JP2007108296A - Heating device - Google Patents

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Hiroaki Sakai
宏明 酒井
Tomoyuki Makihira
朋之 牧平
Masafumi Maeda
前田  雅文
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device designed such that elongation of a heating body by heat expansion can be made symmetrical with respect to a conveyance reference for a material to be heated and the temperatures of the heating body can be symmetrically detected by a temperature detecting means. <P>SOLUTION: The heating body 4 and a heating-body holding member 3 are fixed together in a lengthwise middle position 17-C corresponding to the conveyance reference (paper passage reference) for a material S to be heated, and in the lengthwise middle positions 17-R and 17-L symmetrical with respect to the conveyance reference for the material to be heated. The heat generation distribution of the heat generating resistor 4a of the heating body is symmetrical with respect to the conveyance reference for the material to be heated. Temperature detection means 14-1 and 14-2 for detecting the temperatures of the heating body are disposed in the lengthwise ends of the substrate 4b of the heating body so as to be symmetrical with respect to the conveyance reference for the material to be heated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に画像加熱定着装置として搭載すれば好適な加熱装置に関する。   The present invention relates to a heating device suitable for mounting as an image heating and fixing device in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer.

電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置によりトナー画像として現像し、このトナー画像を転写装置により被記録材(被加熱材)上に転写している。そしてその被記録材を画像加熱定着装置に通過させてトナー画像に熱と圧力を付与することによってトナー画像を被記録材に加熱定着している。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive drum, and the electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing device. The image is transferred onto a recording material (heated material) by a transfer device. The recording material is passed through an image heating and fixing device to apply heat and pressure to the toner image, thereby fixing the toner image to the recording material.

画像加熱定着装置(以下、定着装置と記す)として、耐熱性・薄肉の可撓性フィルム(定着フィルム)を用いてトナー画像を加熱するフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。このようなフィルム加熱方式の定着装置は、特開昭63−313182号公報、特開平1−263679号公報、特開平2−157878号公報、特開平4−44075〜4−44083号公報等に開示されている。   As an image heating fixing device (hereinafter referred to as a fixing device), a film heating type fixing device that heats a toner image using a heat-resistant and thin flexible film (fixing film) has been put into practical use. Such a film heating type fixing device is disclosed in JP-A-63-313182, JP-A-1-263679, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075 to 4-44083, and the like. Has been.

図4を参照して従来のフィルム加熱方式の定着装置の一例を説明する。(a)は定着装置を構成する各部材の長手方向(被記録材の搬送方向と直交する幅方向)の寸法と、被記録材の幅方向の寸法との関係の説明図である。(b)はヒータの平面図である。   An example of a conventional film heating type fixing device will be described with reference to FIG. (A) is an explanatory view of the relationship between the dimension in the longitudinal direction (width direction orthogonal to the conveyance direction of the recording material) of each member constituting the fixing device and the dimension in the width direction of the recording material. (B) is a top view of a heater.

定着装置は、基板4b上に通電により発熱する発熱抵抗体4aを有する細長面状のヒータ4を備え、このヒータに対し耐熱性の可撓性フィルム1を挟ませて加圧ローラ2を対向配置することによりニップ部Nを形成してある。このニップ部Nで被記録材(以下、シートと記す)Sを挟持搬送しつつヒータ4の熱とニップ圧をシート上の未定着トナー画像Tに付与して未定着トナー画像をシート上に加熱定着させるものである。シートSを搬送する搬送基準はニップ部Nの長手方向の中央とニップ部の長手方向に沿うシートの端部間の中央とを一致させる中央基準である。以下、搬送基準を通紙基準と記す。   The fixing device includes an elongated heater 4 having a heating resistor 4a that generates heat when energized on a substrate 4b, and a pressure roller 2 is disposed opposite to the heater with a heat-resistant flexible film 1 interposed therebetween. Thus, the nip portion N is formed. While the recording material (hereinafter referred to as a sheet) S is nipped and conveyed at the nip portion N, the heat and nip pressure of the heater 4 are applied to the unfixed toner image T on the sheet to heat the unfixed toner image on the sheet. It is to fix. The conveyance reference for conveying the sheet S is a central reference that matches the center in the longitudinal direction of the nip portion N with the center between the end portions of the sheet along the longitudinal direction of the nip portion. Hereinafter, the conveyance standard is referred to as a paper standard.

上記定着装置は、昇温の速い低熱容量のヒータや薄膜のフィルム材を用いている。このため、省電力化やウエイトタイムの短縮化(クイックスタート性)が可能となる、画像形成装置等本機の機内昇温を低めることが出来る、等の利点を有した効果的なものである。   The fixing device uses a low heat capacity heater or a thin film material that is rapidly heated. For this reason, it is effective with advantages such as power saving and shortening of the wait time (quick start property), and lowering the temperature rise in the apparatus such as an image forming apparatus. .

低熱容量のヒータ4としては、耐熱性・絶縁性のセラミック基板4aと、該基板に印刷・焼成等の手段で形成された発熱抵抗体4bとを基本構成とし、該発熱抵抗体に電力を供給して発熱させるいわゆるセラミックヒータが用いられている。   The low-heat-capacity heater 4 is basically composed of a heat-resistant / insulating ceramic substrate 4a and a heating resistor 4b formed on the substrate by means of printing or baking, and supplies power to the heating resistor. A so-called ceramic heater that generates heat is used.

該セラミックヒータ4は、温度検知素子(以下、サーミスタと記す)13,14を含む温調系により発熱抵抗体4aに対する供給電力の制御がなされて所定の使用温度に温調管理される。また温度ヒューズやサーモスイッチ(図示せず)等の安全装置を具備させ、ヒータ温度が使用上限温度以上に昇温してしまった場合には該安全装置の作動で発熱抵抗体に対する通電を遮断させるようにしている。   The ceramic heater 4 is controlled to a predetermined operating temperature by controlling the power supplied to the heating resistor 4a by a temperature control system including temperature detection elements (hereinafter referred to as thermistors) 13 and 14. Also, a safety device such as a thermal fuse or a thermo switch (not shown) is provided, and when the heater temperature rises above the upper limit temperature of use, the power supply to the heating resistor is cut off by the operation of the safety device. I am doing so.

定着装置の各部材の長手関係については、ヒータホルダ3に保持されるヒータ4の発熱抵抗体4aの長さ(発熱体長さ)をシートSのトナー画像領域の幅よりも十分長くしている。これによりヒータ4の熱をシート面上のトナー画像Tに均一に付与できるようにしている。このとき発熱抵抗体4aの長さは長ければ長いほど、均一な定着性を確保しやすいが、長すぎると装置の小型化、省スペースを達成できなくなる。ヒータホルダ3はステー6により加圧ローラ2側に加圧されている。   Regarding the longitudinal relationship of the members of the fixing device, the length of the heating resistor 4a of the heater 4 held by the heater holder 3 (the length of the heating element) is sufficiently longer than the width of the toner image area of the sheet S. Thereby, the heat of the heater 4 can be uniformly applied to the toner image T on the sheet surface. At this time, the longer the length of the heating resistor 4a, the easier it is to ensure uniform fixing properties. However, if the length is too long, it becomes impossible to achieve downsizing and space saving of the apparatus. The heater holder 3 is pressed by the stay 6 toward the pressure roller 2 side.

加圧ローラ2においてゴム部の長手方向の長さ(加圧ローラ長さ)、すなわち可撓性フィルム1とで形成されるニップ部の長さはトナー画像Tを確実に加圧し、シートSを問題なく搬送するため、シートの幅(通紙領域)より長いほうがよい。   The length in the longitudinal direction of the rubber part (pressure roller length) in the pressure roller 2, that is, the length of the nip part formed with the flexible film 1 reliably presses the toner image T, In order to convey the sheet without any problem, it is preferable that the sheet is longer than the sheet width (paper passing area).

一方、発熱抵抗体4aの長さと通紙領域の差から生じる非通紙領域が広くなることにより、非通紙領域と対応する発熱抵抗体端部、もしくは加圧ローラ表面が過剰に加熱される非通紙部昇温の課題がある。すなわち、プリントスピード(プロセススピード)の増加により通紙領域と非通紙領域の熱収支の差、すなわち非通紙部昇温が顕著になる。   On the other hand, the non-sheet passing area resulting from the difference between the length of the heating resistor 4a and the sheet passing area is widened, so that the end of the heating resistor or the pressure roller surface corresponding to the non-sheet passing area is excessively heated. There is a problem of non-sheet passing portion temperature rise. That is, the difference in the heat balance between the sheet passing area and the non-sheet passing area, that is, the temperature increase in the non-sheet passing portion becomes remarkable due to an increase in the printing speed (process speed).

そこで、従来の定着装置において、最大印字可能領域(最大トナー画像領域)と、抵抗発熱体領域と、加圧ローラ2の長手寸法の関係は、
最大印字可能領域<抵抗発熱体領域<加圧ローラ長さ
の関係になっている。
Therefore, in the conventional fixing device, the relationship between the maximum printable area (maximum toner image area), the resistance heating element area, and the longitudinal dimension of the pressure roller 2 is as follows.
Maximum printable area <resistance heating element area <pressure roller length.

また、ヒータ4とヒータホルダ3のガタを熱膨張分考慮することにより、ヒータとヒータホルダを接着固定しない構成も提案されている。しかし上記の非通紙部昇温に対してはヒータとヒータホルダについてガタが多い分、不利な構成となってしまう。   In addition, a configuration in which the heater and the heater holder are not bonded and fixed by considering the backlash between the heater 4 and the heater holder 3 is also proposed. However, the temperature rise of the non-sheet passing portion is disadvantageous because the heater and the heater holder have a large amount of play.

従来、図4に示す構成において、ヒータ4の裏面(ヒータホルダ3側の面)において、最小通紙領域内(通紙基準から30mm離れた位置に第1のサーミスタ(メインサーミスタ)13を配置している。このサーミスタ13は最小通紙領域の温度を検知する。また、通紙領域の片側端部(通紙基準から100mm離れた位置)に非通紙部昇温を検知する第2のサーミスタ(サブサーミスタ)14を設置している。このサーミスタ14の機能として、ある程度定着装置を構成する部材の耐熱温度に対してマージンを持たせた設計となっている。   Conventionally, in the configuration shown in FIG. 4, a first thermistor (main thermistor) 13 is arranged on the back surface of the heater 4 (the surface on the heater holder 3 side) within the minimum sheet passing region (position 30 mm away from the sheet passing reference). This thermistor 13 detects the temperature of the minimum sheet passing area, and a second thermistor for detecting the temperature rise of the non-sheet passing area at one end of the sheet passing area (position 100 mm away from the sheet passing reference). The thermistor 14 is designed to have a margin with respect to the heat resistant temperature of the members constituting the fixing device to some extent.

一方、シートSとヒータ4の発熱抵抗体4aとの位置関係を正確に規定するために、ヒータをヒータホルダ3に多数箇所しっかりと接着すると、線膨張係数の違いからお互いに大きなストレスが発生する。   On the other hand, if the heater is firmly bonded to the heater holder 3 at a large number of locations in order to accurately define the positional relationship between the sheet S and the heating resistor 4a of the heater 4, a great stress is generated due to the difference in linear expansion coefficient.

この課題に対して、特許文献1、2において、セラミックヒータをホルダに対して、端部もしくは中央部の1箇所で接着するという技術が開示されている。
特開平04−070688号公報 特開平05−061372号公報
In order to solve this problem, Patent Documents 1 and 2 disclose a technique in which a ceramic heater is bonded to a holder at one end or center.
Japanese Patent Laid-Open No. 04-070688 JP 05-061372 A

上記定着装置においては、プリントスピードを更に増加させていく場合、通紙領域と非通紙領域の熱収支の差が拡大する。このため、ヒータ、および加圧ローラの非通紙部の温度が増加傾向となる。この場合、前述のヒータ位置とサーミスタ位置の関係が非通紙部温度の検知に対して大きく影響してくる。つまり、ヒータの長手方向においてヒータのヒータホルダに対するガタが大きい場合は非通紙部温度の検知精度が大幅に低下する。   In the fixing device, when the printing speed is further increased, the difference in the heat balance between the paper passing area and the non-paper passing area increases. For this reason, the temperature of the non-sheet passing portion of the heater and the pressure roller tends to increase. In this case, the relationship between the heater position and the thermistor position described above greatly affects the detection of the non-sheet passing portion temperature. That is, when the backlash of the heater with respect to the heater holder is large in the longitudinal direction of the heater, the accuracy of detecting the non-sheet passing portion temperature is greatly reduced.

さらに、ヒータの熱膨張により、発熱抵抗体端部の位置が変化し、非通紙領域が増加することにより、非通紙部温度が増加する傾向が助長される。   Furthermore, the thermal expansion of the heater changes the position of the end portion of the heating resistor and increases the non-sheet passing area, thereby promoting the tendency for the non-sheet passing portion temperature to increase.

そこで、本発明の目的は、被加熱材の搬送基準に対して、加熱体の熱膨張による伸びを対称にできるとともに、温度検知手段による加熱体の温度検知を対称にできる加熱装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heating device that can make the elongation due to thermal expansion of the heating body symmetrical with respect to the conveyance reference of the material to be heated, and can make the temperature detection of the heating body symmetrical by the temperature detection means. It is in.

本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、細長い基板と前記基板上に設けられた発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体を保持する加熱体保持部材と、前記加熱体と接して摺動する可撓性部材と、前記加熱体と前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置であって、前記被加熱材を搬送する搬送基準が前記ニップ部の長手方向の中央と前記ニップ部の長手方向に沿う被加熱材の端部間の中央とを一致させる中央基準である加熱装置において、前記加熱体と前記加熱体保持部材は、前記被加熱材の搬送基準と対応する長手中央位置と、前記被加熱材の搬送基準に対して対称な長手中間位置とで固定されており、前記被加熱材の搬送基準に対して前記発熱抵抗体の発熱分布が対称であり、前記被加熱材の搬送基準に対して対称な前記基板の長手端部位置に前記加熱体の温度を検知する温度検知手段を配設していることを特徴とする加熱装置、である。   A representative configuration of the heating device according to the present invention includes a heating body having an elongated substrate and a heating resistor provided on the substrate, a heating body holding member that holds the heating body, and a contact with the heating body. A flexible member that slides and a pressure member that forms a nip portion sandwiching the heating body and the flexible member, and heats the material to be heated while nipping and conveying the heated material at the nip portion. In the heating device, the transport reference for transporting the heated material is a central reference that matches the center in the longitudinal direction of the nip portion with the center between the end portions of the heated material along the longitudinal direction of the nip portion. In the heating device, the heating body and the heating body holding member are fixed at a longitudinal center position corresponding to a conveyance reference of the heated material and a longitudinal intermediate position symmetrical to the conveyance reference of the heated material. And the heating resistance with respect to the conveyance reference of the heated material The heat generation distribution is symmetrical, and temperature detecting means for detecting the temperature of the heating body is disposed at the longitudinal end position of the substrate that is symmetrical with respect to the conveyance reference of the material to be heated. A heating device.

本発明によれば、被加熱材の搬送基準に対して、加熱体の熱膨張による伸びを対称にできるとともに、温度検知手段による加熱体の温度検知を対称にできる加熱装置の提供を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, provision of the heating apparatus which can make elongation by thermal expansion of a heating body symmetrical with respect to the conveyance reference | standard of a to-be-heated material, and can make temperature detection of a heating body symmetrical by a temperature detection means is realizable.

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)画像形成装置例
図3は本発明に係る加熱装置を画像加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の概略模型図である。図3に示す画像形成装置は転写方式の電子写真プロセス利用の複写機若しくはプリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 3 is a schematic model diagram showing an example of an image forming apparatus in which the heating apparatus according to the present invention can be mounted as an image heating and fixing apparatus. The image forming apparatus shown in FIG. 3 is a copying machine or printer using a transfer type electrophotographic process.

像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと記す)31は不図示の回転駆動系により矢印方向(時計方向)へ所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。感光体ドラム31は回転中に外周面(表面)が帯電手段(一次帯電手段)としての帯電ローラ32により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。この帯電処理面に対して不図示の画像露光手段(原稿画像のスリット露光手段、レーザビーム走査露光手段等)により目的の画像情報に対応した画像露光33がなされる。これにより感光体ドラム表面に露光画像に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム表面の静電潜像は現像手段としての現像装置34によりトナー画像として現像される。   A rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 31 as an image carrier is rotationally driven in a direction of an arrow (clockwise) at a predetermined peripheral speed (process speed) by a rotational driving system (not shown). Is done. During rotation, the photosensitive drum 31 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential by a charging roller 32 as a charging unit (primary charging unit). Image exposure 33 corresponding to target image information is performed on the charging surface by image exposure means (not shown) such as slit exposure means for a document image or laser beam scanning exposure means. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the exposure image is formed on the surface of the photosensitive drum. The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is developed as a toner image by a developing device 34 as a developing unit.

一方、感光体ドラム表面と転写手段としての転写ローラ35との間の転写部には不図示の給紙部から被加熱材としての被記録材(以下シートと記す)Sが給送される。転写ローラ35は感光体ドラム表面からシートS上にトナー画像を転写する。   On the other hand, a recording material (hereinafter referred to as a sheet) S as a heated material is fed from a paper feeding unit (not shown) to a transfer portion between the surface of the photosensitive drum and a transfer roller 35 as a transfer unit. The transfer roller 35 transfers the toner image onto the sheet S from the surface of the photosensitive drum.

トナー画像を転写したシートSは画像加熱定着装置(以下、定着装置と略記する)Rのニップ部Nに導入される。定着装置Rではニップ部NでシートSを挟持搬送することによりシート上に未定着のトナー画像を加熱定着する。ニップ部Nを出たシートSは不図示の排出トレイ上に排出される。   The sheet S to which the toner image has been transferred is introduced into a nip portion N of an image heating and fixing device (hereinafter abbreviated as a fixing device) R. In the fixing device R, the sheet S is nipped and conveyed at the nip portion N to heat and fix an unfixed toner image on the sheet. The sheet S that has exited the nip portion N is discharged onto a discharge tray (not shown).

36はクリーニング手段としてのクリーニング装置である。クリーニング装置36はトナー画像転写後に感光体ドラム表面に残留する残トナーなどを除去する。これにより感光体ドラム31は次の画像形成に供される。   Reference numeral 36 denotes a cleaning device as a cleaning means. The cleaning device 36 removes residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the toner image is transferred. As a result, the photosensitive drum 31 is used for the next image formation.

(2)定着装置R
図2は定着装置Rの横断面側面模型図である。
(2) Fixing device R
FIG. 2 is a cross-sectional side view of the fixing device R.

本実施例に示す定着装置Rはフィルム加熱方式の定着装置である。この定着装置RにおいてシートSの搬送基準(通紙基準)は従来の定着装置と同じである。また従来の定着装置と共通する部材・部位には同じ符号を付している。   The fixing device R shown in this embodiment is a film heating type fixing device. In the fixing device R, the conveyance standard (sheet feeding standard) of the sheet S is the same as that of the conventional fixing device. Also, members and parts common to the conventional fixing device are denoted by the same reference numerals.

1は可撓性部材としての円筒状の定着フィルム(耐熱性フィルム)である。3は加熱体保持部材としてのヒータホルダ(以下、ホルダと略記する)である。ホルダ3は下面に設けられた溝に加熱体としてのヒータ4を保持している。このホルダ3には定着フィルム(以下、フィルムと略記する)1がルーズに外嵌されている。2は加圧部材としての加圧ローラである。加圧ローラ2はフィルム1を挟ませてヒータ4の下面と圧接している。これにより加圧ローラ2はフィルム1との間にニップ部(定着ニップ部)Nを形成している。6は加圧ステーであり、両端6aが不図示のばねによってホルダ3側に加圧されている。   Reference numeral 1 denotes a cylindrical fixing film (heat resistant film) as a flexible member. Reference numeral 3 denotes a heater holder (hereinafter abbreviated as a holder) as a heating body holding member. The holder 3 holds a heater 4 as a heating body in a groove provided on the lower surface. A fixing film (hereinafter abbreviated as film) 1 is loosely fitted on the holder 3. Reference numeral 2 denotes a pressure roller as a pressure member. The pressure roller 2 is in pressure contact with the lower surface of the heater 4 with the film 1 interposed therebetween. Thus, the nip portion (fixing nip portion) N is formed between the pressure roller 2 and the film 1. Reference numeral 6 denotes a pressure stay, and both ends 6a are pressed against the holder 3 by springs (not shown).

上記各部材について更に詳しく説明する。   The above members will be described in more detail.

フィルム1は、例えば、表面をトナー離型性の良いPTFE等フッ素樹脂をコートしたポリイミド(PI)フィルムである。フィルム1の両端はフィルムの外形形状に従う形態の不図示のフィルムガイドにより保持されている。このフィルムガイドは装置側板対に支持され、ホルダ3の両端を保持するようになっている。   The film 1 is, for example, a polyimide (PI) film whose surface is coated with a fluororesin such as PTFE having good toner releasability. Both ends of the film 1 are held by a film guide (not shown) in a form according to the outer shape of the film. This film guide is supported by the apparatus side plate pair and holds both ends of the holder 3.

加圧ローラ2は、鉄もしくはアルミニウム等の金属芯金2a上に、シリコーンゴムやシリコーンスポンジ等の弾性層2bを有し、表層はPFAやPTFE等の離型性の優れる離型層2cから構成される。加圧ローラ2は金属芯金2aの両端部が装置側板対に回転可能に軸受け保持されている。   The pressure roller 2 has an elastic layer 2b such as silicone rubber or silicone sponge on a metal core 2a such as iron or aluminum, and the surface layer is composed of a release layer 2c such as PFA or PTFE having excellent release properties. Is done. The pressure roller 2 has both ends of the metal core 2a supported by a pair of apparatus side plates so as to be rotatable.

ホルダ3は、横断面略半円形の細長い桶型形状に形成してある。このホルダ3は、ヒータ4を保持する他に、これに外嵌させたフィルム1の回転ガイドをも兼ねるものである。またホルダ3は、例えば熱硬化性樹脂製であり、耐熱性を有する。   The holder 3 is formed in an elongated saddle shape having a substantially semicircular cross section. In addition to holding the heater 4, the holder 3 also serves as a rotation guide for the film 1 fitted on the heater 3. The holder 3 is made of, for example, a thermosetting resin and has heat resistance.

ヒータ4は、細長い薄板状のセラミック基板4bと、この基板面に基板長手に沿って形成具備させた発熱抵抗体4aと、この発熱抵抗体に被覆させた保護層4cと、を基本構成体としてなる。そして不図示の温調系からの発熱抵抗体4aへの電力供給により迅速に発熱・昇温し該温調系で所定の定着温度に温調管理される。このヒータ4は、ホルダ3に対して該ホルダの下面に長手に沿って形成具備させた溝内にはめ入れて耐熱性接着剤で接着保持させてある。接着剤の塗布位置及び塗布量については後述する。   The heater 4 includes a thin and long ceramic substrate 4b, a heating resistor 4a formed on the substrate surface along the length of the substrate, and a protective layer 4c covered with the heating resistor as basic components. Become. Then, heat is quickly generated and the temperature is raised by supplying power to the heating resistor 4a from a temperature control system (not shown), and the temperature is controlled to a predetermined fixing temperature by the temperature control system. The heater 4 is inserted into a groove formed along the length of the lower surface of the holder 3 with respect to the holder 3 and bonded and held with a heat resistant adhesive. The application position and the application amount of the adhesive will be described later.

ステー6は、鉄・SUS又はアルミニウムの剛性の高い板金製である。このステー6は、上記のようにばねにより加圧されるため両端に2本の腕6aが突き出ている(図1)。またステー6は、長手中央に於いて断面形状が逆Uの字形状をしていて、両端から受けた加圧力を底面6bを通してホルダ3に伝達している。そしてその加圧力をもって加圧ローラ2の弾性層2bをへこませ、ヒータ4と加圧ローラ2との間でニップ部Nを形成させている。   The stay 6 is made of iron / SUS or aluminum with high rigidity. Since the stay 6 is pressurized by the spring as described above, two arms 6a protrude from both ends (FIG. 1). The stay 6 has a U-shaped cross section at the longitudinal center, and transmits the applied pressure received from both ends to the holder 3 through the bottom surface 6b. Then, the elastic layer 2 b of the pressure roller 2 is dented with the applied pressure, and a nip portion N is formed between the heater 4 and the pressure roller 2.

上記定着装置Rにおいて、加圧ローラ2は金属芯金2aに設けられたギア9を介して不図示の駆動部により所定の周速度で反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ2の回転駆動による該ローラとフィルム1の外面との摩擦力でフィルム1に回転力が作用して、該フィルムがヒータ4の下面に接触摺動しつつホルダ3の外回りを矢印方向に回転駆動される。フィルム1の内面とこれが接触摺動するヒータ下面の保護層4cとの摺動抵抗を低減するため両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させるとよい。   In the fixing device R, the pressure roller 2 is rotationally driven counterclockwise at a predetermined peripheral speed by a drive unit (not shown) via a gear 9 provided on the metal core 2a. A rotational force acts on the film 1 by the frictional force between the roller and the outer surface of the film 1 by the rotational driving of the pressure roller 2, and the film 3 is in contact with and slides on the lower surface of the heater 4, and moves outwardly around the holder 3. It is rotationally driven in the direction. In order to reduce sliding resistance between the inner surface of the film 1 and the protective layer 4c on the lower surface of the heater with which the film 1 contacts and slides, a lubricant such as heat-resistant grease may be interposed therebetween.

而して、加圧ローラ2の回転駆動によりフィルム1が回転され、またヒータ4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、ニップ部Nに未定着トナー画像Tを担持したシートSがそのトナー画像担持面側をフィルム1側にして導入される。そのシートSはフィルム1と一緒にニップ部Nを挟持搬送されることにより、ヒータ4の熱がフィルムを介して付与され、トナー画像Tがシート面に加熱定着される。ニップ部Nを通ったのちシートSはフィルム1から分離されて不図示の排出ローラへ搬送される。   Thus, the sheet S carrying the unfixed toner image T in the nip portion N in a state in which the film 1 is rotated by the rotational driving of the pressure roller 2 and the heater 4 rises to a predetermined fixing temperature and is temperature-controlled. Is introduced with the toner image carrying surface side of the film 1 side. The sheet S is nipped and conveyed together with the film 1 through the nip portion N, whereby the heat of the heater 4 is applied through the film, and the toner image T is heated and fixed on the sheet surface. After passing through the nip portion N, the sheet S is separated from the film 1 and conveyed to a discharge roller (not shown).

(2)定着装置の長手方向の位置関係及びヒータ・ヒータホルダ間の接着
図1において(a)は定着装置Rの各部材の長手方向の寸法と、被記録材の幅方向の寸法との関係の説明図である。(b)はヒータの平面図である。
(2) Positional relationship in the longitudinal direction of the fixing device and adhesion between the heater and the heater holder In FIG. 1, (a) shows the relationship between the longitudinal dimension of each member of the fixing device R and the widthwise dimension of the recording material. It is explanatory drawing. (B) is a top view of a heater.

以下、定着装置Rに関し、シートSとしてLETTER(215.9mm×279.4mm)サイズの紙を縦に、つまり長辺を通紙基準と平行にさせた姿勢でニップ部Nに通紙可能な構成について説明する。   Hereinafter, regarding the fixing device R, a configuration in which a sheet of LETTER (215.9 mm × 279.4 mm) size as a sheet S can be passed through the nip portion N in a posture in which the long side is parallel to the sheet reference will be described. To do.

本実施例の定着装置Rにおいては、通紙基準と対応する長手中央位置すなわち通紙基準に対して同一位置に接着基準(以下、接着基準位置と記す)17-Cを設け、この接着基準位置に対して15mm右側に安全装置としてのサーモスイッチ15を配置している。また接着基準位置17-Cに対して15mm左側に温度検知素子である第1のサーミスタ13を配設している。また、定着装置Rにおいては、ニップ部Nに通紙可能な最小サイズ紙を3(inch)×5(inch)(76.2mm×127mm)としている。このため、第1のサーミスタ13、およびサーモスイッチ15は全ての通紙可能な紙の通紙領域内、つまり最小通紙領域内(76.2mm)に設定しており、第1のサーミスタの出力信号に基づいて温調系により所定の定着温度に温調制御を行うものである。   In the fixing device R of this embodiment, an adhesion reference (hereinafter referred to as an adhesion reference position) 17-C is provided at the same position as the longitudinal center position corresponding to the sheet passing reference, that is, the sheet passing reference. A thermoswitch 15 as a safety device is arranged on the right side of 15 mm. In addition, a first thermistor 13 as a temperature detection element is disposed 15 mm to the left of the adhesion reference position 17-C. In the fixing device R, the minimum size paper that can be passed through the nip portion N is 3 (inch) × 5 (inch) (76.2 mm × 127 mm). For this reason, the first thermistor 13 and the thermo switch 15 are set within the paper passing area of all papers that can be passed, that is, within the minimum paper passing area (76.2 mm), and the output signal of the first thermistor Based on the above, temperature control is performed to a predetermined fixing temperature by a temperature control system.

一方、接着基準位置17-Cと、この接着基準位置に対して左右30mmの対称な位置(以下、長手中間位置と記す)17-R、17-Lに接着ポイントを設け、この接着基準位置及び2つの長手中間位置の3点によりヒータ4をホルダ3に固定する。   On the other hand, adhesion points are provided at adhesion reference positions 17-C and symmetrical positions (hereinafter referred to as longitudinal intermediate positions) 17-R and 17-L 30 mm to the left and right with respect to the adhesion reference positions. The heater 4 is fixed to the holder 3 by three points at two longitudinal intermediate positions.

本実施例においては3点としたが、接着強度の観点から、接着基準位置で1点、及び長手中間位置で4点以上でも構わない。ただし、ヒータ4の端部は接着しておらず、ヒータ加熱時の熱膨張に対して自由に伸長可能である。ここで、ヒータ4の端部とホルダ3の端部との間のクリアランスは左右0.5mmとした。この値は、ヒータ4とホルダ3の線膨張係数の関係と、部品および組立て精度により決定されるものである。本実施例においては、ヒータ4は急激に温度上昇するため、ヒータが200℃程度でホルダ3が室温程度の温度差を考慮した値とした。   In this embodiment, the number of points is three, but from the viewpoint of adhesive strength, it may be one point at the reference bonding position and four or more points at the longitudinal intermediate position. However, the end of the heater 4 is not bonded, and can be freely expanded with respect to thermal expansion during heating of the heater. Here, the clearance between the end of the heater 4 and the end of the holder 3 was 0.5 mm on the left and right. This value is determined by the relationship between the linear expansion coefficients of the heater 4 and the holder 3, the parts, and the assembly accuracy. In the present embodiment, since the temperature of the heater 4 is rapidly increased, the value is set in consideration of a temperature difference in which the heater is about 200 ° C. and the holder 3 is about room temperature.

上記のようにヒータ4とホルダ3とを固定することにより、ヒータ4の熱膨張によってヒータもしくはホルダ3に加わるストレスを軽減できるとともに、ヒータの熱膨張による伸びが左右均等になる。   By fixing the heater 4 and the holder 3 as described above, the stress applied to the heater or the holder 3 due to the thermal expansion of the heater 4 can be reduced, and the elongation due to the thermal expansion of the heater becomes equal to the left and right.

また、ヒータ4において基板4b面上に設けられる発熱抵抗体4aの温度分布(発熱分布)を接着基準位置17-Cに対して左右対称な温度分布にしている。これにより発熱抵抗体4aの長さ(発熱体長さ)と通紙領域の差から生じる非通紙領域における非通紙部温度の左右対称化を促進することができる。ここで、左右対称な温度分布は、発熱抵抗体4aの長手寸法、および発熱分布の両方を接着基準位置17-Cに対して対称にすると効果的である。   In the heater 4, the temperature distribution (heat generation distribution) of the heating resistor 4a provided on the surface of the substrate 4b is symmetric with respect to the adhesion reference position 17-C. As a result, it is possible to promote left-right symmetrization of the non-sheet-passing portion temperature in the non-sheet-passing region resulting from the difference between the length of the heating resistor 4a (the length of the heating element) and the sheet passing region. Here, the symmetrical temperature distribution is effective when both the longitudinal dimension of the heating resistor 4a and the heat generation distribution are symmetric with respect to the adhesion reference position 17-C.

そして、接着基準位置17-Cに対して左右50mmの対称な位置(以下、長手端部位置と記す)に第2のサーミスタ14−1、第3のサーミスタ14−2を配設している。これにより、左右均等な非通紙部の温度分布を左右均等な位置で正確に検知することが可能になる。   Then, the second thermistor 14-1 and the third thermistor 14-2 are arranged at symmetrical positions (hereinafter referred to as longitudinal end positions) 50 mm to the left and right with respect to the adhesion reference position 17-C. As a result, it is possible to accurately detect the temperature distribution of the non-sheet passing portion that is equal to the left and right at the left and right even positions.

このように、接着基準位置17-Cに対して左右均等に第2及び第3のサーミスタ14−1,14−2を配設することにより、ヒータ4の熱膨張により、非通紙部領域が増加した場合に左右のバランスを崩すことなく非通紙部温度を正確に検知できる。あるいは紙サイズが変わった場合においても左右のバランスを崩すことなく非通紙部温度を正確に検知できる。このため、常にヒータ4、ホルダ3、加圧ローラ2等、定着装置Rを構成する部材の耐熱温度以下で最大のプリントスピードを実現することができる。   Thus, by disposing the second and third thermistors 14-1 and 14-2 equally on the left and right with respect to the adhesion reference position 17 -C, the non-sheet passing portion region is caused by the thermal expansion of the heater 4. When it increases, it is possible to accurately detect the temperature of the non-sheet passing portion without breaking the left and right balance. Alternatively, even when the paper size changes, the non-sheet passing portion temperature can be accurately detected without losing the left and right balance. For this reason, the maximum printing speed can always be realized below the heat resistant temperature of the members constituting the fixing device R, such as the heater 4, the holder 3, and the pressure roller 2.

本実施例においては、第2及び第3のサーミスタ14−1,14−2は、接着基準位置17-Cから左右50mmの位置に設定した。同様な考え方に基づけば、FULLBLEED(304.8mm×457.2mm)サイズの紙を縦にニップ部Nに通紙可能な定着装置においては、接着基準位置から左右145mmの位置に設定するのが適当である。この設定は、最大通紙サイズに対して10mm程度の非通紙領域が、非通紙部温度の検知に対して適当であるためである。ただし、プリントスピードと定着条件によって最適な寸法は異なることはもちろんである。   In the present example, the second and third thermistors 14-1 and 14-2 were set at positions 50 mm on the left and right from the adhesion reference position 17-C. Based on the same concept, it is appropriate to set the FULLBLEED (304.8mm x 457.2mm) size paper at a position of 145mm to the left and right from the reference bonding position in the fixing device that can pass the paper vertically through the nip N. . This setting is because a non-sheet passing area of about 10 mm with respect to the maximum sheet passing size is appropriate for detection of the non-sheet passing portion temperature. However, of course, the optimum dimensions differ depending on the printing speed and fixing conditions.

〔その他〕
1)ヒータは発熱分布が異なる複数の発熱抵抗体を基板の短手方向(シート搬送方向)に並列に有し、この複数の発熱抵抗体をそれぞれ単独で使用する場合の発熱分布が接着基準位置に対して対称であってもよい。この場合においても、ヒータの熱膨張によってヒータもしくはホルダに加わるストレスを軽減できるとともに、ヒータの熱膨張による伸びを左右均等になる。
[Others]
1) The heater has a plurality of heating resistors having different heat generation distributions in parallel in the short direction of the substrate (sheet conveyance direction), and the heat generation distribution when each of the plurality of heating resistors is used alone is an adhesion reference position. May be symmetric. Even in this case, the stress applied to the heater or the holder due to the thermal expansion of the heater can be reduced, and the elongation due to the thermal expansion of the heater can be made equal to the left and right.

2)本発明の加熱装置は実施例の画像加熱定着装置としての使用に限られず、未定着画像を被記録材に仮に定着せしめる仮定着装置、定着画像を担持した被記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の画像加熱装置としても有効である。またその他、例えば、紙幣等のシワ除去用の熱プレス装置、熱ラミネート装置、紙等の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置など、被加熱材を加熱処理する加熱装置として用いて有効であることは勿論である。   2) The heating device of the present invention is not limited to use as the image heating and fixing device of the embodiment, but is a hypothetical fixing device that temporarily fixes an unfixed image on a recording material, and the recording material carrying the fixed image is reheated and glossed. It is also effective as an image heating apparatus such as a surface modification apparatus for modifying the image surface properties such as. In addition, for example, it is effective to be used as a heating device for heat-treating a material to be heated, such as a heat press device for removing wrinkles such as banknotes, a heat laminating device, and a heat drying device for evaporating moisture content such as paper. Of course.

(a)は実施例1に係る定着装置の各部材の長手方向の寸法と、被記録材の幅方向の寸法との関係の説明図、(b)はヒータの平面図(A) is explanatory drawing of the relationship between the dimension of the longitudinal direction of each member of the fixing device based on Example 1, and the dimension of the width direction of a recording material, (b) is a top view of a heater. 定着装置の横断面側面模型図Cross-sectional side view of the fixing device 画像形成装置の一例の概略模型図Schematic model diagram of an example of an image forming apparatus (a)は従来の定着装置の各部材の長手方向の寸法と、被記録材の幅方向の寸法との関係の説明図、(b)はヒータの平面図(A) is explanatory drawing of the relationship between the dimension of the longitudinal direction of each member of the conventional fixing device, and the dimension of the width direction of a recording material, (b) is a top view of a heater.

符号の説明Explanation of symbols

1‥‥定着フィルム、2‥‥加圧ローラ、3‥‥ヒータホルダ、4‥‥ヒータ
4a‥‥発熱抵抗体、4b‥‥基板、14−1‥‥第2のサーミスタ、
14−2‥‥第3のサーミスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing film, 2 ... Pressure roller, 3 ... Heater holder, 4 ... Heater 4a ... Heating resistor, 4b ... Substrate, 14-1 ... 2nd thermistor,
14-2 Third Thermistor

Claims (3)

細長い基板と前記基板上に設けられた発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体を保持する加熱体保持部材と、前記加熱体と接して摺動する可撓性部材と、前記加熱体と前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置であって、前記被加熱材を搬送する搬送基準が前記ニップ部の長手方向の中央と前記ニップ部の長手方向に沿う被加熱材の端部間の中央とを一致させる中央基準である加熱装置において、
前記加熱体と前記加熱体保持部材は、前記被加熱材の搬送基準と対応する長手中央位置と、前記被加熱材の搬送基準に対して対称な長手中間位置とで固定されており、前記被加熱材の搬送基準に対して前記発熱抵抗体の発熱分布が対称であり、前記被加熱材の搬送基準に対して対称な前記基板の長手端部位置に前記加熱体の温度を検知する温度検知手段を配設していることを特徴とする加熱装置。
A heating body having an elongated substrate and a heating resistor provided on the substrate, a heating body holding member that holds the heating body, a flexible member that slides in contact with the heating body, and the heating body And a pressure member that forms a nip portion with the flexible member interposed therebetween, and a heating device that heats the heated material while pinching and transporting the heated material at the nip portion, and transports the heated material In the heating apparatus in which the conveyance reference is a central reference that matches the center in the longitudinal direction of the nip portion and the center between the ends of the heated material along the longitudinal direction of the nip portion,
The heating body and the heating body holding member are fixed at a longitudinal center position corresponding to the transport reference of the heated material and a longitudinal intermediate position symmetric with respect to the transport reference of the heated material. Temperature detection for detecting the temperature of the heating body at a longitudinal end position of the substrate that is symmetrical with respect to the heating material conveyance reference and is symmetrical with respect to the heating material conveyance reference. A heating device characterized in that means is provided.
前記被加熱材の搬送基準に対して、前記発熱抵抗体の長手寸法が対称な長さ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 apparatus according to claim 1, wherein the longitudinal dimension of the heating resistor is symmetrical with respect to a conveyance reference of the material to be heated. 前記加熱体は発熱分布が異なる複数の発熱抵抗体を前記基板の短手方向に並列に有し、前記複数の発熱抵抗体をそれぞれ単独で使用する場合の発熱分布が、前記被加熱材の搬送基準に対して対称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 body has a plurality of heating resistors having different heat generation distributions in parallel in the short direction of the substrate, and the heat generation distribution when the plurality of heating resistors are used individually is the conveyance of the material to be heated. The heating apparatus according to claim 1, wherein the heating apparatus is symmetrical with respect to a reference.
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