対応する信号Th1-2~Th1-4の処理も同様なので説明は割愛する。 Next, the method of detecting the temperature of the heater 300 will be described. First, the thermistor group TG1 will be described. Signals (Th1-1 to Th1-4) obtained by dividing the voltage Vcc by the resistance values of the thermistors (T1-1 to T1-4) and resistors (451 to 454) are input to the CPU 420. For example, the signal Th1-1 is a signal obtained by dividing the voltage Vcc by the resistance value of thermistor T1-1 and the resistance value of resistor 451. Since the thermistor T1-1 has a resistance value according to the temperature, when the temperature of the heat generating block HB1 changes, the level of the signal Th1-1 input to the CPU also changes. The CPU 420 converts the input signal Th1-1 into a temperature according to its level. The processing of the signals Th1-2 to Th1-4 corresponding to the other thermistors T1-2 to T1-4 of the thermistor group TG1 is similar, so a description will be omitted.

次に、サーミスタグループTG2に関して説明する。サーミスタグループTG2も、TG1同様、CPU420には、電圧Vccを、サ-ミスタ(T2-4~T2-7)の抵抗値と抵抗(464~467)の抵抗値で分圧した信号(Th2-4~Th2-7)が入力する。CPU420による温度への換算方法はサーミスタグループTG1と同じなので説明は割愛する。 Next, the thermistor group TG2 will be described. As with TG1, the thermistor group TG2 receives signals (Th2-4 to Th2-7) that are the result of dividing the voltage Vcc by the resistance values of the thermistors (T2-4 to T2-7) and resistors (464 to 467) as input to the CPU 420. The method of conversion to temperature by the CPU 420 is the same as for the thermistor group TG1, so a description will be omitted.

次に、ヒータ300への電力制御(ヒータの温度制御)について説明する。定着処理中、発熱ブロックHB1~HB7の各々は、サーミスタグループTG1内のサーミスタ(T1-1~T1-4)の検知温度が設定温度(制御目標温度)を維持するように制御される。具体的には、グループ1(発熱ブロックHB4)へ供給される電力は、サーミスタT1-4の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック411の駆動を制御することによって制御される。グループ2(発熱ブロックHB3及びHB5)へ供給される電力は、サーミスタT1-3の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック412の駆動を制御することによって制御される。グループ3(発熱ブロックHB2及びHB6)へ供給される電力は、サーミスタT1-2の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック413の駆動を制御することによって制御される。グループ4(発熱ブロックHB1及びHB7)へ供給される電力は、サーミスタT1-1の検知温度が設定温度を維持するように、トライアック414の駆動を制御することによって制御される。このように、サーミスタグループTG1中の各サーミスタは、各発熱ブロックを一定温度に保つための制御を実行する際に使用される。 Next, the power control to the heater 300 (heater temperature control) will be described. During the fixing process, each of the heat generating blocks HB1 to HB7 is controlled so that the detected temperature of the thermistors (T1-1 to T1-4) in the thermistor group TG1 is maintained at the set temperature (control target temperature). Specifically, the power supplied to group 1 (heat generating block HB4) is controlled by controlling the drive of triac 411 so that the detected temperature of thermistor T1-4 is maintained at the set temperature. The power supplied to group 2 (heat generating blocks HB3 and HB5) is controlled by controlling the drive of triac 412 so that the detected temperature of thermistor T1-3 is maintained at the set temperature. The power supplied to group 3 (heat generating blocks HB2 and HB6) is controlled by controlling the drive of triac 413 so that the detected temperature of thermistor T1-2 is maintained at the set temperature. The power supplied to group 4 (heat generating blocks HB1 and HB7) is controlled by controlling the driving of triac 414 so that the temperature detected by thermistor T1-1 is maintained at the set temperature. In this way, each thermistor in thermistor group TG1 is used to perform control to keep each heat generating block at a constant temperature.

CPU420は、各発熱ブロックの設定温度(制御目標温度)と、サーミスタグループTG1内の各サーミスタ(T1-1~T1-4)の検知温度に基づき、例えばPI制御により、供給電力を算出する。更に、算出した供給電力を、対応する位相角(位相制御)や波数(波数制御)等の制御タイミングに換算し、この制御タイミングでトライアック411~414を制御している。なお、最大サイズの普通紙を定着処理する際の本例の装置の各グループの設定温度は250℃である。サイズが小さな普通紙を定着処理する場合は、グループ1の設定温度を250℃とし、その他のグループの設定温度は250℃よりも低くする。各グループの設定温度は、記録材のサイズ、種類、表面性等の情報に応じて適宜設定すればよい。 The CPU 420 calculates the supply power, for example by PI control, based on the set temperature (control target temperature) of each heat generating block and the detected temperature of each thermistor (T1-1 to T1-4) in thermistor group TG1. The calculated supply power is then converted into control timing such as the corresponding phase angle (phase control) and wave number (wave number control), and the triacs 411 to 414 are controlled with this control timing. Note that the set temperature of each group in this example device when fixing the largest size plain paper is 250°C. When fixing small size plain paper, the set temperature of group 1 is 250°C, and the set temperatures of the other groups are lower than 250°C. The set temperature of each group may be set appropriately according to information such as the size, type, and surface properties of the recording material.

リレー430とリレー440は、装置の故障などの要因でヒータ300が過昇温した場合、ヒータ300への電力を遮断する手段として搭載されている。次に、リレー430及びリレー440の回路動作を説明する。 Relay 430 and relay 440 are installed as a means for cutting off power to heater 300 if heater 300 becomes overheated due to factors such as equipment failure. Next, the circuit operation of relay 430 and relay 440 will be described.

CPU420から出力されるRLON信号がHigh状態になると、トランジスタ433がON状態になり、直流電源(電圧Vcc)からリレー430の2次側コイルに通電され、リレー430の1次側接点はON状態になる。RLON信号がLow状態になると、トランジスタ433がOFF状態になり、電源(電圧Vcc)からリレー430の2次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー430の1次側接点はOFF状態になる。同様に、RLON信号がHigh状態になると、トランジスタ443がON状態になり、電源(電圧Vcc)からリレー440の2次側コイルに通電され、リレー440の1次側接点はON状態になる。RLON信号がLow状態になると、トランジスタ443がOFF状態になり、電源(電圧Vcc)からリレー440の2次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー440の1次側接点はOFF状態になる。 When the RLON signal output from the CPU 420 goes high, the transistor 433 goes on, current flows from the DC power supply (voltage Vcc) to the secondary coil of the relay 430, and the primary contact of the relay 430 goes on. When the RLON signal goes low, the transistor 433 goes off, current flows from the power supply (voltage Vcc) to the secondary coil of the relay 430, and the primary contact of the relay 430 goes off. Similarly, when the RLON signal goes high, the transistor 443 goes on, current flows from the power supply (voltage Vcc) to the secondary coil of the relay 440, and the primary contact of the relay 440 goes on. When the RLON signal goes low, the transistor 443 goes OFF, the current flowing from the power supply (voltage Vcc) to the secondary coil of the relay 440 is cut off, and the primary contact of the relay 440 goes OFF.

次にリレー430及びリレー440を用いた保護回路(CPU420を介さないハード回路)の動作について説明する。信号Th1-1~Th1-4の何れか一つのレベルが、比較部431内部に設定された所定値を超えた場合、比較部431はラッチ部432を動作させ、ラッチ部432はRLOFF1信号をLow状態でラッチする。RLOFF1信号がLow状態になると、CPU420がRLON信号をHigh状態にしても、トランジスタ433がOFF状態で保たれるため、リレー430はOFF状態(安全な状態)を保つことができる。尚、ラッチ部432は非ラッチ状態において、RLOFF1信号をオープン状態の出力にしている。 Next, the operation of the protection circuit (hardware circuit that does not go through CPU 420) using relay 430 and relay 440 will be described. When the level of any one of signals Th1-1 to Th1-4 exceeds a predetermined value set inside comparison unit 431, comparison unit 431 operates latch unit 432, which latches the RLOFF1 signal in a low state. When the RLOFF1 signal goes low, even if CPU 420 sets the RLON signal to a high state, transistor 433 is maintained in an OFF state, so relay 430 can be maintained in an OFF state (safe state). Note that in the non-latching state, latch unit 432 outputs the RLOFF1 signal in an open state.

同様に、信号Th2-4~Th2-7の何れか一つのレベルが、比較部441内部に設定された所定値を超えた場合、比較部441はラッチ部442を動作させ、ラッチ部442はRLOFF2信号をLow状態でラッチする。RLOFF2信号がLow状態になると、CPU420がRLON信号をHigh状態にしても、トランジスタ443がOFF状態で保たれるため、リレー440はOFF状態(安全な状態)を保つことができる。ラッチ部442は非ラッチ状態において、RLOFF信号をオープン状態の出力にしている。本例の比較部431内部に設定された所定値、及び比較部441内部に設定された所定値は、いずれも300℃に相当する値としてある。 Similarly, when the level of any one of signals Th2-4 to Th2-7 exceeds a predetermined value set in comparison unit 441, comparison unit 441 operates latch unit 442, which latches the RLOFF2 signal in a low state. When the RLOFF2 signal is in a low state, even if CPU 420 sets the RLON signal to a high state, transistor 443 is maintained in an OFF state, so relay 440 can be maintained in an OFF state (safe state). In a non-latching state, latch unit 442 outputs the RLOFF signal in an open state. In this example, the predetermined value set in comparison unit 431 and the predetermined value set in comparison unit 441 are both set to values equivalent to 300°C.

次に、二つのサーミスタグループTG1及びTG2を用いた、回路の保護動作について説明する。図3及び図4に示すように、上述した4つのグループ(グループ1~4)の各々には、サーミスタグループTG1のうちの一つのサーミスタと、サーミスタグループTG2のうちの一つのサーミスタが対応して配置されている。更に、全ての発熱ブロックHB1~HB7の各々に対して、少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている。
具体的には、グループ1(HB4)には、サーミスタグループTG1の中のサーミスタT1-4とサーミスタグループTG2の中のサーミスタT2-4が対応して配置されている。グループ2(HB3及びHB5)には、サーミスタグループTG1の中のサーミスタT1-3とサーミスタグループTG2の中のサーミスタT2-5が対応して配置されている。グループ3(HB2及びHB6)には、サーミスタグループTG1の中のサーミスタT1-2とサーミスタグループTG2の中のサーミスタT2-6が対応して配置されている。グループ4(HB1及びHB7)には、サーミスタグループTG1の中のサーミスタT1-1とサーミスタグループTG2の中のサーミスタT2-7が対応して配置されている。また、全ての発熱ブロックHB1~HB7の各々に対して、8つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている。このようなサーミスタのレイアウトにより、装置故障時の回路の保護動作の信頼性が向上する。そのことを以下に説明する。
Next, the circuit protection operation using the two thermistor groups TG1 and TG2 will be described. As shown in Figures 3 and 4, one thermistor in the thermistor group TG1 and one thermistor in the thermistor group TG2 are arranged in correspondence with each of the four groups (groups 1 to 4) described above. Furthermore, at least one thermistor is arranged in correspondence with each of all of the heat generating blocks HB1 to HB7.
Specifically, thermistor T1-4 in thermistor group TG1 and thermistor T2-4 in thermistor group TG2 are arranged in correspondence with group 1 (HB4). Thermistor T1-3 in thermistor group TG1 and thermistor T2-5 in thermistor group TG2 are arranged in correspondence with group 2 (HB3 and HB5). Thermistor T1-2 in thermistor group TG1 and thermistor T2-6 in thermistor group TG2 are arranged in correspondence with group 3 (HB2 and HB6). Thermistor T1-1 in thermistor group TG1 and thermistor T2-7 in thermistor group TG2 are arranged in correspondence with group 4 (HB1 and HB7). At least one of the eight thermistors is arranged in correspondence with each of all heat generating blocks HB1 to HB7. Such a thermistor layout improves the reliability of the circuit protection operation in the event of a device failure, as will be explained below.

例えば、サーミスタグループTG1中のサーミスタT1-1~T1-4の何れかが故障した場合を想定する。サーミスタの故障により、故障したサーミスタに対応する発熱ブロックがあるグループが制御不能となっても、故障したサーミスタがある発熱ブロックのグループには、サーミスタグループTG2中のサーミスタ(T2-4~T2-7のいずれか)も配置されている。よって、サーミスタグループTG2中のサーミスタを経由して保護回路が働く(電力供給をストップする)。 For example, consider the case where one of the thermistors T1-1 to T1-4 in thermistor group TG1 fails. Even if the group containing the heating block corresponding to the failed thermistor becomes uncontrollable due to the thermistor failure, the group of the heating block containing the failed thermistor also contains a thermistor in thermistor group TG2 (any of T2-4 to T2-7). Therefore, the protection circuit will operate (stopping the power supply) via the thermistor in thermistor group TG2.

次に、全ての発熱ブロックHB1~HB7の各々に対して、8つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されている構成のメリットを説明する。 Next, we will explain the advantages of a configuration in which at least one of the eight thermistors is arranged to correspond to each of the heat generating blocks HB1 to HB7.

例えば、グループ2に対応するサーミスタT2-5を、発熱ブロックHB5に対応する位置ではなく発熱ブロックHB5と同じグループ2である発熱ブロックHB3に対応する位置に配置したとする。この場合、発熱ブロックHB3に対応する位置にサーミスタグループTG1のサーミスタT1-3とサーミスタグループTG2のサーミスタT2-5が配置され、発熱ブロックHB5に対応する位置にはサーミスタがない構成となる。このような構成でも、グループ2の温度はモニタできる。しかしながら、この構成において電極E3と電気接点C3が接触不良になった場合、発熱ブロックHB3は発熱しないが発熱ブロックHB3と同じグループ2である発熱ブロックHB5は発熱している可能性が有る。そして、グループ2の発熱ブロックHB5が異常発熱しても、グループ2に対応する二つのサーミスタT1-3とT2-5は、これをモニタできず、保護回路が働かない。 For example, suppose the thermistor T2-5 corresponding to group 2 is placed in a position corresponding to heat generating block HB3, which is in the same group 2 as heat generating block HB5, rather than in a position corresponding to heat generating block HB5. In this case, thermistor T1-3 of thermistor group TG1 and thermistor T2-5 of thermistor group TG2 are placed in a position corresponding to heat generating block HB3, and there is no thermistor in a position corresponding to heat generating block HB5. Even with this configuration, the temperature of group 2 can be monitored. However, in this configuration, if there is poor contact between electrode E3 and electrical contact C3, heat generating block HB3 will not generate heat, but heat generating block HB5, which is in the same group 2 as heat generating block HB3, may be generating heat. And even if heat generating block HB5 in group 2 generates abnormal heat, the two thermistors T1-3 and T2-5 corresponding to group 2 cannot monitor this, and the protection circuit will not work.

これに対して、本例では、発熱ブロックHB3に対応する位置にサーミスタグループTG1のサーミスタT1-3が配置され、発熱ブロックHB5に対応する位置にはサーミスタグループTG2のサーミスタT2-5が配置されている。よって、電極E3と電気接点C3が接触不良になり、グループ2のうち発熱ブロックHB5のみが発熱しても、この温度をサーミスタT2-5でモニタして保護回路を動作させることができる。このように、全ての発熱ブロックHB1~HB7の各々に対して、8つのサーミスタのうち少なくとも一つのサーミスタが対応して配置されているので装置の信頼性が向上する。 In contrast, in this example, thermistor T1-3 of thermistor group TG1 is placed in a position corresponding to heat generating block HB3, and thermistor T2-5 of thermistor group TG2 is placed in a position corresponding to heat generating block HB5. Therefore, even if poor contact occurs between electrode E3 and electrical contact C3 and only heat generating block HB5 in group 2 generates heat, this temperature can be monitored by thermistor T2-5 and the protection circuit can be operated. In this way, at least one of the eight thermistors is placed in correspondence with each of the heat generating blocks HB1 to HB7, improving the reliability of the device.

図5は、CPU420による制御回路400の制御シーケンスを説明するフローチャートである。S100でプリント要求が発生すると、S101ではリレー430及びリレー440をON状態にする。 Figure 5 is a flow chart explaining the control sequence of the control circuit 400 by the CPU 420. When a print request occurs in S100, relays 430 and 440 are turned on in S101.

S102では、サーミスタT1-1の検知温度(信号Th1-1)が制御目標温度に到達するように、トライアック414をPI制御し、発熱ブロックHB1及びHB7に供給する電力を制御する。 In S102, the triac 414 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating blocks HB1 and HB7 so that the temperature detected by thermistor T1-1 (signal Th1-1) reaches the control target temperature.

S103では、サーミスタT1-2の検知温度(信号Th1-2)が制御目標温度に到達するように、トライアック413をPI制御し、発熱ブロックHB2及びHB6に供給する電力を制御する。 In S103, the triac 413 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating blocks HB2 and HB6 so that the temperature detected by thermistor T1-2 (signal Th1-2) reaches the control target temperature.

S104では、サーミスタT1-3の検知温度(信号Th1-3)が制御目標温度に到達するように、トライアック412をPI制御し、発熱ブロックHB3及びHB5に供給する電力を制御する。 In S104, the triac 412 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating blocks HB3 and HB5 so that the temperature detected by thermistor T1-3 (signal Th1-3) reaches the control target temperature.

S105では、サーミスタT1-4の検知温度(信号Th1-4)が制御目標温度に到達するように、トライアック411をPI制御し、発熱ブロックHB4に供給する電力を制御する。 In S105, the triac 411 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB4 so that the temperature detected by thermistor T1-4 (signal Th1-4) reaches the control target temperature.

上述したように、各発熱ブロックの制御目標温度は、記録材サイズ情報に応じて設定される。本例の装置は、搬送基準Xを含む発熱ブロックHB4の制御目標温度を記録材サイズに拘らず同じ温度に設定し、その他の発熱ブロックの制御目標温度は記録材サイズに応じて変えている。記録材のサイズが小さいほど、発熱ブロックHB4以外の発熱ブロックの制御目標温度を低くしている。 As described above, the control target temperature of each heat generating block is set according to the recording material size information. In this example, the device sets the control target temperature of heat generating block HB4, which includes the transport reference X, to the same temperature regardless of the recording material size, and the control target temperatures of the other heat generating blocks are changed according to the recording material size. The smaller the recording material size, the lower the control target temperatures of heat generating blocks other than heat generating block HB4 are set.

S106では、ヒータ300の非通紙部昇温が所定の閾値温度(許容温度)Tmax以下であるか判断をおこなっている。本例ではTmaxを、発熱ブロックHB4の制御目標温度250℃より高く、比較部431と比較部441に設定された所定値300℃より低い温度である280℃に設定している。また、サーミスタグループTG1中のサーミスタと基準Xとの位置関係、サーミスタグループTG2中のサーミスタと基準Xとの位置関係、は異なっている。サーミスタグループTG2のサーミスタは、サーミスタグループTG1のサーミスタに比べて、各発熱ブロック内において、搬送基準位置Xからヒータ300の長手方向の外側に配置されている。図3(B)に示すように、発熱ブロックHB4に対応するサーミスタT1-4の基準Xからの距離と、発熱ブロックHB4に対応するサーミスタT2-4の基準Xからの距離と、を比較すればこの関係が理解しやすい。このようなレイアウトにより、一つの発熱ブロック内で非通紙部昇温が生じても、サーミスタグループTG2のサーミスタで検知できる構成となっている。 In S106, it is determined whether the temperature rise of the non-sheet passing portion of the heater 300 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature (allowable temperature) Tmax. In this example, Tmax is set to 280°C, which is higher than the control target temperature 250°C of the heat generating block HB4 and lower than the predetermined value 300°C set in the comparison unit 431 and comparison unit 441. In addition, the positional relationship between the thermistor in the thermistor group TG1 and the reference X is different from the positional relationship between the thermistor in the thermistor group TG2 and the reference X. Compared to the thermistor in the thermistor group TG1, the thermistor in the thermistor group TG2 is disposed outside the conveying reference position X in the longitudinal direction of the heater 300 in each heat generating block. As shown in FIG. 3B, this relationship can be easily understood by comparing the distance from the reference X of the thermistor T1-4 corresponding to the heat generating block HB4 and the distance from the reference X of the thermistor T2-4 corresponding to the heat generating block HB4. This layout allows the thermistors in thermistor group TG2 to detect any temperature rise in non-paper passing areas within one heat generating block.

S106でサーミスタT2-4~T2~7の温度が閾値温度Tmax以下である場合、S108に進み、S108でプリントJOBの終了を検知するまで、S102~S106の制御を繰り返す。 If the temperatures of thermistors T2-4 to T2-7 are equal to or lower than the threshold temperature Tmax in S106, the process proceeds to S108, and the controls in S102 to S106 are repeated until the end of the print job is detected in S108.

S106でサーミスタT2-4~T2~7の温度が閾値温度Tmaxを超えている場合、S107で、画像形成装置100の画像形成のプロセススピードを低下させ、且つサーミスタT1-1~T1-4の制御目標温度を低下させた状態で定着処理を行う。画像形成のプロセススピードを低下させると、全速に比べて低い温度でも定着性を確保できるため、非通紙部の昇温も抑制できる。 If the temperatures of thermistors T2-4 to T2-7 exceed the threshold temperature Tmax in S106, the image formation process speed of image forming apparatus 100 is reduced in S107, and fixing process is performed with the control target temperatures of thermistors T1-1 to T1-4 reduced. By reducing the image formation process speed, fixing can be ensured even at a lower temperature compared to full speed, and the temperature rise in non-paper passing areas can also be suppressed.

以上の処理を繰り返し行い、S108でプリントJOBの終了を検知すると、S109でリレー430とリレー440をOFFし、S110で画像形成の制御シーケンスを終了する。 The above process is repeated, and when the end of the print job is detected in S108, relays 430 and 440 are turned OFF in S109, and the image formation control sequence ends in S110.

(実施例2)
次に実施例1で説明したヒータ300及びヒータの制御回路400を、ヒータ600及び制御回路700に変更した実施例2を説明する。実施例1と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。実施例2のヒータ600は、ヒータ300と比べて摺動面層1の構成が異なっている。制御回路700は、発熱ブロックHB1~HB7を全て独立制御可能な構成となっている。
Example 2
Next, a second embodiment will be described in which the heater 300 and the heater control circuit 400 described in the first embodiment are replaced with a heater 600 and a control circuit 700. The same components as those in the first embodiment are designated by the same symbols and will not be described. The heater 600 of the second embodiment has a different configuration of the slide surface layer 1 compared to the heater 300. The control circuit 700 is configured to be able to independently control all of the heat generating blocks HB1 to HB7.

図6は実施例2のヒータ600の構成図を示している。摺動面層1以外の構成は、ヒータ300と同じため説明を省略する。 Figure 6 shows a configuration diagram of a heater 600 of Example 2. The configuration other than the sliding surface layer 1 is the same as that of the heater 300, so a description is omitted.

ヒータ600の摺動面層1には、発熱ブロックHB1~HB7夫々の温度を検知するための、サーミスタT3-1a~T3-4a、T3-1b~T3-3b、T4-4a~T4-7a、T4-5b~T4-7b、及びT5が配置されている。発熱ブロックHB1~HB7の全てに、二つ以上のサーミスタを対応させているため、サーミスタが一つ故障した場合でも、全ての発熱ブロックの温度を検知できる構成となっている。 Thermistors T3-1a to T3-4a, T3-1b to T3-3b, T4-4a to T4-7a, T4-5b to T4-7b, and T5 are arranged on the sliding surface layer 1 of the heater 600 to detect the temperature of each of the heat generating blocks HB1 to HB7. Since two or more thermistors are associated with each of the heat generating blocks HB1 to HB7, the temperature of all of the heat generating blocks can be detected even if one thermistor breaks down.

サーミスタグループTG3は、7つのサーミスタT3-1a~T3-4a及びT3-1b~T3-3bと、導電パターンET3-1a~ET3-4a、ET3-3b、ET3-12bと、共通導電パターンEG3を有する。 Thermistor group TG3 has seven thermistors T3-1a to T3-4a and T3-1b to T3-3b, conductive patterns ET3-1a to ET3-4a, ET3-3b, and ET3-12b, and a common conductive pattern EG3.

同様に、サーミスタグループTG4は、7つのサーミスタT4-4a~T4-7a及びサーミスタT4-5b~T4-7bと、導電パターンET4-4a~ET4-7a、ET4-5b、ET4-67bと、共通導電パターンEG4を有する。 Similarly, thermistor group TG4 has seven thermistors T4-4a to T4-7a and thermistors T4-5b to T4-7b, conductive patterns ET4-4a to ET4-7a, ET4-5b, and ET4-67b, and a common conductive pattern EG4.

まずは、サーミスタグループTG3の説明を行う。サーミスタT3-1bとサーミスタT3-2bは発熱ブロックHB1とHB2の温度を検知するためのサーミスタであり、導電パターンET3-12bと、共通導電パターンEG3の間に、二つのサーミスタが並列接続された構成となっている。発熱ブロックHB1とHB2のどちらか一方の温度が上昇した場合でも、サーミスタT3-1bとサーミスタT3-2bのどちらか一方の抵抗値が大きく低下する。このため、発熱ブロックHB1とHB2の両方の温度検知を、一本の、サーミスタの抵抗値検出用の導電パターンET3-12bで行うことができる。従って、サーミスタT3-1bとサーミスタT3-2bのそれぞれに導電パターンを接続し配線する場合に比べて、導電パターンの配線を形成するコストを低減することができる。また、基板305短手方向の幅を短くすることができる。同様に、サーミスタT4-6bとサーミスタT4-7bも並列接続されている。 First, the thermistor group TG3 will be described. Thermistor T3-1b and thermistor T3-2b are thermistors for detecting the temperatures of heat generating blocks HB1 and HB2, and are configured to be connected in parallel between conductive pattern ET3-12b and common conductive pattern EG3. Even if the temperature of either heat generating block HB1 or HB2 rises, the resistance value of either thermistor T3-1b or thermistor T3-2b drops significantly. For this reason, the temperature detection of both heat generating blocks HB1 and HB2 can be performed by a single conductive pattern ET3-12b for detecting the resistance value of the thermistor. Therefore, the cost of forming the wiring of the conductive pattern can be reduced compared to the case where a conductive pattern is connected and wired to each of thermistors T3-1b and T3-2b. In addition, the width of the short side of the substrate 305 can be shortened. Similarly, thermistor T4-6b and thermistor T4-7b are also connected in parallel.

共通導電パターンEG3とEG4は、導電パターンEG34によって基板305上で接続されており、図7で説明する断線検知に用いている。断線検知を行うことで、断線故障時の安全性を高めることができる。 The common conductive patterns EG3 and EG4 are connected on the substrate 305 by the conductive pattern EG34, and are used for disconnection detection, which will be described in FIG. 7. By detecting disconnection, safety can be improved in the event of a disconnection failure.

一つの発熱ブロックHB3に対して、二つのサーミスタT3-3aとサーミスタT3-3bが設置されており、抵抗値検出用の導電パターンET3-3aと、ET3-3bと、共通導電パターンEG3によって、それぞれ温度検出可能な構成となっている。 Two thermistors, T3-3a and T3-3b, are installed for each heat generating block HB3, and the temperature can be detected by conductive patterns ET3-3a and ET3-3b for resistance value detection, and a common conductive pattern EG3.

発熱ブロックHB3の範囲において、搬送基準位置Xから遠い位置に配置されているサーミスタT3-3bは端部温度検知用のサーミスタであり、搬送基準位置Xに近い位置に配置されているサーミスタT3-3aは温調用サーミスタである。必要に応じて、一つの発熱ブロックに複数のサーミスタを設けても良い。 Within the range of the heat generating block HB3, the thermistor T3-3b located far from the transport reference position X is a thermistor for detecting the end temperature, and the thermistor T3-3a located closer to the transport reference position X is a thermistor for temperature control. If necessary, multiple thermistors may be provided in one heat generating block.

サーミスタグループTG4の説明は、サーミスタグループTG3と同じため、説明を省略する。 The explanation for thermistor group TG4 is the same as for thermistor group TG3, so it will be omitted.

サーミスタT5は、抵抗値検出用の導電パターンET5とEG5の間に形成された単独のサーミスタである。必要に応じて、単独のサーミスタを、サーミスタグループと組み合わせて用いても良い。 Thermistor T5 is a standalone thermistor formed between conductive patterns ET5 and EG5 for detecting resistance values. If necessary, a standalone thermistor may be used in combination with a thermistor group.

図7は実施例2のヒータ600の制御回路700の回路図を示す。ヒータ600の電力制御は、トライアック711~トライアック717の通電/遮断により行われる。トライアック711~717は、それぞれ、CPU420からのFUSER1~FUSER7信号に従って動作する。ヒータ600の制御回路700は、7つのトライアック711~717によって、7つの発熱ブロックHB1~HB7を独立制御可能な回路構成となっている。 Figure 7 shows a circuit diagram of the control circuit 700 of the heater 600 of the second embodiment. Power control of the heater 600 is performed by turning on/off the triacs 711 to 717. The triacs 711 to 717 operate according to the FUSER1 to FUSER7 signals from the CPU 420, respectively. The control circuit 700 of the heater 600 has a circuit configuration that allows the seven heat generating blocks HB1 to HB7 to be independently controlled by the seven triacs 711 to 717.

次にヒータ600の温度検知方法について説明する。CPU420には、電圧Vccを、サーミスタグループTG3のサーミスタT3-1a~T3-4a、T3-1b、T3-2bの抵抗値と抵抗751~756の抵抗値で分圧した信号(Th3-1a~Th3-4a、Th3-3b、Th3-12b)が入力する。同様に、CPU420には、電圧Vccを、サーミスタグループTG4のサーミスタT4-4a~T4-7a、T4-5b~T4-7bの抵抗値と、抵抗771~776の抵抗値で分圧した信号が入力する。この信号はTh4-4a~Th4-7a、Th4-5b、Th4-67bで示してある。同様に、CPUには、サーミスタT5の抵抗値と抵抗761の抵抗値で分圧した信号(Th5)が入力する。CPU420は、入力した各信号を、そのレベルに応じた温度に換算する。 Next, a method for detecting the temperature of the heater 600 will be described. Signals (Th3-1a to Th3-4a, Th3-3b, Th3-12b) obtained by dividing voltage Vcc by the resistance values of thermistors T3-1a to T3-4a, T3-1b, and T3-2b in thermistor group TG3 and resistors 751 to 756 are input to the CPU 420. Similarly, signals obtained by dividing voltage Vcc by the resistance values of thermistors T4-4a to T4-7a, T4-5b to T4-7b in thermistor group TG4 and resistors 771 to 776 are input to the CPU 420. These signals are shown as Th4-4a to Th4-7a, Th4-5b, and Th4-67b. Similarly, a signal (Th5) obtained by dividing the resistance of thermistor T5 and resistor 761 is input to the CPU. The CPU 420 converts each input signal into a temperature according to its level.

CPU420は、各発熱ブロックの設定温度(制御目標温度)と、各サーミスタの検知温度に基づき、例えばPI制御により、供給電力を算出する。更に、算出した供給電力を、対応する位相角(位相制御)や波数(波数制御)等の制御タイミングに換算し、この制御タイミングでトライアック711~717を制御している。 The CPU 420 calculates the supply power, for example by PI control, based on the set temperature (control target temperature) of each heat generating block and the detected temperature of each thermistor. Furthermore, the calculated supply power is converted into control timing such as the corresponding phase angle (phase control) and wave number (wave number control), and the triacs 711 to 717 are controlled with this control timing.

次にリレー430及びリレー440を用いた保護回路の動作について説明する。サーミスタグループTG3のTh3-1a~Th3-4a信号及びサーミスタグループTG4のTh4-5b、Th4-67b信号に基づき、検知温度の何れか一つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部431はラッチ部432を動作させる。 Next, the operation of the protection circuit using relays 430 and 440 will be described. When any one of the detected temperatures exceeds a predetermined value set based on the Th3-1a to Th3-4a signals of thermistor group TG3 and the Th4-5b and Th4-67b signals of thermistor group TG4, the comparator 431 operates the latch unit 432.

同様に、サーミスタグループTG4のTh4-4a~Th4-7a信号及びサーミスタグループTG3のTh3-3b、Th3-12b信号に基づき、検知温度の何れか一つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部441はラッチ部442を動作させる。 Similarly, when any one of the detected temperatures exceeds a predetermined value set based on the Th4-4a to Th4-7a signals of thermistor group TG4 and the Th3-3b and Th3-12b signals of thermistor group TG3, the comparator 441 activates the latch unit 442.

次に断線検知回路780の説明を行う。断線検知回路780は、共通導電パターンEG3及びEG4が断線した場合の安全性を高めるために用いる回路である。 Next, we will explain the disconnection detection circuit 780. The disconnection detection circuit 780 is a circuit used to increase safety in the event that the common conductive patterns EG3 and EG4 are disconnected.

断線検知回路780の回路動作を説明する。共通導電パターンEG3とEG4の接続が断線した場合、抵抗781及び抵抗782により電源電圧Vccにプルアップされるため、断線検知信号ThSafeはHigh状態となる。尚、抵抗781及び抵抗782は抵抗のショート故障を考慮して、二つの抵抗を配置している。断線検知信号ThSafeがHigh状態になると、ラッチ部432及びラッチ部442を動作させる。 The circuit operation of the disconnection detection circuit 780 will be described. If the connection between the common conductive patterns EG3 and EG4 is broken, the disconnection detection signal ThSafe goes to a high state because it is pulled up to the power supply voltage Vcc by resistors 781 and 782. Note that resistors 781 and 782 are provided as two resistors in consideration of resistor short failures. When the disconnection detection signal ThSafe goes to a high state, it activates latch units 432 and 442.

次に、断線検知回路780及び導電パターンEG34の効果を説明する。まず、導電パターンEG34と断線検知回路780の両方を有しておらず、実施例1の構成と同じく、共通導電パターンEG3と共通導電パターンEG4が、それぞれGNDに接続されている場合について説明する。この場合、共通導電パターンEG3が断線すると、サーミスタグループTG3のサーミスタが全て動作しなくなるため、発熱ブロックHB1~HB3への給電をストップする保護回路が働かなくなる。同様に、共通導電パターンEG4が断線すると、サーミスタグループTG4のサーミスタが全て動作しなくなるため、発熱ブロックHB5~HB7への給電をストップする保護回路が働かなくなる。 Next, the effects of the disconnection detection circuit 780 and the conductive pattern EG34 will be described. First, a case will be described in which neither the conductive pattern EG34 nor the disconnection detection circuit 780 is provided, and the common conductive patterns EG3 and EG4 are each connected to GND, as in the configuration of the first embodiment. In this case, if the common conductive pattern EG3 is disconnected, all the thermistors in the thermistor group TG3 will no longer function, and the protection circuit that stops the supply of power to the heat generating blocks HB1 to HB3 will no longer function. Similarly, if the common conductive pattern EG4 is disconnected, all the thermistors in the thermistor group TG4 will no longer function, and the protection circuit that stops the supply of power to the heat generating blocks HB5 to HB7 will no longer function.

次に、共通導電パターンEG3とEG4を接続する導電パターンEG34は有しているものの、断線検知回路780を有しておらず、実施例1の構成と同じく、共通導電パターンEG3とEG4が、それぞれGNDに接続されている場合について説明する。この場合、導電パターンEG34の効果によって、共通導電パターンEG3とEG4のどちらか一方が断線した場合でも、導電パターンEG34を介してGNDに接続される。このため、サーミスタグループTG3及びTG4による温度検知は可能な状態となる。しかしながら、サーミスタグループTG3の導電パターン(ET3-1a~ET3-4aと、ET3-12b、ET3-3b、EG3)と制御回路700を接続する不図示のコネクタが抜けた場合、サーミスタグループTG3のサーミスタが全て動作しなくなる。このため、発熱ブロックHB1~HB3への給電をストップする保護回路が働かなくなる。同様に、サーミスタグループTG4の導電パターン(ET4-4a~ET4-7aと、ET4-67b、ET4-5b、EG4)と制御回路700を接続するコネクタが抜けた場合、サーミスタグループTG4のサーミスタが全て動作しなくなる。このため、発熱ブロックHB5~HB7への給電をストップする保護回路が働かなくなる。 Next, a case will be described in which, although there is a conductive pattern EG34 connecting the common conductive patterns EG3 and EG4, there is no disconnection detection circuit 780, and the common conductive patterns EG3 and EG4 are each connected to GND, as in the configuration of Example 1. In this case, due to the effect of the conductive pattern EG34, even if one of the common conductive patterns EG3 and EG4 is disconnected, it is connected to GND via the conductive pattern EG34. Therefore, temperature detection by the thermistor groups TG3 and TG4 is possible. However, if a connector (not shown) that connects the conductive patterns (ET3-1a to ET3-4a, ET3-12b, ET3-3b, EG3) of the thermistor group TG3 to the control circuit 700 is disconnected, all the thermistors of the thermistor group TG3 will no longer function. Therefore, the protection circuit that stops the power supply to the heat generating blocks HB1 to HB3 will no longer work. Similarly, if the connector connecting the conductive patterns of thermistor group TG4 (ET4-4a to ET4-7a, ET4-67b, ET4-5b, EG4) to the control circuit 700 is unplugged, all the thermistors in thermistor group TG4 will no longer function. As a result, the protection circuit that stops the power supply to heat generating blocks HB5 to HB7 will no longer function.

これに対して、本例の装置は、導電パターン体EG34と断線検知回路780を有している。これにより、共通導電パターンEG3、EG4が断線する故障や、サーミスタグループTG3やTG4と制御回路700とを接続するコネクタが抜けた場合、の両方の故障状態を検知することができる。 In contrast, the device of this example has a conductive pattern body EG34 and a disconnection detection circuit 780. This makes it possible to detect both fault conditions, such as a disconnection of the common conductive patterns EG3 and EG4, and a disconnection of the connector connecting the thermistor groups TG3 and TG4 to the control circuit 700.

図8は、CPU420による制御回路700の制御シーケンスを説明するフローチャートである。図5と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。 Figure 8 is a flowchart explaining the control sequence of the control circuit 700 by the CPU 420. The same symbols are used for configurations similar to those in Figure 5, and the explanation is omitted.

S201では、サーミスタT3-1aの検知温度(信号Th3-1a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック711をPI制御し、発熱ブロックHB1に供給する電力を制御する。 In S201, the triac 711 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB1 so that the temperature detected by thermistor T3-1a (signal Th3-1a) reaches a predetermined target temperature.

S202では、サーミスタT3-2aの検知温度(信号Th3-2a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック712をPI制御し、発熱ブロックHB2に供給する電力を制御する。 In S202, the triac 712 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB2 so that the temperature detected by thermistor T3-2a (signal Th3-2a) reaches a predetermined target temperature.

S203では、サーミスタT3-3aの検知温度(信号Th3-3a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック713をPI制御し、発熱ブロックHB3に供給する電力を制御する。 In S203, the triac 713 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB3 so that the temperature detected by thermistor T3-3a (signal Th3-3a) reaches a predetermined target temperature.

S204では、サーミスタT5の検知温度(信号Th5)が所定の目標温度に到達するように、トライアック714をPI制御し、発熱ブロックHB4に供給する電力を制御する。 In S204, triac 714 is PI controlled to control the power supplied to heat generating block HB4 so that the temperature detected by thermistor T5 (signal Th5) reaches a predetermined target temperature.

S205では、サーミスタT4-5aの検知温度(信号Th4-5a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック715をPI制御し、発熱ブロックHB5に供給する電力を制御する。 In S205, the triac 715 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB5 so that the temperature detected by thermistor T4-5a (signal Th4-5a) reaches a predetermined target temperature.

S206では、サーミスタT4-6aの検知温度(信号Th4-6a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック716をPI制御し、発熱ブロックHB6に供給する電力を制御する。 In S206, the triac 716 is PI controlled to control the power supplied to the heat generating block HB6 so that the temperature detected by thermistor T4-6a (signal Th4-6a) reaches a predetermined target temperature.

S207では、サーミスタT4-7aの検知温度(信号Th4-7a)が所定の目標温度に到達するように、トライアック717をPI制御し、発熱ブロックHB7に供給する電力を制御する。 In S207, triac 717 is PI controlled to control the power supplied to heat generating block HB7 so that the temperature detected by thermistor T4-7a (signal Th4-7a) reaches a predetermined target temperature.

S208では、ヒータ300の非通紙部昇温が所定の閾値温度(許容温度)Tmax以下であるか判断をおこなっている。 In S208, a determination is made as to whether the temperature rise in the non-paper passing area of the heater 300 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature (allowable temperature) Tmax.

S208で、サーミスタT3-4a、T4-4a、T3-3b、T4-5bの温度が閾値温度Tmax以下である場合、S108に進み、S108でプリントJOBの終了を検知するまで、S201~S208の制御を繰り返す。 If in S208 the temperatures of thermistors T3-4a, T4-4a, T3-3b, and T4-5b are equal to or lower than the threshold temperature Tmax, the process proceeds to S108, and the control of S201 to S208 is repeated until the end of the print job is detected in S108.

(実施例3)
図9のヒータ800は、発熱抵抗体802を定着ニップ部Nの側に配置し、サーミスタグループTG6を定着ニップ部Nの反対側に配置した場合の例である。実施例1と同様の構成については同一の記号を用いて説明を省略する。
Example 3
9 is an example in which a heating resistor 802 is disposed on the side of the fixing nip portion N, and a thermistor group TG6 is disposed on the opposite side of the fixing nip portion N. Configurations similar to those in the first embodiment are designated by the same symbols and will not be described.

図9(A)はヒータ800の中央部(搬送基準位置X付近)の断面図を示している。裏面層1には導電パターンのみを形成しており、その上からチップサーミスタT6-2を接着している。810及び811はチップサーミスタT6-2の電極である。チップサーミスタT6-2には、電極810と電極811を介して、導電パターンEG6と導電パターンET6-2が接続されている。ヒータ800のように、サーミスタグループTG6を定着ニップ部Nの反対側に配置することで、摺動面層に必要な平坦性は不要となり、厚みのあるチップサーミスタT6-2を設置できる。 Figure 9 (A) shows a cross-sectional view of the center of heater 800 (near transport reference position X). Only a conductive pattern is formed on back surface layer 1, and chip thermistor T6-2 is adhered from above. 810 and 811 are electrodes of chip thermistor T6-2. Conductive patterns EG6 and ET6-2 are connected to chip thermistor T6-2 via electrodes 810 and 811. By arranging thermistor group TG6 on the opposite side of fixing nip portion N as in heater 800, the flatness required for the sliding surface layer is not required, and a thick chip thermistor T6-2 can be installed.

ヒータ800の裏面層1に設けられたサーミスタグループTG6は、3つのチップサーミスタT6-1~T6-3と、サーミスタの抵抗値検出用の導電パターンET6-1~ET6-3と、共通導電パターンEG6を有している。 The thermistor group TG6 provided on the back surface layer 1 of the heater 800 has three chip thermistors T6-1 to T6-3, conductive patterns ET6-1 to ET6-3 for detecting the resistance values of the thermistors, and a common conductive pattern EG6.

ヒータ800の摺動面層1には、3つの発熱ブロックHB1~HB3が設けられている。発熱抵抗体802は、802-1~802-3に3分割されており、第1の導電体801と、3つに分割された第2の導電体803-1~803-3を介して電力供給されている。第2の導電体803-1~803-3は電極E1~E3に接続されており、第1の導電体801は電極E8に接続されている。電極E8を共通電極として、電極E1~E3にそれぞれトライアック等のスイッチ素子を設けることで、3つの発熱ブロックHB1~HB3を独立に制御可能な構成となっている。ヒータ800の摺動面層2には、摺動性と絶縁性を有したガラスが保護層808として設けてある。 The heater 800 has three heat generating blocks HB1 to HB3 on the sliding surface layer 1. The heating resistor 802 is divided into three parts 802-1 to 802-3, and power is supplied via the first conductor 801 and the three divided second conductors 803-1 to 803-3. The second conductors 803-1 to 803-3 are connected to the electrodes E1 to E3, and the first conductor 801 is connected to the electrode E8. The three heat generating blocks HB1 to HB3 can be controlled independently by providing switching elements such as triacs on the electrodes E1 to E3, with the electrode E8 as a common electrode. The heater 800 has a protective layer 808 made of glass having both sliding and insulating properties.

ところで、ヒータ800では、発熱ブロックHB1~HB3に給電を行うために、第1の導電体801と、第2の導電体803を、ヒータ短手方向の両端に配線する必要がある。そのため、特に、発熱ブロック数が増加すると、第1の導電体801と、第2の導電体803を配線するための面積が増加してしまい、ヒータが大型化してしまう。 In the heater 800, in order to supply power to the heat generating blocks HB1 to HB3, it is necessary to wire the first conductor 801 and the second conductor 803 to both ends of the heater in the short direction. Therefore, particularly when the number of heat generating blocks increases, the area for wiring the first conductor 801 and the second conductor 803 increases, and the heater becomes larger.

実施例1で説明したヒータ300及び実施例2で説明したヒータ600のように、発熱領域内に電極E2~E6を設けると、第1の導電体301と第2の導電体303の配線に必要な面積が不要となるため、ヒータを大型化せずに、発熱ブロック数を増加できる。発熱領域内に電極E2~E6を設ける構成では、電気接点C2~C6を接続させるために、定着ニップ部Nの反対側に電極E2~電極E6を設ける必要がある。そのため、発熱ブロック(HB1~HB7)を定着ニップ部Nの反対側に形成し、サーミスタグループ(TG1、TG2、TG3、TG4)を定着ニップ部Nの側に形成する構成が有効である。 When electrodes E2 to E6 are provided within the heat generating region, as in heater 300 described in Example 1 and heater 600 described in Example 2, the area required for wiring first conductor 301 and second conductor 303 is not required, so the number of heat generating blocks can be increased without increasing the size of the heater. In a configuration in which electrodes E2 to E6 are provided within the heat generating region, electrodes E2 to E6 must be provided on the opposite side of the fixing nip N to connect electrical contacts C2 to C6. For this reason, it is effective to form the heat generating blocks (HB1 to HB7) on the opposite side of the fixing nip N and form the thermistor group (TG1, TG2, TG3, TG4) on the fixing nip N side.

発熱ブロック数が少ない場合には、本実施例で説明したヒータ800のように、複数のチップサーミスタを用いたサーミスタグループTG6を、定着ニップ部Nの反対側に配置する方法を適用できる。 When the number of heat generating blocks is small, a method can be applied in which a thermistor group TG6 using multiple chip thermistors is placed on the opposite side of the fixing nip portion N, as in the heater 800 described in this embodiment.

(実施例4)
図10に示す実施例4は、実施例1や実施例2のヒータに対して、発熱抵抗体の形状が異なっている。図10(A)に示すヒータ900の発熱抵抗体902a、902bは、長手方向において連続している(分割されていない)。
Example 4
The heater of Example 4 shown in Fig. 10 has a different shape of the heating resistor from the heaters of Examples 1 and 2. Heating resistors 902a and 902b of a heater 900 shown in Fig. 10(A) are continuous (not divided) in the longitudinal direction.

図10(A)は、ヒータ900の裏面層1の平面図である。導電体303は、長手方向に7分割されているため、発熱体902a、902bは、発熱ブロックHB1~HB7の領域で、独立に温度制御が可能な構成となっている。ヒータ900は、発熱体902a、902bを分割していないので、導電体303の分割された隙間領域においても長手方向において連続して発熱し、発熱量が0(ゼロ)になる領域がないため、長手方向においてヒータをより均一に発熱させることができる。 Figure 10 (A) is a plan view of the back surface layer 1 of the heater 900. The conductor 303 is divided into seven parts in the longitudinal direction, so that the heating elements 902a and 902b are configured to be able to control the temperature independently in the regions of the heat generating blocks HB1 to HB7. As the heating elements 902a and 902b of the heater 900 are not divided, the heater generates heat continuously in the longitudinal direction even in the gap regions where the conductor 303 is divided, and there is no region where the heat generation amount becomes 0 (zero), so the heater can generate heat more uniformly in the longitudinal direction.

図10(B)に示すヒータ1000は、発熱抵抗体1002a、1002bが、更に並列接続した複数の発熱抵抗体に分割されているものである。 The heater 1000 shown in FIG. 10(B) is one in which the heating resistors 1002a and 1002b are further divided into multiple heating resistors connected in parallel.

図10(B)は、ヒータ1000の裏面層1の平面図である。発熱抵抗体1002aは複数に分割されており、導電体303と、導電体301aの間に並列接続されている。同様に、発熱抵抗体1002bは複数に分割されており、導電体303と、導電体301aの間に並列接続されている。 Figure 10 (B) is a plan view of the back surface layer 1 of the heater 1000. The heating resistor 1002a is divided into multiple parts and connected in parallel between the conductor 303 and the conductor 301a. Similarly, the heating resistor 1002b is divided into multiple parts and connected in parallel between the conductor 303 and the conductor 301a.

発熱抵抗体1002a、1002bの分割された発熱抵抗体は、ヒータ1000の長手方向及び短手方向に対して傾けて配置されており、ヒータ1000の長手方向でオーバーラップしている。これにより、分割された複数の発熱抵抗体の間の間隙部の影響を低減し、ヒータ1000の長手方向の発熱分布の均一性を改善できる。また、ヒータ1000では、発熱ブロック間の間隙部についても、隣り合う発熱ブロックの最も端部の分割された発熱抵抗体同士が長手方向でオーバーラップしているので、ヒータ1000の長手方向の発熱分布をより均一にできる。隣り合う発熱ブロックの最も端部の発熱抵抗体同士とは、例えば発熱ブロックHB1の右端の発熱抵抗体と、発熱ブロックHB2の左端の発熱抵抗体である。 The divided heating resistors of the heating resistors 1002a and 1002b are arranged at an angle to the longitudinal and lateral directions of the heater 1000, and overlap in the longitudinal direction of the heater 1000. This reduces the effect of the gaps between the divided heating resistors, and improves the uniformity of the heat distribution in the longitudinal direction of the heater 1000. In addition, in the heater 1000, the divided heating resistors at the extreme ends of adjacent heating blocks overlap in the longitudinal direction even in the gaps between the heating blocks, so that the heat distribution in the longitudinal direction of the heater 1000 can be made more uniform. The extreme end heating resistors of adjacent heating blocks are, for example, the heating resistor at the right end of the heating block HB1 and the heating resistor at the left end of the heating block HB2.

また、発熱抵抗体1002a、1002bの発熱分布は、分割された発熱抵抗体の幅、長さ、間隔、傾き等を調整することで行うことができる。ヒータ900やヒータ1000の構成を採用することで、複数の発熱ブロック間の間隙部における温度ムラを抑制できる。 The heat distribution of the heating resistors 1002a and 1002b can be adjusted by adjusting the width, length, spacing, inclination, etc. of the divided heating resistors. By adopting the configuration of heater 900 or heater 1000, it is possible to suppress temperature unevenness in the gaps between multiple heating blocks.

(実施例5)
図11は、実施例1に示した制御回路400において、各発熱ブロックへ流す電流波形を示したものである。図11(A)は、ヒータ300に供給する電力のデューティ比毎に設定された、トライアック411の駆動パターン(発熱ブロックHB4に流す電流波形のテーブル)である。同様に、図11(B)は、トライアック412~414の駆動パターン(発熱ブロックHB1~HB3、HB5~HB7に流す電流波形のテーブル)である。
Example 5
Fig. 11 shows the waveforms of currents passed through each heat generating block in the control circuit 400 shown in the first embodiment. Fig. 11(A) shows the drive patterns of the triac 411 (a table of the waveforms of currents passed through the heat generating block HB4) set for each duty ratio of the power supplied to the heater 300. Similarly, Fig. 11(B) shows the drive patterns of the triacs 412 to 414 (a table of the waveforms of currents passed through the heat generating blocks HB1 to HB3, HB5 to HB7).

CPU420は、1制御周期毎にヒータに供給する電力のレベル(デューティ比)を算出すると、デューティ比に応じた波形を、供給する発熱ブロック毎に選択する。本実施例の制御方法では、4半波を1制御周期として、各トライアックの通電制御パターンを設定し、ヒータ300供給する電力の制御を行なっている。 The CPU 420 calculates the level of power (duty ratio) to be supplied to the heater for each control cycle, and selects a waveform corresponding to the duty ratio for each heat generating block to be supplied. In the control method of this embodiment, four half waves constitute one control cycle, and the current control pattern for each triac is set to control the power supplied to the heater 300.

以下、デューティ比25%の場合のトライアック411の通電制御パターンの例について説明する。図11(A)に示すトライアック411の通電制御パターンAでは、1半波~2半波を90°の位相角で制御して50%の電力を供給し、3半波~4半波をOFFしている。このため、ヒータ300の発熱ブロックHB4には平均で25%の電力が供給されている。通電制御パターンAは、1半波~2半波に位相制御を行う通電パターンである。 Below, an example of the current control pattern of the triac 411 when the duty ratio is 25% is described. In the current control pattern A of the triac 411 shown in FIG. 11(A), the first half wave to the second half wave are controlled at a phase angle of 90° to supply 50% power, and the third half wave to the fourth half wave are turned off. Therefore, an average of 25% power is supplied to the heat generating block HB4 of the heater 300. Current control pattern A is a current control pattern that performs phase control on the first half wave to the second half wave.

また、図11(B)に示すトライアック412~414の通電制御パターンでは、3半波~4半波を90°の位相角で制御して50%の電力を供給し、1半波~2半波をOFFしている。このため、ヒータ300の発熱ブロックHB1~HB3、HB5~HB7には平均で25%の電力が供給されている。通電制御パターンBは、3半波~4半波に位相制御を行う通電パターンである。 In addition, in the current control pattern of triacs 412-414 shown in FIG. 11(B), the third to fourth half waves are controlled at a phase angle of 90° to supply 50% power, and the first to second half waves are turned off. Therefore, an average of 25% power is supplied to the heat generating blocks HB1-HB3 and HB5-HB7 of the heater 300. Current control pattern B is a current control pattern that performs phase control on the third to fourth half waves.

ヒータ300の発熱ブロックHB4は他の発熱ブロックよりも抵抗値が低いため、その他の発熱ブロックに比べて位相制御時の電流の変動量が大きくなる。そこで、本例では、発熱ブロックHB4に位相制御の電流が流れるタイミング(1半波~2半波)と、その他の発熱ブロックHB1~HB3、HB5~HB7に位相制御の電流が流れるタイミング(3半波~4半波)をずらしている。これにより、ヒータ300全体に流れる位相制御電流の変動値を抑えることができる。25%以外のデューティ比の場合も同様である。 The heat generating block HB4 of the heater 300 has a lower resistance than the other heat generating blocks, and therefore experiences a larger fluctuation in current during phase control than the other heat generating blocks. Therefore, in this example, the timing at which the phase control current flows through the heat generating block HB4 (1 half wave to 2 half wave) is shifted from the timing at which the phase control current flows through the other heat generating blocks HB1 to HB3 and HB5 to HB7 (3 half wave to 4 half wave). This makes it possible to suppress the fluctuation in the phase control current flowing through the entire heater 300. The same applies for duty ratios other than 25%.

図11に示したように、複数のトライアックの制御タイミングを同期させて制御(複数トライアックの同期制御)させることで、本例では、像加熱装置200の高調波電流を低減できる。図11は同期制御の一例であり、例えば、フリッカを低減させるように、複数トライアックの同期制御を行っても良い。 As shown in FIG. 11, in this example, the harmonic current of the image heating device 200 can be reduced by synchronizing the control timing of multiple triacs (synchronous control of multiple triacs). FIG. 11 is an example of synchronous control, and synchronous control of multiple triacs may be performed to reduce flicker, for example.

尚、制御回路700のトライアック711~717についても、同様の方法によって複数トライアックの同期制御を行うことができる。 Furthermore, the same method can be used to synchronously control multiple triacs 711 to 717 in the control circuit 700.

複数トライアックの同期制御によるメリットは、高調波電流やフリッカが低減できることや、ヒータ300の総抵抗値を低く設定しても、高調波電流やフリッカの規格を満足することができることである。ヒータ300の抵抗値を低く設定できれば、交流電源401からヒータ300に供給可能な最大電力をより大きくすることができる。 The advantage of synchronous control of multiple triacs is that harmonic currents and flicker can be reduced, and standards for harmonic currents and flicker can be satisfied even if the total resistance value of the heater 300 is set low. If the resistance value of the heater 300 can be set low, the maximum power that can be supplied from the AC power source 401 to the heater 300 can be increased.

上述した複数の実施例は、記録材の幅方向の中央を搬送基準位置Xに合わせて搬送する中央基準のプリンタを用いて説明した。しかしながら、本発明は、ヒータの長手方向の一方の端部を搬送基準位置として、記録材の幅方向の一方の端部を搬送基準位置に合わせて搬送する片側基準のプリンタにも適用できる。 The above-mentioned embodiments have been described using a center-based printer that aligns the center of the recording material in the width direction with the transport reference position X. However, the present invention can also be applied to a one-sided printer that uses one end of the heater in the longitudinal direction as the transport reference position and transports the recording material such that one end of the recording material in the width direction is aligned with the transport reference position.

200 像加熱装置
300 ヒータ
301 第1の導電体
302 発熱抵抗体
303 第2の導電体
305 基板
E1~E7、E8-1、E8-2 電極
HB1~HB7 発熱ブロック
200 Image heating device 300 Heater 301 First conductor 302 Heating resistor 303 Second conductor 305 Substrate E1 to E7, E8-1, E8-2 Electrodes HB1 to HB7 Heating block

Claims (2)

筒状のフィルムと、
前記フィルムの内部空間に設けられているヒータであって、基板と、前記基板に設けられており電力の供給により発熱する第1の発熱ブロックと、前記基板の長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた位置とは異なる位置に設けられており電力の供給により発熱する第2の発熱ブロックと、を有するヒータと、
前記フィルムの外周面に接触するローラであって、前記ヒータとの間に前記フィルムを挟み込み前記フィルムとの間に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する前記ローラと、
前記第1の発熱ブロックに供給する電力を制御するための第1のスイッチ素子と、
前記第2の発熱ブロックに供給する電力を制御するための第2のスイッチ素子と、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、
を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着装置において、
前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域には複数の温度センサであって、夫々の出力が前記制御部に入力する前記複数の温度センサが設けられており、
前記複数の温度センサは、第1センサと、第2センサと、第3センサを有し、
前記第1センサは前記長手方向において記録材の搬送基準位置付近に設けられており、
前記第2センサは前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域内の一方の端部位置に設けられており、
前記第3センサは前記長手方向において前記第1の発熱ブロックが設けられた領域内の他方の端部位置に設けられている、
ことを特徴とする定着装置。
A cylindrical film;
a heater provided in an internal space of the film, the heater having a substrate, a first heat generating block provided on the substrate and generating heat when supplied with electric power, and a second heat generating block provided at a position different from the position at which the first heat generating block is provided in the longitudinal direction of the substrate and generating heat when supplied with electric power;
a roller that contacts an outer peripheral surface of the film, the roller sandwiching the film between the roller and the heater to form a nip portion for sandwiching and conveying a recording material between the roller and the film;
a first switch element for controlling power supplied to the first heat generating block;
a second switch element for controlling power supplied to the second heat generating block;
a control unit that controls the first switch element and the second switch element;
a fixing device for fixing a toner image formed on a recording material by heat to the recording material while nipping and conveying the recording material at the nip portion,
a plurality of temperature sensors are provided in the region in which the first heat generating block is provided in the longitudinal direction , the plurality of temperature sensors each having an output input to the control unit ;
the plurality of temperature sensors includes a first sensor, a second sensor, and a third sensor;
the first sensor is provided near a reference position for conveying the recording material in the longitudinal direction,
the second sensor is provided at one end position in the longitudinal direction within a region in which the first heat generating block is provided,
the third sensor is provided at the other end position in the longitudinal direction within the region in which the first heat generating block is provided;
A fixing device comprising:
記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項1に記載された定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
an image forming unit for forming a toner image on a recording material;
A fixing unit that heats and fixes a toner image formed on a recording material to the recording material,
2. An image forming apparatus, comprising: a fixing section comprising the fixing device according to claim 1.
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