JP2004095304A - Heating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the correct film temperature always stably, and improve durability of the device, in the heating device of film heating type or induction exothermic film type by preventing abnormal temperature rise. <P>SOLUTION: This is a heating device which comprises a heater 5 fixed to the holder 4, a film 2 which is driven with its inner face opposed to the heater 5, and a pressurizing member 6 in which a nip part "n" is formed pressing the film 2, and carries out heat treatment by the heat of the film 2 heated by the heater by introducing and passing the heated member P in the above nip part "n". The heating device has a temperature detecting element 1a which contacts the inner face of the film 2 and the temperature detecting element 1a is installed on a face 1c having a curvature of a temperature detecting element support member 1b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンター・複写機等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置として使用して有効な加熱装置に関するもので、特に可撓性の回転体を有する加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
可撓性の回転体として例えばフィルム状の回転体を用いた「フィルム加熱方式」あるいは「誘導発熱フィルム方式」の加熱装置は、熱ローラー方式の加熱装置との対比において、ウォームアップタイムが格段に短くて消費電力が少ないという利点があり、今日では多くの画像形成装置に採用されている。
【0003】
また、フィルムとして弾性層を具備さたものを用いることにより、トナー層の凹凸が白黒画像に比べて大きいカラー画像の定着処理に対応できる装置も提案されている。即ち、カラー画像は複数色のトナー層を重ねたものなのでトナー層の凹凸が白黒画像に比べて大きいのであるが、未定着カラートナー画像を形成担持させた記録材上の該トナー画像がニップ部を通過する際に、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが、弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一なカラートナー画像定着が達成されるのである。
【0004】
このように均一に定着されたカラートナー画像は、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)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。
【0005】
しかしながら、弾性層を有する分だけオンデマンド性が損なわれてしまうので、フィルムの基層を金属にしたり、フィルムの温度を直接検知することで弾性層の存在により損なわれるオンデマンド性を補うことも提案されている。
【0006】
このようなフィルムの温度を直接検知するものとして、例えば特開平8−6413号公報、特開平10−161445号公報がある。これらには加熱用フィルムの内側に温度検知部材を当接させることや、薄板ばね等の平面上に温度検知素子を保持させ、該温度検知素子を保持部材である薄板ばね等の弾性によりフィルム内面に弾性的に当接させてフィルムの温度を検知することが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱用フィルムである、薄肉の金属フィルム等は一般的に剛性が軟く可撓性があるもので、特にフィルムへの駆動力がかかった場合はフィルム形状が常に変化するため薄板ばね等の平面上に保持された温度検知素子側がそれに追従しきれない問題が発生していた。この場合、温度検知素子とフィルム内面間に隙間が発生し正確な温度測定が出来ない問題があった。特にフィルムを薄肉化し熱容量を抑えることで電力の投入とともに急速な装置の立上げを目的とするオンデマンドの加熱装置においては前記の隙間による温度測定誤差は加熱装置の設定温度に対して異常昇温させる等の問題にもなる。
【0008】
そこで本発明は、可撓性の回転体を用いるフィルム加熱方式や誘導発熱フィルム方式等の加熱装置において、常に安定して正確な回転体(フィルム)温度を検知可能とし、これにより回転体の異常昇温等を未然に防止し、装置の耐久性を向上させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置である。
【0010】
(1)第1の加圧部材と、この第1の加圧部材の周りを回転する可撓性の回転体と、この回転体を間に挟み第1の加圧部材とニップ部を形成する第2の加圧部材と、回転体の内面に接触する温度検知部材と、を有し、回転体と第2の加圧部材の間のニップ部に被加熱材を通して加熱する加熱装置において、
前記温度検知部材は、負荷が掛かっていない状態で自由端側に曲率を有する板ばね状の支持部と、支持部の曲率を有する部分に取り付けられている温度検知素子と、を有することを特徴とする加熱装置。
【0011】
(2)前記温度検知部材が前記回転体内面に接触している状態で前記支持部の自由端側先端は前記回転体内面からわずかに浮いていることを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
【0012】
(3)前記支持部の自由端側の曲率半径は前記回転体の前記温度検知部材接触部分の曲率半径以下であることを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
【0013】
(4)前記第1の加圧部材は通電により発熱する発熱体を保持することを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
【0014】
(5)前記回転体は導電層を有し、前記第1の加圧部材は前記導電層に渦電流を発生させるためのコイルを保持することを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
【0015】
(6)前記回転体は金属層と弾性層を有することを特徴とする(1)に記載の加熱装置。
【0016】
〈作 用〉
すなわち本発明では、温度検知素子を保持する板ばね状の支持部の先端に可撓性の回転体(フィルム)の内面の曲率に対してより小さい曲率面を持たすことで回転体内面と温度検知素子の接触性を向上させ、駆動をかけられ変形する回転体の内面に対しても追従することで常に安定して正確な可撓性の回転体温度を検知可能とした。これにより回転体の異常昇温等を未然に防止し、装置の耐久性の向上が可能な構成とした。
【0017】
【発明の実施の形態】
〈第一の実施例〉
(1)画像形成装置例
図1に、本発明の一実施例としてのカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本例の画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得るカラー画像形成装置である。
【0018】
このカラー画像形成装置においては、像担持体たる感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)、帯電手段たる帯電ローラー(2Y、2C、2M、2K)、静電潜像を顕像化するための現像手段(3Y、3C、3M、3K)、感光体ドラムのクリーニング手段(4Y、4C、4M、4K)等をひとつの容器にまとめた、4つのいわゆるオールインワンカートリッジY、C、M、Kを使用している。
【0019】
すなわち、イエロートナーを現像器に充填したイエローカートリッジY、シアントナーを現像器に充填したシアンカートリッジC、マゼンタトナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジM、そしてブラックトナーを現像器に充填したブラックカートリッジKの4つのカートリッジを使用している。
【0020】
各カートリッジY、C、M、Kにおいて感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系(5Y、5C、5M、5K)が、上記4色のトナーカートリッジに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【0021】
光学系(5Y、5C、5M、5K)より、画像データに基づいた走査光が、帯電手段(2Y、2C、2M、2K)により一様に帯電された感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上を露光することにより、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)表面に画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像ローラー(3Y、3C、3M、3K)に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、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上の静電潜像に選択的に付着されることにより、現像が行われる。
【0022】
感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上に現像された単色トナー画像は、該感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)と同期して、略等速で回転する中間転写体36上へ転写される。本実施例においては、中間転写体として中間転写ベルト36を用いており、これを駆動ローラー37、二次転写ローラー対向ローラー44、テンションローラー38に架け回してテンションローラー38によって張架し、駆動ローラー37によって回動駆動するようにしてある。
【0023】
中間転写ベルト36へ感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上のトナー像を転写する一次転写手段としては、一次転写ローラー(9Y、9C、9M、9K)を用いている。一次転写ローラー(9Y、9C、9M、9K)に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト36に対して、トナー像が一次転写される。
【0024】
一次転写後、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段(4Y、4C、4M、4K)により除去される。本実施例においては、クリーニング手段として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
【0025】
上記工程を中間転写ベルト36の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト36上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。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。
【0026】
また、被記録材(転写材)供給部となる被記録材カセット40にセットされた被記録材Pは、給送ローラー41により給送され、二次転写部に所定のタイミングで、レジストローラー42により、中間転写ベルト36と二次転写手段43とのニップ部に搬送される。
【0027】
中間転写ベルト36上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラー43に、不図示のバイアス印加手段より印加される、トナーと逆極性のバイアスにより、被記録材P上に一括転写される。
【0028】
二次転写後中間転写ベルト36上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段45により除去される。本実施例においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【0029】
被記録材P上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Fを通過することで、被記録材P上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。
【0030】
(2)定着装置F
1)定着装置Fの全体的構成説明
図2は定着装置F部分の拡大横断面模型図である。図3はギアトレイン配設側の側面図、図4は要部の分解斜視図である。
【0031】
この定着装置Fはフィルム加熱方式のカラーオンデマンド定着装置であり、加熱用フィルム(可撓性の回転体)としての円筒状フィルム(定着フィルム)を第2の加圧部材としての加圧ローラーを回転駆動させることで従動回転させる加圧部材駆動構成の加熱装置である。
【0032】
7は装置フレームであり、この装置フレーム7の手前側と奥側の側板71a・71b間に第2の加圧部材としての弾性加圧ローラー6の両端軸部をそれぞれベアリングを介して回転自由に軸受支持させて配設してある。弾性加圧ローラー6は、例えば、芯金に、シリコーンゴム層、離型層を形成したものである。
【0033】
10は加熱部材としてのフィルムアセンブリであり、
▲1▼.横断面下向きコ字型の横長の金属製剛性ステー3、
▲2▼.このステー3に固定支持させた横断面略半円弧状樋型の耐熱樹脂製の横長のヒーターホルダ兼用の第1の加圧部材としてのフィルムガイド4、
▲3▼.このフィルムガイド4の下面にガイド長手に沿って設けた溝部に嵌め入れて固定支持させた加熱体としての横長のセラミックヒーター5、
▲4▼.フィルムガイド4の内側に配設した温度検知手段(温度検知部材)としてのサーミスタユニット1、
▲5▼.上記のステー3、フィルムガイド4、ヒーター5、サーミスタユニット1の組み立て体にルーズに外嵌させた加熱用フィルム(回転体)としての円筒状フィルム(定着フィルム、スリーブ)2
▲6▼.フィルムガイド4の手前側と奥側の両端部に嵌着したフィルムの寄り移動規制する環状フランジ部材8a・8b
等の組み立て体である。
【0034】
上記のフィルムアセンブリ10はヒーター5側を下向きにして、既に加圧ローラー6を配設した装置フレーム7の手前側と奥側の側板71a・71b間に、手前側と奥側の環状フランジ部材8a・8bをそれぞれ手前側と奥側の側板71a・71bに設けた上部開放の下降スリット穴7a・7bに嵌係合させ、加圧ローラー6の上面に受止めさせた状態にして落とし込んで配設する。
【0035】
19は加圧フレームであり、装置フレーム7に対して支点19aを中心に揺動可能に保持させてある。加圧フレーム19はフィルムアセンブリ10の手前側と奥側の両端部をそれぞれ加圧ローラー6の弾性に抗して下方に押圧する方向に加圧ばね18により回動付勢され、これによりフィルムアセンブリ10の下向きのヒーター5がフィルム2を挟んで加圧ローラー6の上面に加圧ローラー6の弾性に抗して一定圧で圧接して所定幅の定着ニップ部nが形成される。
【0036】
また、上記定着ニップ部nよりも被記録材搬送方向下流部には被記録材Pの案内用の排紙ガイド21が回転支点21aを中心に遥動可能に取り付けられており、この排紙ガイド21とともに被記録材Pの搬送をおこなう排紙ローラー11が排紙ばね22のばね力により装置フレーム7に当接し、位置決めされている。11aは排紙ローラー11に対するピンチローラーである。
【0037】
また、被記録材Pの通過あるいは滞留を検知するためのセンサーレバー9が被記録材Pの上部の案内を行う排紙上ガイド23内に設けられている。センサーレバー9は揺動可能に取り付けられており、被記録材Pの通過時にはセンサーレバー9のレバー部9bが被記録材Pにより押し上げられ回転することでセンサーレバー9の端部に設けられたフラッグ9aが画像形成装置本体に設けられた排紙センサー20の受光部を遮り、その遮光時間により被記録材Pの通過あるいは滞留を検知する構成となっている。
【0038】
図3のギアトレインにおいて、画像形成装置本体側の駆動源(図示せず)より伝達された駆動力は通常、第一アイドラギア12、第二アイドラギア13、第三アイドラギア14、を介して加圧ローラー6に固定された加圧ローラーギア15に伝達されることで、加圧ローラー6が図2において反時計方向に回転する。また排紙ローラー11もギアトレイン15・16a・16b・17を介して動力伝達を受けて排紙方向に加圧ローラー6の回転周速度と略同じ周速度で回転する
加熱用フィルムとしての円筒状の定着フィルム2は、本例においては、円筒状の薄肉金属フィルムをベースにして、その外周面に弾性層としてシリコーンゴム層を被覆してなる、可撓性の部材である。ベース層としての円筒状の薄肉金属フィルムは、例えば、厚み50μm前後のNi電鋳フィルムである。シリコーンゴム層の厚さはOHT透過性や、画像上の「す」(微小なグロスムラ)といった、画質の観点から極力厚くすることが望ましいが、厚みが大きくなればオンデマンド性は損われる。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、50μm以上のゴム層厚みが必要であることが分っている。
【0039】
さらに、定着ベルト20の表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト20表面にトナーが一旦付着し、再度転写材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。
【0040】
加熱体としてのヒーター5は本例ではセラミックヒーターであり、通紙方向と直交する方向を長手とする横長の、アルミナ、窒化アルミニウム等のヒーター基板と、このヒーター基板面に基板長手に沿って形成具備させた、銀−パラジウム、TaN等の抵抗発熱体とを基本構成体とするもので、全体的に低熱容量で、抵抗発熱体に対する通電により迅速に昇温する。
【0041】
サーミスタユニット1は、据え座部1dと、基部を据え座部1dに固定した、温度検知素子支持部としての細長薄板ばね部(板ばね状の支持部)1bと、その細長薄板ばね部1bの先端部面1cに固定して配置した温度検知素子(サーミスタ素子)1aとを有し、据え座部1dをフィルムガイド4に固定し、温度検知素子1aをフィルム2の内面に細長薄板ばね部1bの撓み弾性により加圧接触させて配設してある。
【0042】
細長薄板ばね部1bは、負荷が掛かっていない状態で自由端側に曲率を有し、その曲率を有する部分に温度検知素子1aを取り付けてある。細長薄板ばね部1bの自由端側の曲率半径はフィルム2の温度検知素子接触部分の曲率半径以下である。温度検知素子1aがフィルム2の内面に接触している状態で細長薄板ばね部1bの自由端側先端はフィルム内面からわずかに浮いている。
【0043】
温度検知素子1aは細長薄板ばね部1bと据え座部1dを介して不図示の制御回路部(CPU)に電気的に接続されており、制御回路部は温度検知素子1aで検知されるフィルム2の内面温度情報をもとに、ヒーター5の温調制御内容を決定し、ヒーター5への通電を制御する。ヒーター5への通電は、例えば、PID制御によりコントロールされ、フィルム2の内面温度、すなわち、温度検知素子1aの検知温度が所定の設定温度に維持されるように、入力電力が制御される。
【0044】
通常使用においては、加圧ローラー6の回転開始とともにフィルム2の従動回転が開始し、ヒーター5の通電に伴う温度上昇とともに、フィルム2の内面温度も上昇していく。
【0045】
すなわち、図2において、加圧ローラー6が矢印の反時計方向に回転駆動されることで、定着ニップ部nにおいて該加圧ローラー6とフィルム2の外面との摩擦力でフィルム2に回転力が作用して、フィルム内面が定着ニップ部nにおいてヒーター5の表面である下面に密着して摺動しつつフィルムガイド4の外回りを矢印の時計方向に加圧ローラー6の回転駆動に従動して回転する。フィルムガイド4はフィルム2を保持し、フィルム2の回転をガイドする役割を果たす。この場合、フィルム2の内面と、これが摺動するヒーター5の下面との摺動抵抗を低減するために両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させて摺動性を確保している。
【0046】
加圧ローラー6が回転駆動され、これに伴いフィルム2が従動回転し、ヒーター5が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ニップ部nのフィルム2と弾性加圧ローラー6との間に、前述のように二次転写ニップを抜けた被記録材Pが定着装置Fの入り口ガイド24にガイドされて定着ニップ部nに導入され挟持搬送されて行く。被記録材Pの未定着トナー画像面側がフィルム2面側である。被記録材Pが定着ニップ部nを挟持搬送されて行く過程においてフィルム2を介したヒーター5からの熱と、定着ニップ部nの圧力を受けて、被記録材P上の未定着トナー画像が被記録材P面に加熱定着される。定着ニップ部nを出た被記録材Pはフィルム2の面から分離されて排紙ローラー11・11aで排出搬送される。
【0047】
入り口ガイド24は装置フレーム7に組みつけられ、二次転写ニップを抜けた被記録材Pが定着ニップ部nに正確にガイドされるように、被記録材Pを導く役割を果たす。
【0048】
2)温度検知素子1aの配設構成
▲1▼.従来構成
上記の定着装置構成において、たとえば従来例の一例を図8〜10に示すと、温度検知素子支持部としての細長薄板ばね部1bの温度検知素子1aを固定して配置する先端面部1cの形状が平面のままであると、そのばね部1bの先端面部1cがフィルム2の内面に先に接触し、本来、当接すべき温度検知素子1aがフィルム2の内面より離れ正確な温度検知ができない。これはフィルム2が図8に示すように比較的フィルムガイド4に沿って回転する場合も、また、図9に示すようにフィルム2が駆動力によってフィルムガイド4より離された場合や、図10に示すようにフィルム2が極端に下流側にたるんだ場合も、接線方向に一致した特定の角度以外、どの位置にいても同様に本来、当接すべき温度検知素子1aがフィルム2の内面より離れ正確な温度検知が困難であった。
【0049】
▲2▼.本実施例の構成
細長薄板ばね部1bは、負荷が掛かっていない状態で自由端側に曲率を有し、その曲率を有する部分に温度検知素子1aを取り付けてある。細長薄板ばね部1bの自由端側の曲率半径はフィルム2の温度検知素子接触部分の曲率半径以下である。温度検知素子1aがフィルム2の内面に接触している状態で細長薄板ばね部1bの自由端側先端はフィルム内面からわずかに浮いている。
【0050】
すなわち、図5〜7に示すように、温度検知素子支持部としての細長薄板ばね部1bの温度検知素子1aを固定して配置する先端面部1cはその形状を少なくともフィルム2の曲率に対し、同じかそれ以下の曲率を持った曲面形状にし、その曲面形状部分に温度検知素子1aを固定して配置してある。つまり、フィルム内面の定着ニップ部近傍部より下流に向って、先端にR形状を持たせた薄板ばね1bのR部に温度検知素子を配置してある。
【0051】
温度検知素子支持部としての細長薄板ばね部1bの温度検知素子1aを固定して配置する先端面部1cを、たとえばフィルム2の曲率に対し、5分の1程度の曲率の曲面形状にすることで、図5に示すようにフィルム2が比較的フィルムガイド4に沿って回転する場合も温度検知素子部1aがフィルム2の内面に密着する構成になっている。また、図6に示すようにフィルム2が駆動力によってフィルムガイド4より離された場合や、図7に示すようにフィルム2が極端に下流側にたるんだ場合も同様に温度検知素子1aがフィルム2の内面に密着する構成となっている。
【0052】
このことから温度検知素子1aはフィルム2の内面温度を正確に検知し、その情報を制御回路部におくり、制御回路部はあらかじめ設定された温度に対して適性か否かを判断し電源装置からのヒーター5への供給電力を制御することでフィルム2を適正温度に制御する。これにより一定温度に加熱されたフィルム2と回転する加圧ローラー6間に形成された定着ニップ部nに被記録材Pがかみ込まれる。これにより圧及び紙種に適した熱が加えられ、未定着トナーが軟化、溶融され、被記録材Pに圧接、冷却により永久固着像とされる。
【0053】
すなわち、ゴム(弾性層)の熱伝導性の関係からヒーター5部での安定した温度検知がしにくいゴムサーフ定着器(加熱用フィルムとして弾性層を付加したフィルムを用いたフィルム加熱方式の加熱装置)において、定着ニップ近傍部の正確な温度を検知し、安定した温度制御が可能となった。
【0054】
3)その他
上記の実施例において、加熱用フィルム2は、ベース層を耐熱樹脂フィルムにすることも出来る。弾性層や離型層をなしにすることもできる。また他の機能層を付加した多層構成のものにすることもできる。
【0055】
温度検知素子1aはサーミスタ素子以外の例えば熱電対等にすることもできる。
【0056】
加熱体としてのヒーター5はセラミックヒーター以外の例えば鉄板等の電磁誘導発熱性部材等にすることもできる。
【0057】
加熱体としてのヒーター5は必ずしも定着ニップ部nに対応位置していなくてもよく、たとえば、定着ニップ部nよりもフィルム回転方向上流側に位置をずらして配置することもできる。
【0058】
〈第二の実施例〉
上記第一の実施例においてはヒーター5によるフィルム加熱方式の定着装置を例にあげているが、本発明はこれに限定するものではなく、たとえば、フィルムに強磁性導電層(発熱層)を持たせ、磁界発生手段としての励磁コイルに励磁回路より高周波バイアスを印加することで磁力を発生させ、この磁力の作用でフィルムの強磁性導電層に誘導電流(渦電流)を生じさせる「誘導発熱フィルム方式」の加熱装置においても本発明を適用して同様の効果が得られる。
【0059】
図11にその例を示した。フィルムガイド4は略円筒形状のものとしてあり、その内空のほぼ右半部に、磁性コア25aと励磁コイル25bからなる磁界発生手段25を配設してある。フィルムガイド4の下面はニップ形成部とし、そこにフィルム摺動部材26を配設してある。2Aは電磁誘導発熱する発熱層をもたせた加熱用フィルムとしての円筒状の誘導発熱フィルムであり、フィルムガイド4にルーズに外嵌させてある。フィルム摺動部材26と弾性加圧ローラー6とをその間に誘導発熱フィルム2Aを挟ませて定着ニップ部nを形成させている。
【0060】
誘導発熱フィルム2Aは、前記の実施例の場合と同様に、弾性加圧ローラー6が回転駆動されることで内面がフィルム摺動部材26の下面に密着摺動しながら従動回転する。
【0061】
101は励磁回路であり、磁界発生手段25の励磁コイル25bに高周波バイアスを印加する。これにより磁界発生手段25は高周波磁界を発生し、その磁界の作用により誘導発熱フィルム2Aの発熱層に誘導電流が生じて発熱層が発熱してフィルム2Aが加熱される。
【0062】
その誘導発熱フィルム2Aの内面温度がフィルム内面に当接させた温度検知素子1aによって検知され、その検知温度情報が制御回路部100に入力する。制御回路部100は温度検知素子1aで検知されるフィルム2Aの内面温度情報をもとに、フィルム2Aの温調制御内容を決定し、磁界発生手段25の励磁コイル25bへの通電を制御する。すなわち、温度検知素子1aの検知温度が所定の設定温度に維持されるように、励磁コイル25bへの通電が制御される。
【0063】
そして定着ニップ部nのフィルム2Aと弾性加圧ローラー6との間に、被記録材Pが導入され挟持搬送され、フィルム2Aの誘導発熱の熱と、定着ニップ部nの圧力を受けて、被記録材P上の未定着トナー画像が被記録材P面に加熱定着される。
【0064】
本実施例においても、前記実施例と同様に、温度検知素子支持部としての細長薄板ばね部1bの温度検知素子1aを固定して配置する先端面部1cはその形状を少なくともフィルム2Aの曲率に対し、同じかそれ以下の曲率を持った曲面形状にし、その曲面形状部分に温度検知素子1aを固定して配置してあり、前記実施例と同様の効果を得ている。
【0065】
〈その他〉
1)第2の加圧部材はローラー体に限られない。回動駆動されるベルト体にすることもできる。加圧部材も熱源で加熱する構成にすることもできる。
【0066】
2)画像形成装置の被記録材に対する作像原理・プロセスは適宜である。
【0067】
3)本発明の加熱装置は実施例の加熱定着装置に限られず、その他、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、シート状の被加熱材を通紙して、乾燥、加熱ラミネート、熱プレスしわ取り、熱プレスカール取り等の熱処理に使用できる加熱装置等としても使用できる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可撓性の回転体を用いる「フィルム加熱方式」や「誘導発熱フィルム方式」等の加熱装置について、従来は可撓性の回転体の内面形状の変化に対して、追従しきれず検知温度に差が出ていた従来の温度検知素子(内接型サーミスタ等)において、素子取り付け部に曲率をもたせることで可撓性の回転体の形状変化に対して常に素子部を回転体内面に当接させることを可能とし、より安定かつ正確な回転体内面温度の検知を可能にした。
【0069】
この結果、画像加熱定着装置にあっては定着性の安定や1シート内の温度変化によるグロスむらの防止等の定着装置自身の性能向上はもとより、効率的な電力供給が可能となることから省資源化にも効果的である。また同様に、急速な立上げに対しても安定した温度検知が可能なために暴走を防止し安全性を向上させると共に、より高速な立上げが可能なオンデマンド定着装置の供給が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。
【図2】定着装置部分の拡大横断面模型図である。
【図3】定着装置のギアトレイン配設側の側面模型図である。
【図4】定着装置の要部の分解斜視図である。
【図5】温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その1)である。
【図6】温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その2)である。
【図7】温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その3)である。
【図8】従来例の定着装置における温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その1)である。
【図9】従来例の定着装置における温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その2)である。
【図10】従来例の定着装置における温度検知素子のフィルム内面に対する当接状態の説明図(その3)である。
【図11】第二の実施例の定着装置の概略構成模型図である。
【符号の説明】
1‥‥サーミスタユニット、2・‥フィルム(回転体)、3・‥ステー、4‥フィルムガイド(第1の加圧部材)、5‥ヒーター、6・‥加圧ローラー(第2の加圧部材)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device that is effective when used as an image heating and fixing device mounted on an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and more particularly to a heating device having a flexible rotating body.
[0002]
[Prior art]
For example, the heating device of the "film heating system" or the "induction heating film system" using a film-shaped rotating body as the flexible rotating body has a significantly higher warm-up time than the heating device of the heating roller system. It has the advantage of being short and has low power consumption, and is currently used in many image forming apparatuses.
[0003]
Further, there has been proposed an apparatus capable of coping with a fixing process of a color image in which unevenness of a toner layer is larger than that of a black and white image by using a film having an elastic layer as a film. That is, since the color image is formed by superposing toner layers of a plurality of colors, the unevenness of the toner layer is larger than that of the black and white image. However, the toner image on the recording material on which the unfixed color toner image is formed and When passing through, the elastic layer is deformed along the toner layer, so that the toner that is unevenly placed on the image is wrapped by the elastic layer and is uniformly heated, so that a uniform color toner image is obtained. Fixation is achieved.
[0004]
A color toner image uniformly fixed in this manner has no gloss unevenness, and particularly has a feature that the image has excellent light transmittance when an OHT (transparent sheet for an overhead projector) is fixed.
[0005]
However, the on-demand property is impaired by the presence of the elastic layer, so it is also proposed to make the base layer of the film a metal or to directly detect the temperature of the film to compensate for the on-demand property impaired by the presence of the elastic layer. Have been.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-6413 and 10-161445, for example, directly detect the temperature of such a film. In these, the temperature detecting member is brought into contact with the inside of the heating film, or the temperature detecting element is held on a flat surface of a thin leaf spring or the like, and the temperature detecting element is held on the inner surface of the film by the elasticity of the thin leaf spring or the like as a holding member. To detect the temperature of the film by elastically contacting the film.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, a thin film such as a thin metal film, which is a heating film, is generally rigid and flexible, and particularly when a driving force is applied to the film, the shape of the film is constantly changed. There has been a problem that the temperature sensing element side held on the flat surface cannot completely follow it. In this case, there is a problem that a gap is generated between the temperature detecting element and the inner surface of the film, and accurate temperature measurement cannot be performed. In particular, in an on-demand heating device that aims to rapidly start up the device together with power supply by thinning the film and suppressing the heat capacity, the temperature measurement error due to the gap is abnormally high with respect to the set temperature of the heating device. It also causes problems.
[0008]
Therefore, the present invention makes it possible to always detect a stable and accurate temperature of a rotating body (film) in a heating apparatus such as a film heating method using a flexible rotating body or an induction heating film method, thereby detecting abnormalities in the rotating body. An object of the present invention is to prevent a temperature rise or the like beforehand and improve the durability of the apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a heating device having the following configuration.
[0010]
(1) A first pressing member, a flexible rotating body that rotates around the first pressing member, and a nip portion formed between the first pressing member and the rotating body. In a heating device having a second pressing member and a temperature detecting member that is in contact with the inner surface of the rotating body, and heating the nip portion between the rotating body and the second pressing member through the material to be heated,
The temperature detection member has a leaf spring-like support portion having a curvature on a free end side in a state where no load is applied, and a temperature detection element attached to a portion of the support portion having a curvature. And a heating device.
[0011]
(2) The heating according to (1), wherein the free-end-side tip of the support portion slightly floats from the inner surface of the rotating body while the temperature detecting member is in contact with the inner surface of the rotating body. apparatus.
[0012]
(3) The heating device according to (1), wherein a radius of curvature of a free end side of the support portion is equal to or smaller than a radius of curvature of a contact portion of the rotating body with the temperature detecting member.
[0013]
(4) The heating device according to (1), wherein the first pressure member holds a heating element that generates heat when energized.
[0014]
(5) The heating device according to (1), wherein the rotating body has a conductive layer, and the first pressing member holds a coil for generating an eddy current in the conductive layer.
[0015]
(6) The heating device according to (1), wherein the rotating body has a metal layer and an elastic layer.
[0016]
<Operation>
That is, in the present invention, the inner surface of the rotating body and the temperature detection are provided by having a curvature surface smaller than the inner surface of the flexible rotating body (film) at the tip of the leaf spring-like supporting portion holding the temperature sensing element. By improving the contact property of the element and following the inner surface of the rotating body which is driven and deformed, the temperature of the flexible rotating body can be always detected stably and accurately. This prevents abnormal heating of the rotating body, etc., and improves the durability of the apparatus.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
(1) Example of image forming apparatus
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus as one embodiment of the present invention. The image forming apparatus of this example is a color image forming apparatus that obtains a full-color image by superimposing four color toner images of yellow, cyan, magenta, and black using an electrophotographic method.
[0018]
In this color image forming apparatus, a photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K) as an image carrier, a charging roller (2Y, 2C, 2M, 2K) as a charging unit, and an electrostatic latent image are visualized. And the so-called all-in-one cartridges Y, C, M, and K in which the developing means (3Y, 3C, 3M, and 3K) and the photosensitive drum cleaning means (4Y, 4C, 4M, and 4K) are combined in one container. I'm using
[0019]
That is, a yellow cartridge Y filled with a yellow toner in a developing device, a cyan cartridge C filled with a cyan toner in a developing device, a magenta cartridge M filled with a magenta toner in a developing device, and a black cartridge K filled with a black toner in a developing device Are used.
[0020]
The optical system (5Y, 5C, 5M, 5K) that forms an electrostatic latent image by exposing the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, 1K) in each of the cartridges Y, C, M, and K has the above-mentioned configuration. It is provided corresponding to the color toner cartridge. As the optical system, a laser scanning exposure optical system is used.
[0021]
Scanning light based on image data from the optical system (5Y, 5C, 5M, 5K) is uniformly charged by the charging means (2Y, 2C, 2M, 2K) to the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, 1K), an electrostatic latent image corresponding to an image is formed on the surface of the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K). By setting the developing bias applied to the developing rollers (3Y, 3C, 3M, 3K) from a bias power supply (not shown) to an appropriate value between the charging potential and the latent image (exposed portion) potential, negative polarity is obtained. Is selectively adhered to the electrostatic latent images on the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, 1K), thereby performing development.
[0022]
The monochromatic toner image developed on the photoconductor drums (1Y, 1C, 1M, 1K) is transferred to the intermediate transfer body 36 that rotates at substantially the same speed in synchronization with the photoconductor drums (1Y, 1C, 1M, 1K). Transcribed up. In the present embodiment, an intermediate transfer belt 36 is used as an intermediate transfer member. The intermediate transfer belt 36 is wound around a driving roller 37, a secondary transfer roller facing roller 44, and a tension roller 38 and stretched by the tension roller 38. 37 drives it to rotate.
[0023]
Primary transfer rollers (9Y, 9C, 9M, 9K) are used as primary transfer means for transferring the toner images on the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, 1K) to the intermediate transfer belt 36. The primary transfer roller (9Y, 9C, 9M, 9K) is applied with a primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner from a bias power supply (not shown), so that the toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 36. Is done.
[0024]
After the primary transfer, the toner remaining on the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, 1K) as transfer residues is removed by cleaning means (4Y, 4C, 4M, 4K). In this embodiment, blade cleaning using a urethane blade is used as the cleaning means.
[0025]
The above steps are performed for each color of yellow, magenta, cyan, and black in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 36, and primary transfer toner images of each color are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 36. At the time of forming an image of only a single color (single color mode), the above steps are performed only for the target color.
[0026]
The recording material P set in a recording material cassette 40 serving as a recording material (transfer material) supply unit is fed by a feed roller 41, and is sent to a secondary transfer unit at a predetermined timing by a registration roller 42. Is conveyed to the nip between the intermediate transfer belt 36 and the secondary transfer means 43.
[0027]
The primary transfer toner image formed on the intermediate transfer belt 36 is applied to a secondary transfer roller 43 as a secondary transfer unit by a bias having a polarity opposite to that of the toner, which is applied by a bias applying unit (not shown). The batch is transferred to the top.
[0028]
The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 36 after the secondary transfer is removed by the intermediate transfer belt cleaning unit 45. In this embodiment, the intermediate transfer member is cleaned by a urethane blade, similarly to the cleaning means of the photosensitive drum.
[0029]
The toner image secondary-transferred onto the recording material P is fused and fixed on the recording material P by passing through a fixing device F serving as a fixing unit, and becomes an output image of the image forming apparatus.
[0030]
(2) Fixing device F
1) Description of overall configuration of fixing device F
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional model view of the fixing device F. FIG. 3 is a side view of the gear train installation side, and FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part.
[0031]
The fixing device F is a color heating-on-demand fixing device of a film heating type, in which a cylindrical film (fixing film) as a heating film (flexible rotating body) is pressed with a pressing roller as a second pressing member. This is a heating device having a pressing member driving configuration that is driven to rotate by being driven to rotate.
[0032]
Reference numeral 7 denotes an apparatus frame. Between both front and rear side plates 71a and 71b of the apparatus frame 7, the shafts at both ends of an elastic pressure roller 6 as a second pressure member are freely rotatable via bearings. It is arranged with bearing support. The elastic pressure roller 6 is formed, for example, by forming a silicone rubber layer and a release layer on a cored bar.
[0033]
10 is a film assembly as a heating member,
▲ 1 ▼. A horizontally long metal rigid stay 3 with a U-shaped cross section,
▲ 2 ▼. A film guide 4 serving as a first pressing member also serving as a horizontally long heater holder made of a heat-resistant resin having a substantially semicircular cross section and having a cross section fixed and supported on the stay 3;
(3). A horizontally long ceramic heater 5 as a heating element which is fitted and fixedly supported in a groove provided along the longitudinal direction of the guide on the lower surface of the film guide 4;
▲ 4 ▼. A thermistor unit 1 as a temperature detecting means (temperature detecting member) disposed inside the film guide 4;
▲ 5 ▼. A cylindrical film (fixing film, sleeve) 2 as a heating film (rotating body) loosely fitted to the assembly of the stay 3, the film guide 4, the heater 5, and the thermistor unit 1.
▲ 6 ▼. Annular flange members 8a and 8b for restricting the shift of the film fitted to the front and rear ends of the film guide 4
And so on.
[0034]
The above-mentioned film assembly 10 is arranged such that the heater 5 side faces downward, and the front and back side annular flange members 8a are provided between the front and back side plates 71a and 71b of the apparatus frame 7 on which the pressure roller 6 is already disposed. 8b is fitted into the lower opening slit holes 7a and 7b provided on the front and rear side plates 71a and 71b, respectively, and is dropped on the upper surface of the pressure roller 6 to be disposed. I do.
[0035]
Reference numeral 19 denotes a pressurizing frame, which is held swingably about the fulcrum 19a with respect to the apparatus frame 7. The pressing frame 19 is rotationally urged by the pressing spring 18 in a direction of pressing the front and rear ends of the film assembly 10 downward against the elasticity of the pressing roller 6, respectively. The downward heater 10 is pressed against the upper surface of the pressure roller 6 with a constant pressure against the upper surface of the pressure roller 6 with the film 2 interposed therebetween, thereby forming a fixing nip portion n having a predetermined width.
[0036]
Further, a discharge guide 21 for guiding the recording material P is attached to the downstream side of the fixing nip portion n in the recording material conveyance direction so as to be able to pivot about a rotation fulcrum 21a. A paper discharge roller 11 for transporting the recording material P together with 21 is in contact with the apparatus frame 7 by the spring force of a paper discharge spring 22 and is positioned. Reference numeral 11a denotes a pinch roller for the discharge roller 11.
[0037]
Further, a sensor lever 9 for detecting the passage or stagnation of the recording material P is provided in an upper paper discharge guide 23 for guiding the upper portion of the recording material P. The sensor lever 9 is swingably mounted. When the recording material P passes, the lever portion 9b of the sensor lever 9 is pushed up by the recording material P and rotated, so that a flag provided at an end of the sensor lever 9 is provided. 9a is configured to block the light receiving portion of the paper discharge sensor 20 provided in the image forming apparatus main body, and to detect the passage or stagnation of the recording material P based on the light blocking time.
[0038]
In the gear train of FIG. 3, the driving force transmitted from a driving source (not shown) on the image forming apparatus main body side is usually a pressure roller via a first idler gear 12, a second idler gear 13, and a third idler gear 14. The pressure roller 6 rotates counterclockwise in FIG. 2 by being transmitted to the pressure roller gear 15 fixed to 6. The paper discharge roller 11 also receives power transmission via the gear trains 15, 16a, 16b, and 17 and rotates in the paper discharge direction at a peripheral speed substantially equal to the rotational peripheral speed of the pressure roller 6.
In the present embodiment, the cylindrical fixing film 2 as a heating film is a flexible member formed by covering a cylindrical thin metal film as a base and coating an outer peripheral surface thereof with a silicone rubber layer as an elastic layer. It is. The cylindrical thin metal film as the base layer is, for example, a Ni electroformed film having a thickness of about 50 μm. The thickness of the silicone rubber layer is desirably as large as possible from the viewpoint of image quality such as OHT transparency and "spot" (fine gloss unevenness) on an image. However, if the thickness is large, on-demand properties are impaired. According to the study of the present inventors, it has been found that a rubber layer thickness of 50 μm or more is necessary to obtain a satisfactory level of image quality.
[0039]
Further, by providing a fluororesin layer on the surface of the fixing belt 20, the releasability of the surface is improved, and the offset phenomenon that occurs when toner temporarily adheres to the surface of the fixing belt 20 and moves to the transfer material P again is reduced. Can be prevented.
[0040]
The heater 5 as a heating element is a ceramic heater in this example, and is formed of a horizontally long heater substrate made of alumina, aluminum nitride, or the like having a length perpendicular to the paper passing direction, and formed on the heater substrate surface along the substrate length. Silver-palladium, Ta 2 The resistance heating element such as N is used as a basic component, and has a low heat capacity as a whole, and the temperature is quickly raised by energizing the resistance heating element.
[0041]
The thermistor unit 1 includes a stationary seat portion 1d, an elongated thin leaf spring portion (leaf spring-like supporting portion) 1b as a temperature sensing element support portion having a base fixed to the stationary seat portion 1d, and an elongated thin leaf spring portion 1b. A temperature detecting element (thermistor element) 1a fixedly disposed on the front end surface 1c, a stationary portion 1d fixed to the film guide 4, and the temperature detecting element 1a attached to the inner surface of the film 2 by an elongated thin plate spring portion 1b. Are arranged in contact with each other under pressure due to the bending elasticity.
[0042]
The elongated thin plate spring portion 1b has a curvature on the free end side in a state where no load is applied, and the temperature detecting element 1a is attached to a portion having the curvature. The radius of curvature of the elongated thin plate spring portion 1b on the free end side is equal to or smaller than the radius of curvature of the portion of the film 2 in contact with the temperature detecting element. In the state where the temperature detecting element 1a is in contact with the inner surface of the film 2, the free end side tip of the elongated thin plate spring portion 1b slightly floats from the inner surface of the film.
[0043]
The temperature detecting element 1a is electrically connected to a control circuit (CPU) (not shown) via an elongated thin plate spring 1b and a seat 1d, and the control circuit includes a film 2 detected by the temperature detecting element 1a. Based on the inner surface temperature information, the control content of the temperature control of the heater 5 is determined, and the power supply to the heater 5 is controlled. The energization of the heater 5 is controlled by, for example, PID control, and the input power is controlled so that the inner surface temperature of the film 2, that is, the temperature detected by the temperature detecting element 1a is maintained at a predetermined set temperature.
[0044]
In normal use, the driven rotation of the film 2 starts when the rotation of the pressure roller 6 starts, and the inner surface temperature of the film 2 rises with the temperature rise accompanying the energization of the heater 5.
[0045]
That is, in FIG. 2, when the pressure roller 6 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow, the rotational force is applied to the film 2 by the frictional force between the pressure roller 6 and the outer surface of the film 2 in the fixing nip n. Acting, the inner surface of the film slides in close contact with the lower surface, which is the surface of the heater 5, in the fixing nip portion n, and rotates around the outer periphery of the film guide 4 in the clockwise direction of the arrow following the rotation of the pressure roller 6. I do. The film guide 4 holds the film 2 and plays a role in guiding the rotation of the film 2. In this case, in order to reduce the sliding resistance between the inner surface of the film 2 and the lower surface of the heater 5 on which the film 2 slides, a lubricant such as heat-resistant grease is interposed between the two to secure the sliding property.
[0046]
When the pressure roller 6 is driven to rotate, the film 2 is driven to rotate accordingly, and the heater 5 rises to a predetermined fixing temperature and the temperature is adjusted. During this time, the recording material P that has passed through the secondary transfer nip as described above is guided by the entrance guide 24 of the fixing device F, introduced into the fixing nip n, and nipped and conveyed. The unfixed toner image side of the recording material P is the film 2 side. In the process in which the recording material P is nipped and conveyed through the fixing nip portion n, the unfixed toner image on the recording material P is received by the heat from the heater 5 via the film 2 and the pressure of the fixing nip portion n. The recording material P is heated and fixed on the surface. The recording material P that has exited the fixing nip portion n is separated from the surface of the film 2 and is discharged and conveyed by discharge rollers 11a.
[0047]
The entrance guide 24 is assembled to the apparatus frame 7 and serves to guide the recording material P so that the recording material P that has passed through the secondary transfer nip is accurately guided to the fixing nip portion n.
[0048]
2) Arrangement configuration of temperature detecting element 1a
▲ 1 ▼. Conventional configuration
In the above-described fixing device configuration, for example, FIGS. 8 to 10 show an example of a conventional example, and the shape of a distal end surface portion 1c on which a temperature detecting element 1a of an elongated thin plate spring portion 1b as a temperature detecting element supporting portion is fixedly arranged is set. If the flat surface remains, the distal end surface portion 1c of the spring portion 1b comes into contact with the inner surface of the film 2 first, and the temperature detecting element 1a to be originally brought into contact with the inner surface of the film 2 cannot be accurately detected. This occurs when the film 2 relatively rotates along the film guide 4 as shown in FIG. 8, when the film 2 is separated from the film guide 4 by a driving force as shown in FIG. In the case where the film 2 sags extremely downstream as shown in FIG. 2, the temperature sensing element 1a to be originally brought into contact at any position other than the specific angle coincident with the tangential direction is also higher than the inner surface of the film 2. It was difficult to accurately detect the temperature at a distance.
[0049]
▲ 2 ▼. Configuration of the present embodiment
The elongated thin plate spring portion 1b has a curvature on the free end side in a state where no load is applied, and the temperature detecting element 1a is attached to a portion having the curvature. The radius of curvature of the elongated thin plate spring portion 1b on the free end side is equal to or smaller than the radius of curvature of the portion of the film 2 in contact with the temperature detecting element. In the state where the temperature detecting element 1a is in contact with the inner surface of the film 2, the free end side tip of the elongated thin plate spring portion 1b slightly floats from the inner surface of the film.
[0050]
That is, as shown in FIGS. 5 to 7, the distal end surface portion 1 c of the elongated thin plate spring portion 1 b as the temperature detecting element support portion, in which the temperature detecting element 1 a is fixedly arranged, has the same shape as at least the curvature of the film 2. A curved surface having a curvature equal to or less than that is provided, and the temperature detecting element 1a is fixedly disposed on the curved surface. That is, the temperature detecting element is arranged at the R portion of the thin plate spring 1b having a rounded tip at the downstream end from the vicinity of the fixing nip portion on the inner surface of the film.
[0051]
The distal end surface portion 1c of the elongated thin plate spring portion 1b serving as a temperature detection element support portion, on which the temperature detection element 1a is fixed, is formed into a curved surface shape having, for example, about one fifth of the curvature of the film 2. As shown in FIG. 5, even when the film 2 relatively rotates along the film guide 4, the temperature detecting element portion 1a is in close contact with the inner surface of the film 2. Similarly, when the film 2 is separated from the film guide 4 by the driving force as shown in FIG. 6, or when the film 2 is extremely slack downstream as shown in FIG. 2 is in close contact with the inner surface.
[0052]
From this, the temperature detecting element 1a accurately detects the inner surface temperature of the film 2, sends the information to the control circuit unit, and the control circuit unit determines whether or not the temperature is appropriate for the preset temperature, and determines from the power supply device. The film 2 is controlled to an appropriate temperature by controlling the electric power supplied to the heater 5. As a result, the recording material P is caught in the fixing nip n formed between the film 2 heated to a certain temperature and the rotating pressure roller 6. As a result, heat appropriate to the pressure and paper type is applied, and the unfixed toner is softened and melted, and is pressed against the recording material P and cooled to form a permanently fixed image.
[0053]
In other words, it is difficult to stably detect the temperature at the heater 5 due to the thermal conductivity of the rubber (elastic layer). A rubber surf fuser (a film heating type heating device using a film to which an elastic layer is added as a heating film). In this case, accurate temperature in the vicinity of the fixing nip was detected, and stable temperature control became possible.
[0054]
3) Other
In the above-described embodiment, the heating film 2 may have a heat resistant resin film as a base layer. An elastic layer or a release layer may be omitted. In addition, a multi-layer structure in which other functional layers are added can be employed.
[0055]
The temperature detecting element 1a can be, for example, a thermocouple other than the thermistor element.
[0056]
The heater 5 as a heating element can be an electromagnetic induction heating member such as an iron plate other than the ceramic heater.
[0057]
The heater 5 as a heating element does not always need to be located at a position corresponding to the fixing nip portion n, and may be disposed at a position shifted upstream of the fixing nip portion n in the film rotation direction.
[0058]
<Second embodiment>
In the first embodiment, a fixing device of a film heating type using the heater 5 is taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the film has a ferromagnetic conductive layer (heating layer). A magnetic force is generated by applying a high-frequency bias from an exciting circuit to an exciting coil as a magnetic field generating means, and an induced current (eddy current) is generated in the ferromagnetic conductive layer of the film by the action of the magnetic force. A similar effect can be obtained by applying the present invention to a heating device of the "method".
[0059]
FIG. 11 shows an example thereof. The film guide 4 has a substantially cylindrical shape, and a magnetic field generating means 25 composed of a magnetic core 25a and an exciting coil 25b is arranged in a substantially right half of the inner space. The lower surface of the film guide 4 is a nip forming portion, and a film sliding member 26 is disposed there. Reference numeral 2A denotes a cylindrical induction heating film as a heating film having a heating layer for generating electromagnetic induction heat, which is loosely fitted to the film guide 4. A fixing nip n is formed between the film sliding member 26 and the elastic pressure roller 6 with the induction heating film 2A interposed therebetween.
[0060]
As in the case of the above-described embodiment, the induction heating film 2 </ b> A is driven to rotate while the inner surface is in close contact with the lower surface of the film sliding member 26 by the rotational driving of the elastic pressure roller 6.
[0061]
An excitation circuit 101 applies a high-frequency bias to the excitation coil 25b of the magnetic field generating means 25. As a result, the magnetic field generating means 25 generates a high-frequency magnetic field, and an induced current is generated in the heat generating layer of the induction heat generating film 2A by the action of the magnetic field, so that the heat generating layer generates heat and the film 2A is heated.
[0062]
The inner surface temperature of the induction heating film 2A is detected by the temperature detecting element 1a brought into contact with the inner surface of the film, and the detected temperature information is input to the control circuit unit 100. The control circuit unit 100 determines the content of the temperature control of the film 2A based on the inner surface temperature information of the film 2A detected by the temperature detecting element 1a, and controls the energization to the exciting coil 25b of the magnetic field generating means 25. That is, energization of the excitation coil 25b is controlled so that the temperature detected by the temperature detecting element 1a is maintained at a predetermined set temperature.
[0063]
Then, the recording material P is introduced between the film 2A of the fixing nip n and the elastic pressure roller 6 and is nipped and conveyed, and receives heat of induction heat of the film 2A and pressure of the fixing nip n to receive the recording material P. The unfixed toner image on the recording material P is heated and fixed on the surface of the recording material P.
[0064]
Also in this embodiment, as in the previous embodiment, the distal end surface portion 1c of the elongated thin plate spring portion 1b serving as the temperature sensing element support portion, in which the temperature sensing element 1a is fixedly arranged, has a shape at least corresponding to the curvature of the film 2A. The temperature sensing element 1a is fixedly disposed on the curved surface portion having the same or less curvature, and the same effect as that of the above embodiment is obtained.
[0065]
<Others>
1) The second pressing member is not limited to the roller body. A belt body that can be driven to rotate can also be used. The pressing member can also be configured to be heated by a heat source.
[0066]
2) The image forming principle and process for the recording material of the image forming apparatus are appropriate.
[0067]
3) The heating device of the present invention is not limited to the heating and fixing device of the embodiment, but may be any other type of image heating device, an image heating device that reheats a recording material bearing an image to improve surface properties such as luster, It can also be used as a heating device or the like that can be used for heat treatment such as drying, heat lamination, hot press wrinkle removal, and hot press decurling by passing a sheet-shaped material to be heated.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a heating apparatus using a flexible rotating body, such as a “film heating method” or an “induction heating film method”, has conventionally been provided with an inner surface shape of a flexible rotating body. In conventional temperature sensing elements (such as inscribed thermistors), which could not follow the change and the detected temperature was different, the element attachment part has a curvature to prevent the change in shape of the flexible rotating body. As a result, the element portion can always be brought into contact with the inner surface of the rotating body, thereby enabling more stable and accurate detection of the inner surface temperature of the rotating body.
[0069]
As a result, in the image heating and fixing apparatus, not only is the performance of the fixing apparatus itself improved, such as stability of the fixing property and prevention of uneven gloss due to a temperature change in one sheet, but also efficient power supply becomes possible, thereby saving power. It is also effective for resource utilization. Similarly, stable temperature detection is possible even for rapid startup, preventing runaway and improving safety, and enabling the supply of an on-demand fixing device that enables faster startup. Was.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a fixing device.
FIG. 3 is a schematic side view of the fixing device on the gear train side.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part of the fixing device.
FIG. 5 is an explanatory diagram (part 1) of a contact state of a temperature detection element with an inner surface of a film.
FIG. 6 is an explanatory view (No. 2) of a contact state of a temperature detecting element to an inner surface of a film.
FIG. 7 is an explanatory view (part 3) of a contact state of the temperature detecting element with the inner surface of the film.
FIG. 8 is an explanatory view (part 1) of a contact state of a temperature detecting element to an inner surface of a film in a conventional fixing device.
FIG. 9 is an explanatory diagram (part 2) of a contact state of a temperature detecting element to an inner surface of a film in a conventional fixing device.
FIG. 10 is an explanatory view (part 3) of a contact state of a temperature detecting element with an inner surface of a film in a conventional fixing device.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of a fixing device according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ‥‥ Thermistor unit, 2 ‥ Film (rotating body), 3 ‥ Stay, 4 ‥ Film guide (first pressing member), 5 ‥ Heater, 6. ‥ Pressurizing roller (2nd pressing member) )

Claims (6)

第1の加圧部材と、この第1の加圧部材の周りを回転する可撓性の回転体と、この回転体を間に挟み第1の加圧部材とニップ部を形成する第2の加圧部材と、回転体の内面に接触する温度検知部材と、を有し、回転体と第2の加圧部材の間のニップ部に被加熱材を通して加熱する加熱装置において、
前記温度検知部材は、負荷が掛かっていない状態で自由端側に曲率を有する板ばね状の支持部と、支持部の曲率を有する部分に取り付けられている温度検知素子と、を有することを特徴とする加熱装置。
A first pressing member, a flexible rotator rotating around the first pressing member, and a second nip formed with the first pressing member with the rotator interposed therebetween. In a heating device having a pressing member and a temperature detecting member that is in contact with the inner surface of the rotating body, and heating the material to be heated through a nip portion between the rotating body and the second pressing member,
The temperature detection member has a leaf spring-like support portion having a curvature on a free end side in a state where no load is applied, and a temperature detection element attached to a portion of the support portion having a curvature. And a heating device.
前記温度検知部材が前記回転体内面に接触している状態で前記支持部の自由端側先端は前記回転体内面からわずかに浮いていることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。The heating device according to claim 1, wherein a free end side tip of the support portion slightly floats from the rotating body surface in a state where the temperature detecting member is in contact with the rotating body surface. 前記支持部の自由端側の曲率半径は前記回転体の前記温度検知部材接触部分の曲率半径以下であることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。The heating device according to claim 1, wherein a radius of curvature of a free end side of the support portion is equal to or smaller than a radius of curvature of a contact portion of the rotating body with the temperature detecting member. 前記第1の加圧部材は通電により発熱する発熱体を保持することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。The heating device according to claim 1, wherein the first pressing member holds a heating element that generates heat when energized. 前記回転体は導電層を有し、前記第1の加圧部材は前記導電層に渦電流を発生させるためのコイルを保持することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。The heating device according to claim 1, wherein the rotating body has a conductive layer, and the first pressing member holds a coil for generating an eddy current in the conductive layer. 前記回転体は金属層と弾性層を有することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。The heating device according to claim 1, wherein the rotating body has a metal layer and an elastic layer.
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