JP5196884B2 - Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus - Google Patents
Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5196884B2 JP5196884B2 JP2007167475A JP2007167475A JP5196884B2 JP 5196884 B2 JP5196884 B2 JP 5196884B2 JP 2007167475 A JP2007167475 A JP 2007167475A JP 2007167475 A JP2007167475 A JP 2007167475A JP 5196884 B2 JP5196884 B2 JP 5196884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- substrate
- heating
- longitudinal direction
- heating resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 118
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 13
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 85
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 38
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 11
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 11
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920013651 Zenite Polymers 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- PGNWIWKMXVDXHP-UHFFFAOYSA-L zinc;1,3-benzothiazole-2-thiolate Chemical compound [Zn+2].C1=CC=C2SC([S-])=NC2=C1.C1=CC=C2SC([S-])=NC2=C1 PGNWIWKMXVDXHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置に用いれば好適な加熱体、及びこの加熱体を有する像加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating body suitable for use in a heat fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer, and an image heating apparatus having the heating body.
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する像加熱装置として、フィルム加熱方式の加熱定着装置がある。この定着装置は、セラミック製の基板上に発熱抵抗体を有するヒーターと、ヒーターに接触しつつ移動する円筒状の薄肉のフィルムと、フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。特許文献1、2にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー画像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、トナー画像が記録材上に加熱定着される。この定着装置は、ヒーターへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間(ファーストプリントアウトタイム(FPOT:first printout time))を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。 As an image heating apparatus mounted on an electrophotographic copying machine or printer, there is a film heating type heat fixing apparatus. The fixing device includes a heater having a heating resistor on a ceramic substrate, a thin cylindrical film that moves while in contact with the heater, a pressure roller that forms a nip portion with the heater via the film, Have Patent Documents 1 and 2 describe this type of fixing device. The recording material carrying the unfixed toner image is heated while being nipped and conveyed by the nip portion of the fixing device, and the toner image is heated and fixed on the recording material. This fixing device has an advantage that it takes a short time to start energization of the heater and raise the temperature to a fixing possible temperature. Therefore, a printer equipped with this fixing device can shorten the time (first printout time (FPOT)) from when a print command is input until the first image is output. This type of fixing device also has an advantage that power consumption during standby for waiting for a print command is small.
近年、画像形成装置の高速化、カラー化が求められている。これに伴い、定着装置のヒーターにより大きい電力を投入しなければならない。ヒーターに投入される電力が大きくなると、ヒーターへの電力供給を制御するための制御が不能になる。そのためにヒーターに対し大きな電力が連続して投入された状態に陥った際に、ヒーターが割れる、という問題が顕在化する。ヒーター割れが発生する原因は、ヒーターが高温になる事で発生する熱応力にある。また、発熱抵抗体が約1000℃近辺でヒーター割れが発生する。 In recent years, there has been a demand for speeding up and colorization of image forming apparatuses. Along with this, a larger electric power must be supplied to the heater of the fixing device. When the electric power supplied to the heater is increased, the control for controlling the electric power supply to the heater becomes impossible. Therefore, the problem that the heater breaks when a large electric power is continuously applied to the heater becomes apparent. The cause of the heater cracking is the thermal stress generated when the heater becomes hot. In addition, heater cracking occurs when the heating resistor is around 1000 ° C.
特許文献3には、ヒーターへの過剰電流の投入により複数の発熱抵抗体間でリークが発生することによる熱応力割れの発生を低減できる技術が開示されている。特許文献3に開示されているヒーターは、基板の長手方向に沿って設けられ通電により発熱する発熱抵抗体を基板の短手方向に並列に複数設け、その複数の発熱抵抗体の一端と他端にそれぞれ導体部を接続している。そして、基板の長手方向において複数の発熱抵抗体の間と導体部の間にそれぞれ空隙を形成するように複数の発熱抵抗体と導体部とを絶縁層によって被覆している。
本発明は、上記従来技術を更に発展させたものである。本発明の目的は、発熱抵抗体が基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有する構成のヒーターを用いた場合に、ヒーターに電流が流れ続ける暴走が起きても、ヒーターの割れを防止できる像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられるヒーターを提供することにある。 The present invention is a further development of the above prior art. The object of the present invention is that when a heater having a high resistance region having a resistance value higher than that of the central portion is used at both ends in the longitudinal direction of the substrate, a runaway in which a current continues to flow through the heater occurs. Another object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of preventing cracking of the heater and a heater used in the image heating apparatus .
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触し通電によって発熱するヒーターと、前記ヒーターと共に前記フィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、前記ヒーターの温度が所定の温度を超えた場合に前記ヒーターへの通電を遮断する安全素子と、を備え、前記ヒーターは、細長い基板と、前記基板の長手方向に沿って長く、前記基板の長手方向の端部で折りかえされたパターンで前記基板上に形成された発熱抵抗体と、前記基板の長手方向の同じ側の端部に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための2つの給電接点と、前記発熱抵抗体を覆う保護層と、を有し、前記保護層は、折りかえされた前記発熱抵抗体の間に、前記基板の長手方向に亘って隙間が設けられており、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送してトナー像を加熱する像加熱装置において、前記ヒーターの前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有し、前記ヒーターの前記保護層の両端部の前記高抵抗領域を覆う部分のうち前記給電接点に近い側の前記高抵抗領域を覆う部分のみについては、前記発熱抵抗体の前記中央部を覆う部分よりも厚みが厚いことを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係るヒーターの構成は、細長い基板と、前記基板の長手方向に沿って長く、前記基板の長手方向の端部で折りかえされたパターンで前記基板上に形成された発熱抵抗体と、前記基板の長手方向の同じ側の端部に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための2つの給電接点と、前記発熱抵抗体を覆う保護層と、を有し、前記保護層は、折りかえされた前記発熱抵抗体の間に、前記基板の長手方向に亘って隙間が設けられているヒーターにおいて、前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有し、前記保護層の両端部の前記高抵抗領域を覆う部分のうち前記給電接点に近い側の前記高抵抗領域を覆う部分のみについては、前記発熱抵抗体の前記中央部を覆う部分よりも厚みが厚いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image heating apparatus according to the present invention includes a cylindrical film, a heater that comes into contact with the inner surface of the film and generates heat when energized, and a nip portion is formed through the film together with the heater. And a safety element that cuts off power to the heater when the temperature of the heater exceeds a predetermined temperature, and the heater includes an elongated substrate and a longitudinal direction of the substrate. A heating resistor formed on the substrate in a pattern that is long and folded at the end in the longitudinal direction of the substrate, and provided at the end on the same side in the longitudinal direction of the substrate, and feeds the heating resistor And a protective layer covering the heating resistor, and the protective layer has a gap across the longitudinal direction of the substrate between the folded heating resistors. Established In the image heating apparatus for transporting a recording material carrying a toner image at the nip portion and heating the toner image, the heating resistor of the heater has a resistance value higher than that of a central portion at both ends in the longitudinal direction of the substrate. Only the part covering the high resistance region on the side close to the power supply contact among the portions covering the high resistance region at both ends of the protective layer of the heater. It is characterized in that the thickness is thicker than the portion covering the central portion.
In order to achieve the above object, the heater according to the present invention is formed on the substrate in a pattern that is elongated along the longitudinal direction of the substrate and is folded at the longitudinal end of the substrate. A heating resistor provided on the same end in the longitudinal direction of the substrate, and two power supply contacts for supplying power to the heating resistor, and a protective layer covering the heating resistor. In the heater in which the protective layer is provided with a gap between the folded heating resistors in the longitudinal direction of the substrate, the heating resistors are disposed at both ends in the longitudinal direction of the substrate. Only the portion that covers the high resistance region on the side close to the feeding contact among the portions that cover the high resistance region at both ends of the protective layer has a high resistance region that has a higher resistance value than the center portion, A portion covering the central portion of the heating resistor Rimoatsumi is characterized by a thick.
本発明によれば、発熱抵抗体が基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有する構成のヒーターを用いた場合に、ヒーターに電流が流れ続ける暴走が起きても、ヒーターの割れを防止できる像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられるヒーターの提供を実現できる。 According to the present invention, when a heater having a high resistance region having a resistance value higher than that of the central portion at both ends in the longitudinal direction of the substrate is used, a runaway in which current continues to flow through the heater occurs. In addition, it is possible to provide an image heating apparatus that can prevent cracking of the heater and a heater used in the image heating apparatus .
本発明を図面に基づいて説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings.
(1)画像形成装置の全体構成
図6は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真式のモノクロレーザービームプリンタである。
(1) Overall Configuration of Image Forming Apparatus FIG. 6 is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus according to the present invention can be mounted as a heat fixing apparatus. This image forming apparatus is an electrophotographic monochrome laser beam printer.
21は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」と記す)であり、矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転される。その感光ドラム21は、まず感光ドラム21の外周面(表面)が帯電装置としての帯電ローラ22によって所定の極性・電位に一様に帯電される。 Reference numeral 21 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as an image carrier, which is rotated in a direction of an arrow at a predetermined peripheral speed (process speed). First, the outer peripheral surface (surface) of the photosensitive drum 21 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging roller 22 as a charging device.
次に、感光ドラム21表面の帯電面に対して露光手段としてのレーザースキャナ23により画像情報の書き込み露光がなされる。即ちレーザスキャナ23は画像情報の時系列電気デジタル画像信号に応じてON/OFF制御(変調制御)されたレーザビームLで感光ドラム21表面の一様帯電処理面を露光する。これにより感光ドラム21表面の一様帯電面の露光部電位が減衰して感光ドラム21表面に画像情報の静電潜像が形成される。その静電潜像に対し現像装置24によりトナー(現像剤)を付着させることによって、その静電潜像をトナー画像として現像、可視化する。可視化されたトナー画像は、感光ドラム21表面とその感光ドラム21表面と接触する転写手段としての転写ローラ26との間の転写ニップ部Tにおいて、感光ドラム21表面から記録材P上に転写される。即ち、記録材Pはレジストローラ25aによって、感光ドラム21表面のトナー画像の画像形成位置と記録材Pの先端の書き出し位置が合致するように転写ニップ部Tに挟持搬送される。そしてその記録材Pは転写ニップ部Tで感光ドラム21と転写ローラ26とにより挟持搬送される。その搬送過程において転写ローラ26に転写バイアスが印加され、その転写バイアスによって感光ドラム21表面のトナー画像が記録材P上に転写される。 Next, image information is written and exposed to the charged surface of the photosensitive drum 21 by a laser scanner 23 as an exposure means. That is, the laser scanner 23 exposes the uniformly charged surface of the surface of the photosensitive drum 21 with the laser beam L that is ON / OFF controlled (modulated) according to the time-series electric digital image signal of the image information. As a result, the exposed portion potential of the uniformly charged surface on the surface of the photosensitive drum 21 is attenuated, and an electrostatic latent image of image information is formed on the surface of the photosensitive drum 21. The electrostatic latent image is developed and visualized as a toner image by attaching toner (developer) to the electrostatic latent image by the developing device 24. The visualized toner image is transferred onto the recording material P from the surface of the photosensitive drum 21 at a transfer nip T between the surface of the photosensitive drum 21 and a transfer roller 26 as a transfer means that contacts the surface of the photosensitive drum 21. . That is, the recording material P is nipped and conveyed to the transfer nip T by the registration roller 25a so that the image forming position of the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 and the writing position of the leading end of the recording material P are matched. The recording material P is nipped and conveyed by the photosensitive drum 21 and the transfer roller 26 at the transfer nip T. During the conveyance process, a transfer bias is applied to the transfer roller 26, and the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 is transferred onto the recording material P by the transfer bias.
転写ニップ部Tを通過した記録材Pは感光ドラム21表面から分離され、搬送ベルト25bにより入り口ガイド25cを介して定着装置27へと搬送される。そしてその定着装置27によって記録材P上に形成担持されている未定着トナー画像が記録材上に加熱定着される。その記録材Pは排出ローラ(不図示)により排出トレイ上に排出される。
The recording material P that has passed through the transfer nip T is separated from the surface of the photosensitive drum 21, and is transported to the fixing device 27 by the transport belt 25b through the entrance guide 25c. The fixing device 27 heat-fixes the unfixed toner image formed and supported on the recording material P on the recording material . The recording material P is discharged onto a discharge tray by a discharge roller (not shown).
記録材分離後の感光ドラム21表面に残存する転写残トナーはクリーニング手段28に設けられているクリーニングブレード28aにより除去され、感光ドラム21表面は次の画像形成に供される。 The transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 21 after separation of the recording material is removed by a cleaning blade 28a provided in the cleaning unit 28, and the surface of the photosensitive drum 21 is used for the next image formation.
25は搬送手段である。搬送手段25は、レジストローラ25aと、搬送ベルト25bと、入り口ガイド25cと、排出ローラなどにより構成されている。 Reference numeral 25 denotes a conveying means. The conveying means 25 includes a registration roller 25a, a conveying belt 25b, an entrance guide 25c, a discharge roller, and the like.
(2)定着装置27
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。厚み方向とは記録材の面において記録材搬送方向及び長手方向と直交する方向である。厚みとは厚み方向の寸法である。
(2) Fixing device 27
In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The short side direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The width is a dimension in the short direction. The thickness direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction and the longitudinal direction on the surface of the recording material. The thickness is a dimension in the thickness direction.
2−1)定着装置27の全体構成
図4は定着装置27の一例の横断面模型図である。この定着装置27は、フィルム加熱方式の定着装置である。
2-1) Overall Configuration of Fixing Device 27 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example of the fixing device 27. The fixing device 27 is a film heating type fixing device.
本実施例に示す定着装置27は、発熱体としてのヒーター1と、そのヒーター1を保持する保持部材としてのヒーターホルダー2と、ホルダー2を加圧するための支持ステー3と、を有する。また、定着装置27は、可撓性部材としての可撓性を有するエンドレスの定着フィルム(筒状のフィルム)4と、加圧部材としての加圧ローラ6と、を有する。ヒーター1、ホルダー2、ステー3、フィルム4及び加圧ローラ6は何れも長手方向に細長い部材である。 The fixing device 27 shown in the present embodiment includes a heater 1 as a heating element, a heater holder 2 as a holding member that holds the heater 1, and a support stay 3 for pressurizing the holder 2. The fixing device 27 includes a flexible endless fixing film (cylindrical film) 4 as a flexible member, and a pressure roller 6 as a pressure member. The heater 1, the holder 2, the stay 3, the film 4 and the pressure roller 6 are all elongated members in the longitudinal direction.
フィルム4は、エンドレスの基層(不図示)と、その基層の外周に設けられている導電性プライマー層(不図示)と、そのプライマー層の外周に設けられている離型性層(不図示)と、を有する。基層は、絶縁性の高いポリイミド、ポリアミド、PEEK等が用いられている。その基層は、高耐熱性を有し、厚み15〜60ミクロン程度で形成されている。そしてその基層は、フィルム4全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。本実施例においては、厚み50μmのポリイミド製エンドレスフィルムを基層として用いている。プライマー層は、ポリアミド樹脂とフッ素樹脂のディスパージョンを混合したものを、ディッピングにて形成している。プライマー層の厚みは2〜6μm程度である。プライマ層ーは、基層と離型性層との接着強度を確保するための層である。離型性層は、PTFE、PFA等のフッ素樹脂をディッピングで形成するか、フッ素チューブの形で予め形成したものを基層に被覆する等の方法により設けられる。フッ素樹脂を用いるのは、トナーとの離型性を確保し、トナー等の付着によるフィルム4表面の汚れを防止するためである。従って、上記目的を達成することが出来るならば、フッ素樹脂以外の材料を用いても構わない。本実施例においては、PTFE及びPFAを7:3の割合で混合した水性ディスパージョンに、酸化チタンを30重量%分散したものをディッピング塗工により形成している。 The film 4 includes an endless base layer (not shown), a conductive primer layer (not shown) provided on the outer periphery of the base layer, and a release layer (not shown) provided on the outer periphery of the primer layer. And having. For the base layer, polyimide, polyamide, PEEK or the like having high insulating properties is used. The base layer has high heat resistance and is formed with a thickness of about 15 to 60 microns. The base layer maintains the mechanical strength such as the tear strength of the entire film 4. In this embodiment, a polyimide endless film having a thickness of 50 μm is used as the base layer. The primer layer is formed by dipping a mixture of a polyamide resin and a fluororesin dispersion. The primer layer has a thickness of about 2 to 6 μm. The primer layer is a layer for ensuring the adhesive strength between the base layer and the release layer. The releasable layer is provided by a method of forming a fluororesin such as PTFE or PFA by dipping or covering the base layer with a pre-formed fluororesin tube. The reason why the fluororesin is used is to ensure the releasability with the toner and to prevent the surface of the film 4 from being soiled by the adhesion of the toner or the like. Therefore, a material other than a fluororesin may be used as long as the above object can be achieved. In this example, a dispersion obtained by dispersing 30% by weight of titanium oxide in an aqueous dispersion in which PTFE and PFA are mixed at a ratio of 7: 3 is formed by dipping coating.
ホルダー2は、耐熱性の液晶ポリマー樹脂によって横断面略半円弧形状の樋型に形成されている成型品である。ホルダー2の下面には長手方向に沿って逆凹字形状の溝2aが形成され、その溝2a内にヒーター1が固定支持されている。そしてヒーター1を支持するホルダ2ーにフィルム4をルーズに外嵌させてある。従って、ホルダー2は、ヒーター1を支持する機能だけでなく、フィルム4をガイドする役割を果たすものである。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト7755(商品名)を使用した。ゼナイト7755の最高使用可能温度(耐熱温度)は、約270℃である。 The holder 2 is a molded product formed of a heat-resistant liquid crystal polymer resin into a bowl shape having a substantially semicircular cross section. An inverted concave groove 2a is formed along the longitudinal direction on the lower surface of the holder 2, and the heater 1 is fixedly supported in the groove 2a. The film 4 is loosely fitted on the holder 2 supporting the heater 1. Therefore, the holder 2 serves not only to support the heater 1 but also to guide the film 4. In this example, DuPont Zenite 7755 (trade name) was used as the liquid crystal polymer. The maximum usable temperature (heat resistant temperature) of Zenite 7755 is about 270 ° C.
ステー3はフィルム4の内側において、ホルダー2を加圧するための部材である。このステー3は、鉄などの金属により横断面略逆U字形状に形成されホルダー2の短手方向の中央に固定されている。 The stay 3 is a member for pressurizing the holder 2 inside the film 4. The stay 3 is formed of a metal such as iron in a substantially inverted U shape in cross section, and is fixed to the center of the holder 2 in the short direction.
加圧ローラ6は、ステンレス製の丸軸の芯金6aの外周に、射出成形によって厚み約3mmのシリコーンゴム層からなる弾性層6bを形成し、その上に離型層6cとして厚み約40μmのPFA樹脂チューブを被覆してなるものである。この加圧ローラ6は、定着装置27の長手方向において芯金6aの両端部が装置フレームFの手前側と奥側の一対の側板(不図示)に軸受を介して回転自在に保持されている。この加圧ローラ6の上側に、上記のヒーター1・ホルダー2・ステー3・フィルム4などから成る加熱アセンブリ5がヒーター1側を下向きにして加圧ローラ6と並列に配置されている。
そしてステー3の両端部を不図示の加圧機構により片側74N(7.5kgf)、総圧147N(15kgf)の加圧力で加圧ローラ6側に付勢することによって、フィルム4の外周面(表面)を加圧ローラ6の外周面(表面)に接触させている。これにより、フィルム4表面と加圧ローラ2表面との間に、記録材Pが担持する未定着トナー画像の加熱定着に必要な所定幅のニップ部(定着ニップ部)Nを形成している。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Pの除去が容易な構成となっている。
In the pressure roller 6, an elastic layer 6b made of a silicone rubber layer having a thickness of about 3 mm is formed by injection molding on the outer periphery of a stainless steel round shaft core 6a, and a release layer 6c having a thickness of about 40 μm is formed thereon. A PFA resin tube is coated. In the longitudinal direction of the fixing device 27, both ends of the pressure roller 6 are rotatably held by a pair of side plates (not shown) on the front side and the back side of the device frame F via bearings. . Above the pressure roller 6, the heating assembly 5 including the heater 1, the holder 2, the stay 3, the film 4, and the like is arranged in parallel with the pressure roller 6 with the heater 1 facing downward.
Then, both ends of the stay 3 are urged toward the pressure roller 6 with a pressure of one side 74N (7.5 kgf) and a total pressure 147N (15 kgf) by a pressure mechanism (not shown), whereby the outer peripheral surface of the film 4 ( Surface) is in contact with the outer peripheral surface (surface) of the pressure roller 6. Thus, a nip portion (fixing nip portion) N having a predetermined width necessary for heating and fixing the unfixed toner image carried by the recording material P is formed between the surface of the film 4 and the surface of the pressure roller 2. The pressurization mechanism has a pressure release mechanism, and is configured to release the pressurization and remove the recording material P at the time of jam processing or the like.
54はヒーター1の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ54は、ヒーター1の基板1aの裏面(ニップ部Nと反対側の面)に設けられている発熱抵抗体1bを被覆する絶縁層1cに接触させて配置してある。 Reference numeral 54 denotes a thermistor as temperature detecting means for detecting the temperature of the heater 1. The thermistor 54 is disposed in contact with the insulating layer 1c that covers the heating resistor 1b provided on the back surface (surface opposite to the nip portion N) of the substrate 1a of the heater 1.
57は安全素子としてのサーモスイッチである。サーモスイッチ57は、サーミスタ54と同様、上記ヒーター1の絶縁層1c上に絶縁層1cと接触させて配置してある。 Reference numeral 57 denotes a thermo switch as a safety element. Similar to the thermistor 54, the thermo switch 57 is disposed on the insulating layer 1c of the heater 1 in contact with the insulating layer 1c.
図5はヒーター温度制御系の一例の回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a heater temperature control system.
ヒーター温度制御系は、ヒーター1に電力を供給するための電源回路C1と、ヒーター1への電力供給を制御するための制御回路C2と、を有する。電源回路C1は、AC電源51と、リレー52と、トライアック(加熱体駆動手段)53と、ヒーター1と、を直列に接続している回路構成となっている。制御回路C2は、サーミスタ54と、A/D変換器55と、CPU(制御手段)56と、トライアック53と、を直列に接続している回路構成となっている。リレー52はCPU56とサーモスイッチ57を介して接続されている。そのリレー52は、CPU56からの指令信号によりオープン状態となって、AC電源51とヒーター1の間を遮断するようになっている。CPU56は、サーミスタ54の検知温度信号(出力信号)をA/D変換器55を介して取り込み、その信号に基づいてサーミスタ54の検知温度が所定の制御温度(目標温度)を維持するようにトライアック53をON・OFF制御する。本実施例では制御温度は例えば180℃である。サーモスイッチ57は、定着装置27が制御不能な状態となった際に、ヒーター1への通電が停止されず、電力が投入され続けることによる定着装置27の破壊を防止するために設けられている。即ち、ヒーター1の温度が制御温度を超えた場合にヒーター1への通電を遮断するように作動する。つまり、安全素子であるサーモスイッチは、加熱体(ヒーター)の熱に反応して作動し発熱抵抗体への通電を遮断するようになっている。 The heater temperature control system includes a power supply circuit C1 for supplying power to the heater 1 and a control circuit C2 for controlling power supply to the heater 1. The power supply circuit C1 has a circuit configuration in which an AC power supply 51, a relay 52, a triac (heating body driving means) 53, and the heater 1 are connected in series. The control circuit C2 has a circuit configuration in which a thermistor 54, an A / D converter 55, a CPU (control means) 56, and a triac 53 are connected in series. The relay 52 is connected to the CPU 56 via a thermo switch 57. The relay 52 is opened by a command signal from the CPU 56 and cuts off between the AC power source 51 and the heater 1. The CPU 56 takes in the detected temperature signal (output signal) of the thermistor 54 via the A / D converter 55 and, based on the signal, triac so that the detected temperature of the thermistor 54 maintains a predetermined control temperature (target temperature). 53 is controlled ON / OFF. In this embodiment, the control temperature is 180 ° C., for example. The thermo switch 57 is provided in order to prevent the fixing device 27 from being destroyed due to the continued supply of power without stopping the energization of the heater 1 when the fixing device 27 becomes uncontrollable. . That is, when the temperature of the heater 1 exceeds the control temperature, it operates so as to cut off the power supply to the heater 1. That is, the thermo switch, which is a safety element, operates in response to the heat of the heating body (heater) and cuts off the power supply to the heating resistor.
2−2)定着装置27の加熱定着動作
加圧ローラ6は、芯金6aの端部に駆動ギア(不図示)を有し、その駆動ギアが定着モータM(図4)により回転駆動されることによって矢印方向へ回転する。加圧ローラ6が回転すると、加圧ローラ6表面と接触しているフィルム4表面がニップ部Nを通じて加圧ローラ6から回転力を受ける。これによりフィルム4は、フィルム4の内周面(内面)がヒーター1の基板1aの表面(ニップ部N側の面)及びホルダー2の外周面と接触しながら加圧ローラ6の回転に伴い矢印方向へ従動回転する。フィルム4の回転状態においてヒーター1の基板1a表面及びホルダー2の外周面とフィルム4内面との摺動性を確保するために、フィルム4内面にはグリス等の潤滑剤が塗布してある。
2-2) Heat Fixing Operation of Fixing Device 27 The pressure roller 6 has a drive gear (not shown) at the end of the core 6a, and the drive gear is rotationally driven by the fixing motor M (FIG. 4). Rotate in the direction of the arrow. When the pressure roller 6 rotates, the surface of the film 4 in contact with the surface of the pressure roller 6 receives a rotational force from the pressure roller 6 through the nip portion N. As a result, the film 4 has the inner peripheral surface (inner surface) of the film 4 in contact with the surface of the substrate 1 a (surface on the nip portion N side) of the heater 1 and the outer peripheral surface of the holder 2, as the pressure roller 6 rotates. Rotate following direction. In order to ensure slidability between the surface of the substrate 1a of the heater 1 and the outer peripheral surface of the holder 2 and the inner surface of the film 4 in the rotating state of the film 4, a lubricant such as grease is applied to the inner surface of the film 4.
ヒーター1の発熱抵抗体1bにはAC電源51から電力が投入される。これにより発熱抵抗体1bが発熱してヒーター1は急速に昇温する。サーミスタ54はそのヒーター1の温度を検知してCPU56に出力する。CPU56は、サーミスタ54の出力信号をA/D変換器55を介して取り込み、その信号に基づいてトライアック53をON・OFF制御する。これによって、AC電源51からヒーター1の発熱抵抗体1bに投入される電力が制御され、ヒーター1の温度が所定の制御温度に維持される。そのときのヒーター1の熱はフィルム4を介して記録材P上の未定着トナー画像tの加熱定着に供される。 Electric power is supplied from the AC power source 51 to the heating resistor 1 b of the heater 1. As a result, the heating resistor 1b generates heat and the heater 1 rapidly rises in temperature. The thermistor 54 detects the temperature of the heater 1 and outputs it to the CPU 56. The CPU 56 takes in the output signal of the thermistor 54 via the A / D converter 55 and controls the triac 53 on and off based on the signal. Thereby, the electric power supplied from the AC power source 51 to the heating resistor 1b of the heater 1 is controlled, and the temperature of the heater 1 is maintained at a predetermined control temperature. The heat of the heater 1 at that time is used for heating and fixing the unfixed toner image t on the recording material P via the film 4.
加圧ローラ6及びフィルム4の回転が安定し、かつヒーター1の温度が所定の制御温度に維持されている状態において、未定着トナー画像tを担持した記録材Pがニップ部Nに導入される。その記録材Pは、ニップ部Nで加圧ローラ6とフィルム4とにより挟持搬送される。その搬送過程において、記録材Pとトナー画像tは、加圧ローラ6とフィルム4を介して加圧機構に応じたニップ圧を受けるとともに、フィルム4を介してヒーター1の熱を受けることによって、トナー画像tが記録材P上に加熱定着される。ニップ部Nを出た記録材Pはフィルム4表面から曲率分離して排出ローラ7により搬送され定着装置27から排出される。 In a state where the rotation of the pressure roller 6 and the film 4 is stable and the temperature of the heater 1 is maintained at a predetermined control temperature, the recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced into the nip portion N. . The recording material P is nipped and conveyed by the pressure roller 6 and the film 4 at the nip portion N. In the conveyance process, the recording material P and the toner image t are subjected to a nip pressure corresponding to the pressure mechanism via the pressure roller 6 and the film 4 and also received heat of the heater 1 via the film 4. The toner image t is heated and fixed on the recording material P. The recording material P that has exited the nip N is separated from the surface of the film 4 by the curvature, conveyed by the discharge roller 7, and discharged from the fixing device 27.
(3)ヒーター1の構成
図1はヒーター1の一例の構成模型図である。図1の(a)はヒーター1の基板1a裏面側を表わす図、(b)は(a)のb−b矢視断面図、(c)は(a)のc−c矢視断面図、(d)は(a)のd−d矢視断面拡大図、(e)は(a)のe−e矢視断面拡大図である。
(3) Structure of Heater 1 FIG. 1 is a structural model diagram of an example of the heater 1. (A) of FIG. 1 is a figure showing the board | substrate 1a back surface side of the heater 1, (b) is bb arrow sectional drawing of (a), (c) is cc arrow sectional drawing of (a), (D) is the dd arrow cross-sectional enlarged view of (a), (e) is the ee arrow cross-sectional enlarged view of (a).
本実施例に示すヒーター1は、長手方向に細長い基板1aと、その基板1aの長手方向に沿って設けられ通電により発熱する発熱抵抗体1bと、を有する。発熱抵抗体1bは、基板1aの短手方向に並列に設けられている第1の発熱抵抗体1b−1と第2の発熱抵抗体1b−2とからなる。また、ヒーター1は、第1及び第2の発熱抵抗体1b−1,1b−2の一端と他端にそれぞれ接続されている導体部1cと、第1及び第2の発熱抵抗体1b−1,1b−2と導体部1cを被覆する絶縁層(保護層)1dと、を有する。導体部1cは、第1の発熱抵抗体1b−1の一端に接続されている電極(給電接点)1c−1と、第2の発熱抵抗体1b−2の一端に接続されている電極(給電接点)1c−2と、を有する。また、導体部1cは、第1の発熱抵抗体1b−1の他端と第2の発熱抵抗体1b−2の他端に接続されている繋ぎ部1c−3を有する。絶縁層1dは、第1の発熱抵抗体1b−1と電極1c−1及び繋ぎ部1c−3の一部を被覆している第1の絶縁層1d−1と、第2の発熱抵抗体1b−2と電極1c−2及び繋ぎ部1c−3の一部を被覆している第2の絶縁層1d−2からなる。そして絶縁層1dは、長手方向に沿って第1の絶縁層1d−1と第2の絶縁層1d−2との間に空隙(隙間)Sを有する。 The heater 1 shown in the present embodiment includes a substrate 1a that is elongated in the longitudinal direction, and a heating resistor 1b that is provided along the longitudinal direction of the substrate 1a and generates heat when energized. The heating resistor 1b includes a first heating resistor 1b-1 and a second heating resistor 1b-2 that are provided in parallel in the short direction of the substrate 1a. The heater 1 includes a conductor portion 1c connected to one end and the other end of the first and second heating resistors 1b-1 and 1b-2, and the first and second heating resistors 1b-1. , 1b-2 and an insulating layer (protective layer) 1d covering the conductor portion 1c. Conductor portion 1c includes an electrode (feed contact) 1c-1, which is connected to a first end of the heating resistor 1b-1, the second heating resistor 1b-2 of the electrodes is connected to one end (power supply Contact) 1c-2. Moreover, the conductor part 1c has the connection part 1c-3 connected to the other end of the 1st heat generating resistor 1b-1, and the other end of the 2nd heat generating resistor 1b-2. The insulating layer 1d includes a first insulating layer 1d-1 covering a part of the first heating resistor 1b-1, the electrode 1c-1, and the connecting portion 1c-3, and a second heating resistor 1b. -2 and the electrode 1c-2 and the second insulating layer 1d-2 covering a part of the connecting portion 1c-3. The insulating layer 1d has a gap (gap) S between the first insulating layer 1d-1 and the second insulating layer 1d-2 along the longitudinal direction.
つまり、上記のヒーターは、基板と、その基板の長手方向に沿って設けられ通電により発熱する発熱抵抗体であって、基板の長手方向と直交する短手方向に並列に設けられている複数の発熱抵抗体と、を有する。また、上記のヒーターは、基板の長手方向において複数の発熱抵抗体の一端と他端にそれぞれ接続されている導体部と、その複数の発熱抵抗体と前記導体部を被覆する絶縁層と、を有する。そして絶縁層は基板の長手方向において複数の発熱抵抗体の間と導体部の間にそれぞれ空隙を有している。 In other words, the heater is a heating resistor that is provided along the longitudinal direction of the substrate and generates heat by energization, and is provided in parallel in a short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate. A heating resistor. Further, the heater includes a conductor portion connected to one end and the other end of each of the plurality of heating resistors in the longitudinal direction of the substrate, and an insulating layer covering the plurality of heating resistors and the conductor portion. Have. The insulating layer has gaps between the plurality of heating resistors and between the conductor portions in the longitudinal direction of the substrate.
基板1aの材料は電気絶縁材料である。基板1aとしては、アルミナや窒化アルミ等の、絶縁性のセラミックや、SUS等の金属板にガラスコートを施す等の手段により、絶縁層を設けたものを用いることが出来る。本実施例では、基板1aとして、窒化アルミの厚み0.605mm基板を用いている。 The material of the substrate 1a is an electrically insulating material. As the substrate 1a, an insulating ceramic such as alumina or aluminum nitride, or a substrate provided with an insulating layer by means of applying a glass coat to a metal plate such as SUS can be used. In this embodiment, an aluminum nitride 0.605 mm thick substrate is used as the substrate 1a.
発熱抵抗体1b−1,1b−2は、導電ペーストを基板1a上に塗布したり、ニクロム線等を基板1a上に接着等の既知の方法で固定したものを用いても良い。また、発熱抵抗体1b−1,1b−2は、基板1a上に直接形成される必要は無く、例えば、基板1aへの熱の拡散を防止するためのグレーズ層を介しても良い。本実施例においては、基板1aの、記録材Pのトナー画像面側に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一に、厚み20μmの膜状に塗布した後に焼成を行うことにより、発熱抵抗体1b−1,1b−2を形成した。本実施例に用いた発熱抵抗体1b−1,1b−2の抵抗値は、49.7Ωとした。これにより、240Vの電圧が投入された際の定着ヒーター100の消費電力は、1159Wとなる。発熱抵抗体1b−1,1b−2の長手中央部の幅は1.43mmである。基板1aの短手方向の発熱抵抗体1b−1,1b−2間の距離は1.52mmである。 As the heating resistors 1b-1 and 1b-2, a conductive paste applied on the substrate 1a or a nichrome wire or the like fixed on the substrate 1a by a known method such as adhesion may be used. Further, the heating resistors 1b-1 and 1b-2 do not need to be formed directly on the substrate 1a, and may be, for example, via a glaze layer for preventing diffusion of heat to the substrate 1a. In this embodiment, a conductive paste containing silver / palladium alloy is uniformly applied to the toner image surface side of the recording material P of the substrate 1a by a screen printing method and then baked. Thus, the heating resistors 1b-1 and 1b-2 were formed. The resistance values of the heating resistors 1b-1 and 1b-2 used in this example were 49.7Ω. As a result, the power consumption of the fixing heater 100 when the voltage of 240 V is applied is 1159 W. The width of the longitudinal central portion of the heating resistors 1b-1 and 1b-2 is 1.43 mm. The distance between the heating resistors 1b-1 and 1b-2 in the short direction of the substrate 1a is 1.52 mm.
発熱抵抗体1b−1,1b−2は、それぞれ長手両端部に他の部分よりも幅の狭い領域(高抵抗領域)A1を有する。発熱抵抗体1b−1,1b−2の幅を狭く絞って幅の狭い領域A1を形成することによって、その領域A1で発熱抵抗体1b−1,1b−2の抵抗が大きくなり、同じ値の電流が流れた際の発熱量が大きくなる。これにより、幅の狭い領域A1を長手端部に有する発熱抵抗体1b−1,1b−2においては、基板1aを通じて、発熱抵抗体1b−1,1b−2の長手端部方向へ、逃げる熱を補うようにしている。本実施例においては、発熱抵抗体1b−1,1b−2において幅の狭い領域A1の幅をその他の部分に対して5%狭くし、その領域A1の幅を1.359mmとしている。 The heating resistors 1b-1 and 1b-2 each have a region (high resistance region) A1 having a narrower width than the other portions at both longitudinal ends. By forming the narrow region A1 by narrowing the width of the heating resistors 1b-1 and 1b-2, the resistance of the heating resistors 1b-1 and 1b-2 is increased in the region A1, and the same value is obtained. The amount of heat generated when a current flows increases. As a result, in the heating resistors 1b-1 and 1b-2 having the narrow area A1 at the longitudinal end, heat escapes through the substrate 1a toward the longitudinal ends of the heating resistors 1b-1 and 1b-2. To compensate. In the present embodiment, in the heating resistors 1b-1 and 1b-2, the width of the narrow area A1 is narrowed by 5% with respect to the other portions, and the width of the area A1 is 1.359 mm.
電極1c−1,1c−2は、発熱抵抗体1b−1,1b−2に電力を供給するための接点として機能するものである。本実施例においては、銀ペーストを、発熱抵抗体1b−1,1b−2と同様、スクリーン印刷法により均一に、厚み20μmの膜状に塗布した後に焼成を行うことにより、電極1c−1,1c−2を形成した。電極1c−1,1c−2は、それぞれ基板1aの長手方向において対応する発熱抵抗体1b−1,1b−2に接続されている。その電極1c−1,1c−2を通してAC電圧が発熱抵抗体1b−1,1b−2に印加される。 The electrodes 1c-1 and 1c-2 function as contacts for supplying power to the heating resistors 1b-1 and 1b-2. In this example, the silver paste was applied to the film having a thickness of 20 μm uniformly by a screen printing method in the same manner as the heating resistors 1b-1 and 1b-2, and then fired, and then the electrodes 1c-1, 1c-2 was formed. The electrodes 1c-1 and 1c-2 are respectively connected to the corresponding heating resistors 1b-1 and 1b-2 in the longitudinal direction of the substrate 1a. An AC voltage is applied to the heating resistors 1b-1 and 1b-2 through the electrodes 1c-1 and 1c-2.
絶縁層1d−1,1d−2の材料はガラスや樹脂等の絶縁物である。例えば、絶縁層1d−1,1d−2の材料は絶縁ガラスである。この絶縁層1d−1,1d−2は、発熱抵抗体1b−1,1b−2、電極1c−1,1c−2及び繋ぎ部1c−3の絶縁耐圧を確保するために設けられる。本実施例では、上記の空隙Sを形成するように絶縁ガラスによるコート層を80μmの厚みで発熱抵抗体1b−1,1b−2、電極1c−1,1c−2及び繋ぎ部1c−3を被覆するようにスクリーン印刷を行うことにより、絶縁層1d−1,1d−2を設けている。基板1aの短手方向における空隙Sの幅は0.82mmである。また、絶縁層1d−1,1d−2は、ヒーター割れが生じる最も高温になる部分である電極1c−1,1c−2側から35mm間の発熱抵抗体1b−1,1b−2上に、絶縁層1d−1,1d−2の厚みが他より大きい部分T1,T2を有する。つまり、絶縁層はそれぞれ発熱抵抗体上において厚みが他より厚い部分を一箇所有する。そしてその絶縁層において厚みが他より厚い部分は、少なくとも発熱抵抗体に規定の通電量を超えて通電がなされた場合に発熱抵抗体の発熱量が最大となる箇所に設けられている。本実施例では、その部分T1,T2の厚さを240μmとしている。 The material of the insulating layers 1d-1 and 1d-2 is an insulator such as glass or resin. For example, the material of the insulating layers 1d-1 and 1d-2 is insulating glass. The insulating layers 1d-1 and 1d-2 are provided to ensure the withstand voltage of the heating resistors 1b-1 and 1b-2, the electrodes 1c-1 and 1c-2, and the connecting portion 1c-3. In the present embodiment, the heating glass 1c-1, 1b-2, the electrodes 1c-1, 1c-2, and the connecting portion 1c-3 are formed with an insulating glass coating layer having a thickness of 80 μm so as to form the above-described void S. The insulating layers 1d-1 and 1d-2 are provided by performing screen printing so as to cover them. The width of the gap S in the short direction of the substrate 1a is 0.82 mm. Further, the insulating layers 1d-1, 1d-2 are formed on the heating resistors 1b-1, 1b-2 between 35 mm from the electrodes 1c-1, 1c-2 side, which is the highest temperature part where the heater cracks. The insulating layers 1d-1 and 1d-2 have portions T1 and T2 where the thickness is larger than others. That is, each insulating layer has one thicker portion on the heating resistor than the others. The thicker portion of the insulating layer is provided at a place where the heat generation amount of the heating resistor is maximized when the heating resistor is energized in excess of a specified energization amount. In the present embodiment, the thicknesses of the portions T1 and T2 are 240 μm.
上記ヒーター1において、例えば電極1c−1に電力を投入すると、発熱抵抗体1b−1、繋ぎ部1c−3、発熱抵抗体1b−2、電極1c−2の経路を辿って電流が流れ、発熱抵抗体1b−1,1b−2が発熱する。 In the heater 1, for example, when power is applied to the electrode 1c-1, a current flows through the path of the heating resistor 1b-1, the connecting portion 1c-3, the heating resistor 1b-2, and the electrode 1c-2 to generate heat. The resistors 1b-1 and 1b-2 generate heat.
(4)ヒーター1に対する定着過剰電力投入試験
本実施例のヒーター1について、定着過剰電力投入試験を想定したシミュレーションでの効果・検証を実施した。本実施例のヒーター1は、上述のように、絶縁層1d−1,1d−2の厚みを80μmとし、絶縁層1d−1,1d−2の厚みが他より大きい部分T1,T2の厚みを240μmとしている。
(4) Excessive fixing power input test for heater 1 With respect to the heater 1 of this example, effects and verification were performed in a simulation assuming a fixing excessive power input test. As described above, in the heater 1 of this embodiment, the thicknesses of the insulating layers 1d-1 and 1d-2 are set to 80 μm, and the thicknesses of the portions T1 and T2 where the thicknesses of the insulating layers 1d-1 and 1d-2 are larger than the others are set. It is 240 μm.
図2に本実施例のヒーター1と比較する比較例1のヒーターを示す。図3に本実施例のヒーター1と比較する比較例2のヒーターを示す。図2及び図3に示すヒーターおいて、本実施例のヒーター1と共通する部材には同じ符号を付して再度の説明を省略する。 FIG. 2 shows the heater of Comparative Example 1 compared with the heater 1 of this example. FIG. 3 shows a heater of Comparative Example 2 compared with the heater 1 of this example. In the heater shown in FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are given to members common to the heater 1 of this embodiment, and the description thereof is omitted.
図2は比較例1のヒーター1Aの構成模型図である。図2の(a)はヒーター1Aの基板1a裏面側を表わす図、(b)は(a)のf−f矢視断面図、(c)は(a)のg−g矢視断面図、(d)は(a)のh−h矢視断面拡大図である。図3は比較例2のヒーター1Bの構成模型図である。 FIG. 2 is a structural model diagram of the heater 1A of the first comparative example. 2A is a view showing the back side of the substrate 1a of the heater 1A, FIG. 2B is a sectional view taken along the line ff in FIG. 2A, and FIG. 2C is a sectional view taken along the line GG in FIG. (D) is the hh arrow cross-sectional enlarged view of (a). FIG. 3 is a structural model diagram of the heater 1B of Comparative Example 2.
図2に示すヒーター1Aは、絶縁層1d−1,1d−2において発熱抵抗体1b−1,1b−2を被覆する領域の厚みを240μmとした点を除いて、本実施例のヒーター1と同じ構成としてある。 The heater 1A shown in FIG. 2 is the same as the heater 1 of this embodiment except that the thickness of the region covering the heating resistors 1b-1 and 1b-2 in the insulating layers 1d-1 and 1d-2 is 240 μm. Same configuration.
図3の(a)はヒーター1Bの基板1a裏面側を表わす図、(b)は(a)のi−i矢視断面図、(c)は(a)のj−j矢視断面図、(d)は(a)のk−k矢視断面拡大図である。 (A) of FIG. 3 is a figure showing the board | substrate 1a back surface side of the heater 1B, (b) is the ii arrow sectional drawing of (a), (c) is the j arrow sectional drawing of (a), (D) is the kk arrow cross-sectional enlarged view of (a).
図3に示すヒーター1Bは、絶縁層1d−1,1d−2において発熱抵抗体1b−1,1b−2を被覆する領域の厚みを80μmとした点を除いて、本実施例のヒーター1と同じ構成としてある。 The heater 1B shown in FIG. 3 is the same as the heater 1 of this embodiment except that the insulating layers 1d-1 and 1d-2 cover the heating resistors 1b-1 and 1b-2 with a thickness of 80 μm. Same configuration.
上記ヒーター1,1A,1Bのシミュレーション条件としては、発熱抵抗体1b−1,1b−2に印加する電圧は、200V圏で最も電圧の高い地域の定格240Vに対し、10%増しの電圧、即ち、約264Vである。 As a simulation condition for the heaters 1, 1 A, 1 B, the voltage applied to the heating resistors 1 b-1, 1 b-2 is 10% higher than the rated voltage of 240 V in the highest voltage region in the 200 V range, ie, , About 264V.
上記の各ヒーター1,1A,1Bにおいて、ヒーター割れが生じる部分は、発熱抵抗体1b−1,1b−2間の電位差が大きく、最も高温になる電極1c−1,1c−2側のT1,T2部分である。そのため、各ヒーター1,1A,1BのT1,T2部分の温度上昇をそれぞれ比較・検証した。 In each of the heaters 1, 1A, 1B, the portion where the heater is cracked has a large potential difference between the heating resistors 1b-1, 1b-2, and the T1, on the side of the electrodes 1c-1, 1c-2 that has the highest temperature. This is the T2 portion. Therefore, the temperature rises of the T1, T2 portions of the heaters 1, 1A, 1B were respectively compared and verified.
4−1)ヒーター1とヒーター1BにおけるT1,T2部分の比較・検証
比較例2のヒーター1Bにおいて、T1,T2部分での発熱抵抗体1b−1,1b−2が800℃に到達するのは電力供給開始から2.64秒である。これに対して、本実施例のヒーター1は、T1,T2部分での発熱抵抗体1b−1,1b−2が800℃に到達するのは電力供給開始から3.00秒である。従って、本実施例のヒーター1では、比較例2のヒーター1Bに比べて+0.36秒伸ばす事が出来た。
4-1) Comparison and verification of T1 and T2 portions in heater 1 and heater 1B In the heater 1B of Comparative Example 2, the heating resistors 1b-1 and 1b-2 in T1 and T2 portions reach 800 ° C. It is 2.64 seconds from the start of power supply. In contrast, in the heater 1 of this embodiment, the heating resistors 1b-1 and 1b-2 in the T1 and T2 portions reach 800 ° C. in 3.00 seconds from the start of power supply. Therefore, the heater 1 of this example was able to extend +0.36 seconds compared to the heater 1B of Comparative Example 2.
4−2)ヒーター1とヒーター1AにおけるT1,T2部分の比較・検証
比較例1のヒーター1Aは、絶縁層1d−1,1d−2の厚みが240μmと厚いため、発熱抵抗体1b−1,1b−2からサーモスイッチ57に入る熱量が小さくなる。そのため、サーモスイッチ57の動作が遅れてしまう。本実施例のヒーター1は、絶縁層1d−1,1d−2の厚みが80μmと薄いことから、サーモスイッチ57の動作が遅れてしまうような問題を解決できる。
4-2) Comparison and verification of T1 and T2 portions in the heater 1 and the heater 1A In the heater 1A of the comparative example 1, since the insulating layers 1d-1 and 1d-2 are as thick as 240 μm, the heating resistor 1b-1, The amount of heat entering the thermo switch 57 from 1b-2 is reduced. Therefore, the operation of the thermo switch 57 is delayed. The heater 1 of this embodiment can solve the problem that the operation of the thermoswitch 57 is delayed because the thickness of the insulating layers 1d-1 and 1d-2 is as thin as 80 μm.
また、ヒーター1Aにおいて、T1,T2部分での発熱抵抗体1b−1,1b−2が800℃に到達するのは電力供給開始から2.91秒である。これに対して、ヒーター1が3.00秒であることを考慮すると、ヒーター1Aはヒーター割れ対策として不利である。これは、発熱抵抗体1b−1,1b−2の抵抗RはR=常温時の抵抗値×(1+温度係数×抵抗発熱体の上昇温度)であり、ヒーター供給電力WはW=V×V/Rである。そのため、発熱抵抗体全体の上昇温度が大きい方がヒーター供給電力が減少し、T1,T2部分の温度上昇は低減される。従って、発熱抵抗体全体の絶縁層の厚みを厚くする事で熱容量を大きくし、発熱抵抗体全体の温度上昇を小さくしているヒーター1Aより、発熱抵抗体全体のうち部分的に絶縁層の厚みを厚くしているヒーター1の方がヒーター割れ対策の効果が大きい。 In the heater 1A, the heating resistors 1b-1 and 1b-2 in the T1 and T2 portions reach 800 ° C. in 2.91 seconds from the start of power supply. On the other hand, considering that the heater 1 is 3.00 seconds, the heater 1A is disadvantageous as a heater crack countermeasure. This is because the resistance R of the heating resistors 1b-1 and 1b-2 is R = resistance value at normal temperature × (1 + temperature coefficient × rising temperature of the resistance heating element), and the heater power supply W is W = V × V / R. Therefore, the heater supply power decreases as the temperature rise of the entire heating resistor increases, and the temperature rise in the T1 and T2 portions is reduced. Therefore, the thickness of the insulating layer is partially increased in the entire heating resistor from the heater 1A, which increases the heat capacity by increasing the thickness of the insulating layer of the entire heating resistor and reduces the temperature rise of the entire heating resistor. The heater 1 having a larger thickness is more effective in preventing heater cracking.
ヒーター1において絶縁層はそれぞれ発熱抵抗体上において厚みが他より厚い部分を一箇所有するが、ヒーター1はこれに限られない。即ち、絶縁層はそれぞれ発熱抵抗体上において厚みが他より厚い部分を一箇所以上有するようにヒーター1を構成してもよい。つまり、絶縁層はそれぞれ発熱抵抗体上において厚みが他より厚い部分を少なくとも一箇所有するようにヒーター1を構成してもよい。絶縁層において厚みが他より厚い部分を形成する箇所は実際の製品に応じて適宜定めてよい。 In the heater 1, each insulating layer has one thicker portion on the heating resistor than the others, but the heater 1 is not limited to this. That is, the heater 1 may be configured such that each insulating layer has one or more thicker portions on the heating resistor than the others. In other words, the heater 1 may be configured such that each insulating layer has at least one thicker portion on the heating resistor than the other. In the insulating layer, the portion where the thicker portion is formed may be appropriately determined according to the actual product.
[実施例2]
実施例1のヒーター1は、電子写真式のモノクロレーザープリンタに搭載できる定着装置に限られず、電子写真式のカラー画像形成装置に搭載できる定着装置に用いることもできる。以下にその定着装置について説明する。
[Example 2]
The heater 1 of the first embodiment is not limited to a fixing device that can be mounted on an electrophotographic monochrome laser printer, but can also be used for a fixing device that can be mounted on an electrophotographic color image forming apparatus. The fixing device will be described below.
本実施例では、実施例1の定着装置27の部材と共通する部材には同じ符号を付して再度の説明を省略する。 In the present embodiment, members that are the same as those of the fixing device 27 of Embodiment 1 are given the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図7はカラー画像形成装置に搭載できる定着装置の一例の横断面模型図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an example of a fixing device that can be mounted on a color image forming apparatus.
本実施例に示す定着装置31は、次の3点を除いて、実施例1の定着装置27と同じ構成としてある。即ち、可撓性部材としてエンドレス(シームレス)の定着ベルト(筒状のフィルム)32を用いている点、その定着ベルト32の温度をサーミスタ54により検知している点、及び、ヒーターホルダー2にサーモスイッチ57を設けている点の3点である。定着装置31において、ヒーター1は実施例1と同じ構成のヒーター温度制御系により制御される。 The fixing device 31 shown in the present embodiment has the same configuration as the fixing device 27 of the first embodiment except for the following three points. That is, an endless (seamless) fixing belt (cylindrical film) 32 is used as the flexible member, the temperature of the fixing belt 32 is detected by the thermistor 54, and the heater holder 2 has a thermostat. This is the point where the switch 57 is provided. In the fixing device 31, the heater 1 is controlled by a heater temperature control system having the same configuration as that of the first embodiment.
定着ベルト32は、可撓性を有するエンドレスの基層(不図示)の外周に弾性層(不図示)を有するものである。この定着ベルト32の構成は、特開平10−10893号公報、特開平11−15303号公報等に開示されている。この定着ベルトを用いることにより、記録材Pが担持している未定着トナー画像tがニップ部Nを通過する際に、弾性層がトナー画像tのトナー層に沿って変形させることができる。その弾性層の変形によって画像上不均一に記録材Pに載っているトナー画像tが包み込まれ、トナー画像tに均一に熱を与えられることができる。これにより、記録材Pへのトナー画像tの均一な定着が達成できる。このように均一に定着された画像は、光沢ムラがなく、特にOHT(オーバーヘッドプロジェクター用透明シート)にカラー画像を定着した際に、画像の光透過性が優れるという特徴をもつ。定着ベルト32において、弾性層の材料としては、シリコーンゴム等のゴム材料が用いられるのが一般的である。 The fixing belt 32 has an elastic layer (not shown) on the outer periphery of an endless base layer (not shown) having flexibility. The configuration of the fixing belt 32 is disclosed in JP-A-10-10893, JP-A-11-15303, and the like. By using this fixing belt, when the unfixed toner image t carried by the recording material P passes through the nip portion N, the elastic layer can be deformed along the toner layer of the toner image t. Due to the deformation of the elastic layer, the toner image t placed on the recording material P is unevenly formed on the image, and the toner image t can be uniformly heated. Thereby, uniform fixing of the toner image t to the recording material P can be achieved. An image that is uniformly fixed in this manner has no gloss unevenness, and has a feature that the light transmittance of the image is excellent particularly when a color image is fixed on an OHT (transparent sheet for an overhead projector). In the fixing belt 32, a rubber material such as silicone rubber is generally used as a material for the elastic layer.
しかしながら、定着ベルト32の弾性層に使用されるシリコーンゴム等の熱伝導率はあまり高くない。また、定着ベルト32と加圧ローラ6間のニップ部Nを記録材Pが通過して定着ベルト32表面の熱を奪い、その定着ベルト32表面の温度が低下したことを、ヒーター1のホルダー2側の面に設けられるサーミスタ54で検出することは困難である。その理由は、サーミスタ54はホルダー2を介して定着ベルト32表面の温度が低下したことを検出することから、定着ベルト32表面の温度低下の応答に時間がかかりすぎてしまう。従って、サーミスタ54の出力信号に基づいて定着ベルト32の温度制御を行うためには、定着ベルト32表面の温度低下に対するサーミスタ54の応答性を高める必要がある。 However, the thermal conductivity of silicone rubber or the like used for the elastic layer of the fixing belt 32 is not so high. The holder 2 of the heater 1 indicates that the recording material P has passed through the nip portion N between the fixing belt 32 and the pressure roller 6 to take heat from the surface of the fixing belt 32 and the temperature of the surface of the fixing belt 32 has decreased. It is difficult to detect with the thermistor 54 provided on the side surface. The reason is that the thermistor 54 detects that the temperature of the surface of the fixing belt 32 has decreased via the holder 2, and therefore it takes too much time to respond to the temperature decrease of the surface of the fixing belt 32. Therefore, in order to control the temperature of the fixing belt 32 based on the output signal of the thermistor 54, it is necessary to improve the responsiveness of the thermistor 54 to the temperature decrease of the surface of the fixing belt 32.
そこで、本実施例の定着装置31は、定着ベルト32の基層として金属ベルトを使用することに加えて、サーミスタ54を定着ベルト32の基層内面(金属ベルト内周面)と接触するように配置するように構成したものである。これにより、より直接的に定着ベルト32の温度をサーミスタ54により検知することができる。 Therefore, in the fixing device 31 of this embodiment, in addition to using a metal belt as the base layer of the fixing belt 32, the thermistor 54 is disposed so as to be in contact with the base layer inner surface (metal belt inner peripheral surface) of the fixing belt 32. It is comprised as follows. Thereby, the temperature of the fixing belt 32 can be detected more directly by the thermistor 54.
しかしながら、金属ベルトを基層に用いた定着ベルト32を有する定着装置は、ヒーター割れが発生した場合、その金属ベルトからサーミスタ等を介して前述の制御回路C2(二次回路)に一次電流が流れ込み、二次回路の破壊につながる確率が高くなる。 However, in the fixing device having the fixing belt 32 using a metal belt as a base layer, when a heater crack occurs, a primary current flows from the metal belt to the control circuit C2 (secondary circuit) via the thermistor, The probability that it leads to destruction of the secondary circuit is increased.
そのため、本実施例の定着装置31においては、ヒーター割れが発生したとしても、定着ベルト32の有する金属ベルトからサーミスタ等を介して二次回路に一次電流が流れ込むことがないようにし、安全性のマージンの向上を図る必要がある。 Therefore, in the fixing device 31 of the present embodiment, even if a heater crack occurs, the primary current does not flow from the metal belt of the fixing belt 32 to the secondary circuit via the thermistor or the like. It is necessary to improve the margin.
本実施例の定着装置31において、ホルダー2に保持されているステンレス製のアーム61の先端にサーミスタ(サーミスタ素子)54が取り付けられている。このアーム61は、定着ベルト31の基層内面にサーミスタ54を接触させるような弾性(バネ性)を有する。従って、アーム61は、定着ベルト32の回転動作中の挙動が不安定になってもその挙動に応じて定着ベルト32の基層内面に対して揺動し、サーミスタ54を定着ベルト31の基層内面に常に接触させておくことができる。これにより、ヒーター割れが発生したとしても、定着ベルト32の金属ベルトからサーミスタ54を介して二次回路に一次電流が流れ込むことを防止でき、安全性のマージンの向上を図れる。 In the fixing device 31 of this embodiment, a thermistor (thermistor element) 54 is attached to the tip of a stainless steel arm 61 held by the holder 2. The arm 61 has elasticity (spring property) so that the thermistor 54 contacts the inner surface of the base layer of the fixing belt 31. Accordingly, even if the behavior of the fixing belt 32 during the rotational operation becomes unstable, the arm 61 swings with respect to the inner surface of the base layer of the fixing belt 32 according to the behavior, and the thermistor 54 is moved to the inner surface of the base layer of the fixing belt 31. It can always be in contact. As a result, even if a heater crack occurs, the primary current can be prevented from flowing from the metal belt of the fixing belt 32 to the secondary circuit via the thermistor 54, and the safety margin can be improved.
定着ベルト32は、SUSの素管を引き抜き加工により、厚さ50μmの厚みのシームレスベルト状に形成したSUSベルトの外周に、弾性層としてシリコーンゴム層を、リングコート法により形成してある。そしてそのシリコーンゴム層の外周に、離型層として厚み30μmのPFA樹脂チューブを被覆している。シリコーンゴム層には、極力、熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト32の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点から望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約1.0×10−3cal/sec・cm・Kと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。 In the fixing belt 32, a silicone rubber layer is formed as an elastic layer on the outer periphery of a SUS belt formed into a seamless belt shape having a thickness of 50 μm by drawing a SUS base tube by a ring coating method. The outer periphery of the silicone rubber layer is covered with a PFA resin tube having a thickness of 30 μm as a release layer. For the silicone rubber layer, it is desirable to use a material having a high thermal conductivity as much as possible and to reduce the heat capacity of the fixing belt 32 from the viewpoint of temperature rise. In this example, a material having a thermal conductivity of about 1.0 × 10 −3 cal / sec · cm · K and a silicone rubber having a high thermal conductivity were used.
一方、OHT透過性や、画像上の「す」(微小なグロスムラ)といった、画質の観点からは、定着ベルト32のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。満足のいくレベルの画質を得るためには、200μm以上のシリコーンゴム層の厚みが必要であることが分かっている。本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚み250μmとした。 On the other hand, it is desirable to make the silicone rubber layer of the fixing belt 32 as thick as possible from the viewpoint of image quality, such as OHT permeability and “s” (small gloss unevenness) on the image. It has been found that a silicone rubber layer thickness of 200 μm or more is required to obtain a satisfactory level of image quality. The silicone rubber layer in this example was 250 μm thick.
こうして形成した定着ベルト32の熱容量を測定したところ、2.8×10−2cal/cm2K(定着ベルト1cm2あたりの熱容量)であった。一般に、定着ベルト32の熱容量が1.0cal/cm2K以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に1.0×10−2cal/cm2K以下にしようとすると、定着ベルト32のシリコーンゴム層を極端に薄くせざるを得なくなり、OHT透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト20の熱容量は、1.0×10−2cal/cm2K以上1.0cal・cm2K以下の範囲に含まれることが分かる。 The heat capacity of the fixing belt 32 thus formed was measured and found to be 2.8 × 10 −2 cal / cm 2 K (heat capacity per 1 cm 2 of the fixing belt). In general, when the heat capacity of the fixing belt 32 is 1.0 cal / cm 2 K or more, the temperature rise becomes dull and the on-demand property is impaired. On the other hand, if it is attempted to be 1.0 × 10 −2 cal / cm 2 K or less, the silicone rubber layer of the fixing belt 32 has to be extremely thinned. The thickness of the rubber layer necessary for maintaining the image quality cannot be secured. Therefore, it can be seen that the heat capacity of the fixing belt 20 that satisfies both on-demand characteristics and image quality is included in the range of 1.0 × 10 −2 cal / cm 2 K to 1.0 cal · cm 2 K. .
さらに、定着ベルト32表面にフッ素樹脂層を設けることで、定着ベルト32表面の離型性を向上し、定着ベルト32表面にトナーが一旦付着し、再度、記録材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。 Further, by providing a fluororesin layer on the surface of the fixing belt 32, the releasability of the surface of the fixing belt 32 is improved, and the toner once adheres to the surface of the fixing belt 32 and then moves to the recording material P again. The offset phenomenon can be prevented.
また、定着ベルト32表面のフッ素樹脂層を、PFAチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。 Further, when the fluororesin layer on the surface of the fixing belt 32 is a PFA tube, a uniform fluororesin layer can be formed more easily.
本実施例の定着装置31において、サーモスイッチ57は、ヒーター1には直接接触せずに、ホルダー2と一体化して設けられたスペーサ(不図示)により、ヒーター1の絶縁層1b−1と0.5mm程度の空隙を介して対向するように配置してある。つまり、加熱体の熱に反応して作動し発熱抵抗体への通電を遮断する安全素子が加熱体近傍に加熱体と非接触に配置されている。 In the fixing device 31 of this embodiment, the thermo switch 57 is not in direct contact with the heater 1 but is provided with insulating layers 1b-1 and 0 of the heater 1 by spacers (not shown) provided integrally with the holder 2. It is arranged so as to face each other with a gap of about 5 mm. That is, a safety element that operates in response to the heat of the heating body and cuts off the power supply to the heating resistor is disposed in the vicinity of the heating body in a non-contact manner.
図8は本実施例の定着装置31を搭載できるカラー画像形成装置の一例の構成模型図である。 FIG. 8 is a structural model diagram of an example of a color image forming apparatus in which the fixing device 31 of this embodiment can be mounted.
本実施例に示すカラー画像形成装置は、電子写真式のフルカラー画像形成装置である。この画像形成装置は、プロセススピードが90mm/sec、一分間の印字枚数はUSレターサイズ紙で16枚である。また、この画像形成装置は、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間が約15秒である。 The color image forming apparatus shown in this embodiment is an electrophotographic full-color image forming apparatus. This image forming apparatus has a process speed of 90 mm / sec and the number of printed sheets per minute is 16 US letter size paper. Further, this image forming apparatus takes about 15 seconds from the input of the print command to the output of the first image.
本実施の画像形成装置は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する4つのプロセスカートリッジY・C・M・Kを有している。各カートリッジY・C・M・Kは、それぞれ、像担持体としての感光ドラム61と、帯電装置としての帯電ローラ62と、現像装置63と、クリーニング手段64と、を一つの容器に支持させたものである。そしてその各カートリッジY・C・M・Kは、画像形成装置の筐体を構成する画像形成装置本体Aに取り外し可能に装着されている。 The image forming apparatus of the present embodiment includes four process cartridges Y, C, M, and K that form yellow, cyan, magenta, and black color toner images. Each of the cartridges Y, C, M, and K supports a photosensitive drum 61 as an image carrier, a charging roller 62 as a charging device, a developing device 63, and a cleaning unit 64 in a single container. Is. Each of the cartridges Y, C, M, and K is detachably attached to the image forming apparatus main body A constituting the housing of the image forming apparatus.
イエローのカートリッジYの現像装置63にはイエロトナーが、シアンのカートリッジCの現像装置63にはシアントナーが、それぞれ収納されている。また、マゼンタのカートリッジMの現像装置63にはマゼンタトナーが、ブラックのカートリッジKの現像装置63にはブラックトナーが、それぞれ収納されている。 Yellow toner is stored in the developing device 63 of the yellow cartridge Y, and cyan toner is stored in the developing device 63 of the cyan cartridge C. The developing device 63 of the magenta cartridge M stores magenta toner, and the developing device 63 of the black cartridge K stores black toner.
65は露光手段としてのレーザースキャナ(レーザー走査露光光学系)である。レーザースキャナ65は、各カートリッジY・C・M・Kに対応して設けられている。そしてそのレーザースキャナ65は、各カートリッジY・C・M・Kの感光ドラム61表面に露光を行うことによって静電潜像を形成する。 Reference numeral 65 denotes a laser scanner (laser scanning exposure optical system) as exposure means. The laser scanner 65 is provided corresponding to each cartridge Y, C, M, and K. The laser scanner 65 forms an electrostatic latent image by exposing the surface of the photosensitive drum 61 of each cartridge Y, C, M, and K.
各カートリッジY・C・M・Kにおいて、レーザースキャナ65より、画像データに基づいた走査光が、帯電ローラ62により一様に帯電された感光ドラム61表面を露光することにより、感光ドラム61表面に走査露光画像に対応する静電潜像が形成される。現像手段63に設けられている現像ローラ63aに電源(不図示)から印加される現像バイアスを帯電電位と潜像(露後部)電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが感光ドラム61表面の静電潜像に選択的に付着して現像が行われる。これにより、カートリッジYの感光ドラム61にはイエロートナー像が、シアンのカートリッジCの感光ドラム61にはシアントナー像が、それぞれ形成される。また、マゼンタのカートリッジMの感光ドラム61にはマゼンタトナー像が、ブラックのカートリッジKの感光ドラム61にはブラックトナー像が、それぞれ形成される。 In each cartridge Y, C, M, and K, the scanning light based on the image data is exposed from the laser scanner 65 to the surface of the photosensitive drum 61 that is uniformly charged by the charging roller 62, thereby causing the surface of the photosensitive drum 61 to be exposed. An electrostatic latent image corresponding to the scanning exposure image is formed. By setting the developing bias applied from a power source (not shown) to the developing roller 63a provided in the developing means 63 to an appropriate value between the charged potential and the latent image (exposed portion) potential, the negative polarity is obtained. The charged toner is selectively attached to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 61 for development. As a result, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 61 of the cartridge Y, and a cyan toner image is formed on the photosensitive drum 61 of the cyan cartridge C. A magenta toner image is formed on the photosensitive drum 61 of the magenta cartridge M, and a black toner image is formed on the photosensitive drum 61 of the black cartridge K.
各カートリッジY・C・M・Kの感光ドラム61表面に形成された単色トナー画像は各感光ドラム61の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体としての中間転写ベルト66の外周面(表面)へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより、中間転写ベルト66表面に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。この中間転写ベルト66は、駆動ローラ67a、二次転写ローラ対向ローラ67b、テンションローラ67cの3本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ67aによって駆動される。 The monochromatic toner image formed on the surface of the photosensitive drum 61 of each of the cartridges Y, C, M, and K is synchronized with the rotation of each photosensitive drum 61 and the outer periphery of an intermediate transfer belt 66 as an intermediate transfer member that rotates at a substantially constant speed. The image is superimposed on the surface (surface) in a predetermined alignment state in order and is primarily transferred. As a result, an unfixed full-color toner image is synthesized and formed on the surface of the intermediate transfer belt 66. The intermediate transfer belt 66 is wound around three rollers, a driving roller 67a, a secondary transfer roller facing roller 67b, and a tension roller 67c, and is driven by the driving roller 67a.
各カートリッジY・C・M・Kの感光ドラム61表面から中間転写ベルト66表面へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ68を用いている。一次転写ローラ68は中間転写ベルト66の内周面側に設けられている。その一次転写ローラ68に対して、トナーと逆極性の一次転写バイアスを電源(不図示)により印加することにより、各カートリッジY・C・M・Kの感光ドラム61表面から中間転写ベルト66表面にトナー像が一次転写される。 A primary transfer roller 68 is used as a primary transfer unit of the toner image from the surface of the photosensitive drum 61 of each cartridge Y, C, M, and K to the surface of the intermediate transfer belt 66. The primary transfer roller 68 is provided on the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 66. A primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the primary transfer roller 68 by a power source (not shown), so that the surface of the photosensitive drum 61 of each cartridge Y, C, M, and K is transferred from the surface of the intermediate transfer belt 66 to the surface of the intermediate transfer belt 66. The toner image is primarily transferred.
トナー像の一次転写後に各カートリッジY・C・M・Kの感光ドラム61表面に残った転写残トナーは、クリーニング手段64に設けられているクリーニングブレード(不図示)により除去される。本実施例においては、クリーニングブレードとして、ウレタンブレードを用いている。 Transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 61 of each cartridge Y, C, M, and K after the primary transfer of the toner image is removed by a cleaning blade (not shown) provided in the cleaning unit 64. In this embodiment, a urethane blade is used as the cleaning blade.
なお、本実施の画像形成装置は、単色のみの画像形成(単色モード)時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。 In the image forming apparatus of the present embodiment, the above process is performed only for a target color when an image of only a single color is formed (single color mode).
一方、記録材Pは搬送ローラ69aによって給送カセット70から搬送される。そしてその記録材Pは、所定のタイミングでレジストローラ69bによって、二次転写ローラ対向ローラ67bに巻きかけられている中間転写ベルト66と二次転写ローラ71との間の転写ニップ部Tに搬送される。 On the other hand, the recording material P is conveyed from the feeding cassette 70 by the conveying roller 69a. The recording material P is conveyed by a registration roller 69b to a transfer nip T between the intermediate transfer belt 66 and the secondary transfer roller 71 that is wound around the secondary transfer roller facing roller 67b at a predetermined timing. The
中間転写ベルト66表面に形成された一次転写トナー像は、二次転写ローラ71に電源(不図示)により印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材P上に一括転写される。 The primary transfer toner image formed on the surface of the intermediate transfer belt 66 is collectively transferred onto the recording material P by a bias having a reverse polarity to the toner applied to the secondary transfer roller 71 by a power source (not shown).
トナー像の二次転写後に中間転写ベルト66表面に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング手段72に設けられているクリーニングブレード72aにより除去される。本実施例においては、クリーニングブレード72aとして、ウレタンブレードを用いている。 The transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 66 after the secondary transfer of the toner image is removed by a cleaning blade 72 a provided in the intermediate transfer belt cleaning unit 72. In this embodiment, a urethane blade is used as the cleaning blade 72a.
記録材P上に転写されたトナー画像は、定着装置31を通過することによって記録材P上に加熱定着される。トナー画像が加熱定着された記録材Pは、排出ローラ69cにより排出通路69dを通じて排出トレイ73に排出される。 The toner image transferred onto the recording material P is heated and fixed on the recording material P by passing through the fixing device 31. The recording material P on which the toner image is heat-fixed is discharged to the discharge tray 73 through the discharge passage 69d by the discharge roller 69c.
69は搬送手段である。搬送手段69は、搬送ローラ69aと、レジストローラ69bと、排出ローラ69cと、排出通路69dなどにより構成されている。 Reference numeral 69 denotes a conveying means. The conveying unit 69 includes a conveying roller 69a, a registration roller 69b, a discharge roller 69c, a discharge passage 69d, and the like.
1:ヒーター(加熱体)、1a:基板、1b−1:第1の発熱抵抗体、1b−2:第2の発熱抵抗体、1c−1,1c−2:電極(導体部)、1c−3:繋ぎ部(導体部)、1d−1:第1の絶縁層、1d−2:第2の絶縁層、S:空隙、T1,T2:絶縁層の厚みが他より大きい部分、4:定着フィルム(可撓性部材)、32:定着ベルト(可撓性部材) 1: heater (heating body), 1a: substrate, 1b-1: first heating resistor, 1b-2: second heating resistor, 1c-1, 1c-2: electrode (conductor portion), 1c- 3: Connecting portion (conductor portion), 1d-1: first insulating layer, 1d-2: second insulating layer, S: gap, T1, T2: portions where the thickness of the insulating layer is larger than others, 4: fixing Film (flexible member), 32: fixing belt (flexible member)
Claims (2)
前記ヒーターは、細長い基板と、前記基板の長手方向に沿って長く、前記基板の長手方向の端部で折りかえされたパターンで前記基板上に形成された発熱抵抗体と、前記基板の長手方向の同じ側の端部に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための2つの給電接点と、前記発熱抵抗体を覆う保護層と、を有し、前記保護層は、折りかえされた前記発熱抵抗体の間に、前記基板の長手方向に亘って隙間が設けられており、
前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送してトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒーターの前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有し、前記ヒーターの前記保護層の両端部の前記高抵抗領域を覆う部分のうち前記給電接点に近い側の前記高抵抗領域を覆う部分のみについては、前記発熱抵抗体の前記中央部を覆う部分よりも厚みが厚いことを特徴とする像加熱装置。 When the temperature of the cylindrical film, the heater that contacts the inner surface of the film and generates heat by energization, the pressure member that forms a nip portion together with the heater through the film, and the heater exceeds a predetermined temperature A safety element that cuts off the power to the heater,
The heater includes an elongated substrate, a heating resistor formed on the substrate in a pattern that is long along the longitudinal direction of the substrate and folded at the longitudinal end of the substrate, and the longitudinal direction of the substrate. Two power supply contacts for supplying power to the heat generating resistor and a protective layer covering the heat generating resistor, and the protective layer is the folded heat generation. A gap is provided between the resistors over the longitudinal direction of the substrate,
In the image heating apparatus for heating the toner image by transporting the recording material carrying the toner image at the nip portion,
The heating resistor of the heater has a high resistance region having a resistance value higher than that of a central portion at both ends in the longitudinal direction of the substrate, and covers the high resistance region at both ends of the protective layer of the heater Of these, only the portion covering the high resistance region on the side close to the power supply contact is thicker than the portion covering the central portion of the heating resistor.
前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向の両端部に中央部よりも抵抗値が高い高抵抗領域を有し、前記保護層の両端部の前記高抵抗領域を覆う部分のうち前記給電接点に近い側の前記高抵抗領域を覆う部分のみについては、前記発熱抵抗体の前記中央部を覆う部分よりも厚みが厚いことを特徴とするヒーター。 An elongated substrate; a heating resistor formed on the substrate in a pattern that is long along the longitudinal direction of the substrate and folded at the longitudinal end of the substrate; and on the same side in the longitudinal direction of the substrate Two power supply contacts provided at an end for supplying power to the heating resistor, and a protective layer covering the heating resistor, the protective layer between the folded heating resistors In the heater provided with a gap over the longitudinal direction of the substrate,
The heating resistor has a high resistance region having a resistance value higher than that of a central portion at both ends in the longitudinal direction of the substrate, and the power supply contact is included in a portion covering the high resistance region at both ends of the protective layer. Only the portion covering the high resistance region on the near side is thicker than the portion covering the central portion of the heating resistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167475A JP5196884B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167475A JP5196884B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009008727A JP2009008727A (en) | 2009-01-15 |
JP2009008727A5 JP2009008727A5 (en) | 2010-07-29 |
JP5196884B2 true JP5196884B2 (en) | 2013-05-15 |
Family
ID=40323902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007167475A Expired - Fee Related JP5196884B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5196884B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5052572B2 (en) * | 2009-07-10 | 2012-10-17 | 秀夫 谷口 | Heating head, heating apparatus and heating method using the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002175872A (en) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Canon Inc | Heating body, heating-fixing device and imaging device |
JP2005055522A (en) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Canon Inc | Heating device and image forming apparatus |
JP4378276B2 (en) * | 2004-12-22 | 2009-12-02 | キヤノン株式会社 | Heating body and image heating apparatus |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007167475A patent/JP5196884B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009008727A (en) | 2009-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11067924B2 (en) | Heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP4455548B2 (en) | Image heating device | |
JP4498369B2 (en) | Image heating apparatus and flexible sleeve used in the image heating apparatus | |
JP5464902B2 (en) | Fixing device | |
JPH10207266A (en) | Image forming device | |
JP2007249186A5 (en) | ||
JP4262135B2 (en) | Image heating device | |
JP2010060796A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4078235B2 (en) | Heating device | |
US11573513B2 (en) | Heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2009294391A (en) | Image heating device and image forming apparatus | |
JP4011684B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2013024895A (en) | Fixing device and image formation device | |
JP7106333B2 (en) | image forming device | |
JP5196884B2 (en) | Image heating apparatus and heater used in the image heating apparatus | |
JP4378276B2 (en) | Heating body and image heating apparatus | |
JP2004021079A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4677220B2 (en) | Image heating apparatus and image forming apparatus | |
JP2007047558A (en) | Heat fixing device | |
JP2004053398A (en) | Temperature detector, image heating device, and image forming apparatus | |
JP7271134B2 (en) | image heating device | |
JP2004093638A (en) | Thermal fixing device and image forming apparatus | |
JP2023156013A (en) | Image heating device and image forming apparatus | |
JP2005149952A (en) | Heating device and image forming device | |
JP2022102489A (en) | Image heating device and image forming device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100615 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121016 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130205 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |