(57)【要約】      （修正有）【課題】単純しすぎるＴＣＯ監視およびＣＳＣの排除。【解決手段】改良型定着器２００は、画像化される用紙に接触する定着器ロールの表面に均一性を提供する加熱器９０Ａを含む。本加熱器は、抵抗エレメントの外部セグメントへ接続されかつ中心を見当合わせされた定着器を介して供給される用紙のサイズに従って抵抗エレメントの別々のセクションへ給電するように適合化される独立制御が可能な導電トレースにより、かつ冷点補償の必要なしに複数の用紙サイズを加熱するように成形される単一の抵抗エレメントを含むように構成される。【選択図】図２
2012048233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コピー用紙上に画像を印刷するように適合化される電子写真デバイスであって、
画像を処理して前記コピー用紙上へ記録するための画像装置と、
前記画像を現像するための現像装置と、
前記画像を前記コピー用紙上へ転写するための転写デバイスと、
前記画像を前記コピー用紙上へ定着するための定着器とを備え、前記定着器は、前記画像を前記コピー用紙上へ永続的に定着するために前記コピー用紙が通って運ばれるニップを間に形成する定着器ロールおよび加圧ロールを含み、かつ、前記定着器ロールは、複数のコピー用紙サイズに対応するために予め決められた幅で２つの外部セグメントを提供するように曲げられる単一の抵抗トレースを備える加熱器を含み、かつ複数の導電トレースは、前記抵抗トレースおよび外部セグメントの各々の独立制御を促進するために、複数の接点で前記抵抗トレースおよび前記外部セグメントへ接続される電子写真デバイス。
【請求項２】
唯一のサーマルカットアウトを含む、請求項１に記載の電子写真デバイス。
【請求項３】
前記複数の導電トレースは６つの導電トレースを備える、請求項２に記載の電子写真デバイス。
【請求項４】
前記抵抗トレースおよび外部セグメントへの前記複数の接点は６つの接点を備える、請求項３に記載の電子写真デバイス。
【請求項５】
前記抵抗トレースは３つの並行するセグメントを含むように構成される、請求項４に記載の電子写真デバイス。
【請求項６】
定着器を含む電子写真印刷機であって、前記定着器は、
加圧ロールと、
画像を前記コピー用紙上へ永続的に定着するためにコピー用紙が通って運ばれるニップを前記加圧ロールとの間に形成する定着器ロールとを備え、前記定着器ロールは、複数のコピー用紙サイズに対応するために予め決められた幅で２つの外部セグメントを提供するように構成される単一の抵抗トレースを有する加熱器を含み、かつ複数の導電トレースは、前記抵抗トレースおよび外部セグメントの各々の独立制御を促進するために、複数の接点で前記抵抗トレースおよび前記外部セグメントへ接続される電子写真印刷機。
【請求項７】
前記加熱器は単一の抵抗トレースを含む、請求項６に記載の電子写真印刷機。
【請求項８】
前記単一の抵抗トレースは３つの並行するセグメントを提供するように構成される、請求項７に記載の電子写真印刷機。
【請求項９】
コピー用紙上に画像を印刷するように適合化される印刷機であって、
画像を処理して前記コピー用紙上へ記録するための画像装置と、
前記画像を現像するための現像装置と、
前記画像を前記コピー用紙上へ転写するための転写デバイスと、
前記画像を前記コピー用紙上へ定着するための定着器とを備え、前記定着器は、前記画像を前記コピー用紙上へ永続的に定着するために前記コピー用紙が通って運ばれるニップを間に形成する定着器ロールおよび加圧ロールを含み、かつ、前記定着器ロールは単一の抵抗トレースを有する加熱器を含み、かつ前記単一の抵抗トレースは複数の点で、異なる幅のコピー用紙を加熱するために前記抵抗トレースを２つの外部セグメントにセグメント化する複数の導電トレースにより接触される印刷機。
【請求項１０】
前記抵抗トレースは６つの点で前記複数の導電トレースにより接触される、請求項９に記載の印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して静電写真複写機に関し、より具体的には、複数の用紙幅に対応するように適合化されかつ特に中心を見当合わせされるマシンにおいて有用な定着器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真または印刷またはコピーとして知られる静電写真印刷において、重要な１つの工程段階は「定着」として知られる。電子写真プロセスの定着段階において、用紙等の画像基材上へ像様式に置かれているトナー等の固体印字材料は、トナーを基材上へ融解または定着するために熱および／または圧力を加えられる。このようにして、耐久性のある染みのない画像が基材上に表示される。
【０００３】
商業用プリンタに使用されるような最も一般的な設計の定着装置は、間に基材が通って通過するためのニップを形成する、典型的には定着器ロールおよび加圧ロールと呼ばれる２つのロールを含む。典型的には、定着器ロールはさらに、その内側に配置される１つまたは複数の加熱エレメントを含み、これらは、内部に流される電流に反応して熱を放つ。加熱エレメントからの熱は、基材の定着されるべき画像を有する側面に接触している定着器ロールの表面を通過し、よって、熱と圧力との組合せによって画像が首尾良く定着される。例えば、米国特許第７，１９３，１８０号Ｂ２に示されているように、基材と、基材上に形成される第１の抵抗トレースと、第１のトレースと少なくとも部分的に重なる第２の抵抗トレースとを備える加熱器で定着器ベルトを加熱するように適合化される抵抗加熱器が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対処される必要がある課題は、単純に過ぎるＴＣＯ（サーマルカットアウト）監視およびＣＳＣ（冷点補償）の排除により中心見当合わせ基材をサポートする加熱器の構造である。接触加熱器エレメントの先行技術は、基材の縁見当合わせを用いて抵抗／導電トレースおよび接触設計を単純化している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、包含される加熱器設計は、その双方が異常温度に対する監視要件をサポートするために唯一のＴＣＯしか必要としない２つの選択肢を示す。開示する改良された定着器が含む加熱器は、抵抗エレメントの外部セグメントへ接続されかつ定着器を介して供給される用紙のサイズに従って抵抗エレメントの別々のセクションへ給電するように適合化される独立制御が可能な導電トレースにより、かつ冷点補償なしに複数の用紙サイズを加熱するように成形される単一の抵抗エレメントを含むように加熱器を構成することによって、画像化される用紙に接触する定着器の表面に均一性を与える。この加熱器構成を用いれば、安全目的で必要とされるサーマルカットオフは１つだけになり、これにより製造単価は低減されかつ定着器の加熱器設計の複雑さが低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示による定着装置の第１の実施形態を含む例示的なトナー画像式静電写真機械の関連エレメントを示す立面図である。
【図２】図１の定着装置を示す拡大端面略図である。
【図３】導電トレースへ接続されかつ独立制御が可能なセグメント化された抵抗トレースを使用する、図２の改良型定着器の第１の実施形態の加熱器部分を示す部分平面図である。
【図４】複数の用紙幅に対応するために複数の導電トレースとインタフェースする単一の抵抗トレースを使用する、改良型定着器の第２の実施形態の加熱器部分を示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１を参照すると、静電写真式またはトナー画像式マシン８が示されている。周知のように、画像形成可能な表面１２を有しかつ方向１３へ回転可能な電荷受容体または感光体１０は、荷電デバイス１４によって均一に荷電され、かつ露出デバイス１６によって像様に露出されて表面１２上に静電潜像を形成する。潜像はこの後、例えばこのような潜像へ帯電されたトナー粒子２２の供給を行うための現像剤ロール２０を含む現像装置１８によって現像される。現像剤ロール２０は、技術上よく知られているように、磁気ブラシロールまたはドナーロール等の様々な設計のうちの何れであってもよい。帯電されたトナー粒子２２は、潜像の適切に帯電された領域に付着する。感光体１０の表面は、次に、矢印１３が示すように、概して３０で示される転写ゾーンへ移動する。これと同時に、所望される画像が印刷されるべき印刷用紙２４が給紙スタック３６から引き出され、用紙経路４０に沿って転写ゾーン３０へ運ばれる。
【０００８】
転写ゾーン３０において、印刷用紙２４は、この時点でトナー粒子を付着している感光体１０の表面１２と接触されるか、少なくとも近接される。転写ゾーン３０におけるコロトロンまたは他の帯電ソース３２は、感光体１０上のトナー画像を印刷用紙２４へ静電的に転写させる。印刷用紙２４は次に、技術上よく知られているように、本開示による高精度加熱および定着装置２００を有する定着ステーションを含む後続ステーションへ、次には出力トレイ６０へと前進される。表面１２から印刷用紙２４へのトナー画像のこのような転写に続いて、表面１２に残存するトナー粒子は全て例えばクリーニングブレード４６を含むトナー画像露出表面清掃装置４４によって除去される。
【０００９】
さらに示されるように、複写機８は、概して参照数字９０で示されるコントローラまたは電子制御サブシステム（ＥＳＳ）を含み、これは好適には、中央処理装置（ＣＰＵ）と、電子記憶装置１０２と、ディスプレイまたはユーザインタフェース（ＵＩ）１００とを有するプログラム可能な自蔵式専用小型コンピュータである。ＵＩ１００において、ユーザは、複数の異なる既定サイズ用紙から印刷されるべき１つを選択することができる。従来のＥＳＳ９０は、センサ、ルックアップ表２０２および接続部を活用して、製造されて定着されるトナー画像の画素数等の画像データを読取り、捕捉し、作成しかつ処理することができる。従ってこれは、本開示による定着装置２００を含むマシン８のコンポーネントおよび他のサブシステムの主制御システムである。
【００１０】
図２を参照すると、静電写真複写機８における未定着トナー画像２１３の均一かつ高品質な加熱に適する、本開示による定着装置２００が詳細に示されている。図示されているように、定着装置２００は、高導電セラミック定着器ロール部材２１０と共に定着ニップ２０６を形成して取り付けられる回転可能な加圧部材２０４を含む。加熱器９０Ａは、定着器ロールベルト２１０の内径に接触して位置合わせされる。加熱器９０Ｂは、設計構造による必要性に応じた任意の選択肢である。従って、未定着トナー画像２１３を付着したコピー用紙２４は、高品質定着が行われるように矢印２１１の方向へ定着ニップ２０６を介して供給されることが可能である。
【００１１】
図３および図４には、中心を見当合わせされる事務機械における高速定着（ＳＵＲＦ）下の表面用に特に適合化された、本開示による加熱エレメントの改良された設計構造が開示されている。これらの構造は、使用される用紙サイズに依存して処理幅の交差領域を戦略的に有効化または無効化するために、抵抗加熱トレースに加えて１つまたは複数の導電トレースを使用する。これらのトレース設計を用いることにより、サーマルカットオフの数を僅か１つに減らすことができ、よって、製造単価（ＵＭＣ）は低減され、かつ定着器の加熱器設計の複雑さが低減される。
【００１２】
図３には、全基材幅に渡ってシステムの熱制御を提供しかつＣＳＣ依存の要件をなくする複数のトレース設計を使用する加熱器の構造が示されている。この構造は、個々の用紙サイズ上の加熱に対処する２つの別個かつ並行する外部セグメント２２１、２２２、２２３および２２４を提供するように曲げられる１つの抵抗エレメント２２０を含む。６つの導電トレース２３０、２３１、２３２、２３３、２３４および２３５は、６つの接点において個々のセグメントへ接続され、これにより、２つの外部セグメント２２１、２２２、２２３および２２４の独立制御が促進される。この構造は、単一または二重の抵抗経路を可能にする。さらに、これは、様々な稼働および暖機運転モード下での定着器ロールに対する全温度制御を見込み、かつより低いＵＭＣをもたらす単一のサーマルカットアウトの使用により安全基準への適合も提供する。この構造は、エネルギーを導電トレース接合部（抵抗トレースの低電力セクション）と直列して供給することにより冷点補償トレースの要件をなくし、よって、単一のトレース抵抗経路によって製造可能である。
【００１３】
図４には、エレメント設計の複雑さを減らす単一のトレース設計を提供するが、引き続き基材ベースの熱伝導性に依存してＣＳＣサポートを必要とする場合もある加熱器の代替実施形態３００が示されている。この改良型の定着器加熱器構造には、異なる幅の用紙を加熱するために抵抗エレメント３０１を２つの外部セグメントにセグメント化しかつ６つの異なるロケーションで抵抗エレメントに接触する導電トレース３１０、３１２、３１４、３１６、３１８および３２０により接触される単一の抵抗エレメント３０１が含まれている。この構造は二重の抵抗経路を必要とし、かつ双方の外部セグメントの独立制御を促進する。冷点補償は、エネルギーを導電トレース接合部と直列に供給することによって打ち消される。この構造も、単一のサーマルカットアウトを可能にする。
【００１４】
さらに、図３および図４の加熱器構造では、より高い熱導電性のセラミック基材の使用によって冷点補償要件も低減され、または排除される。
【００１５】
図３におけるセラミック部材２１０が、層上に導体／加熱器インタフェースを有する、摩擦被覆層（不図示）である熱伝導性のセラミック基材層２０２と、導体トレース２３０、２３１、２３２、２３３、２３４および２３５と、２つの別個かつ並行する外部セグメント２２１、２２２、２２３および２２４を提供するように曲げられる抵抗トレース２２０と、セラミックグレージング電気絶縁層（不図示）とを備えることは留意されるべきである。導電トレースにおいて送られる電力は、抵抗トレースへ配られてこれを加熱させる。熱は次に、熱伝導性のセラミック基材および低摩擦被覆層を介して定着器ロールへ伝達される。抵抗トレースは、セラミックグレージングによって電気絶縁される。
【００１６】
反復すると、本開示の実施形態は、抵抗トレースと導電トレースとの間の接点におけるセグメント化されたセラミック製定着器加熱器上の冷点という課題に対処する。画像領域内では、セグメントへの電気接触が必要とされるが、先行技術による加熱器設計は冷却に起因してこの場所に冷点を示す。本開示は、エネルギーを導電接合部と直列に供給することによってこの問題点を解決し、よって定着器ロールの全温度制御を可能にし、同時に単一のサーマルカットアウトの使用を介して安全基準も満たす。
【図１】
2012048233.tif 000003
【図２】
2012048233.tif 000004
【図３】
2012048233.tif 000005
【図４】
2012048233.tif 000006