JP2008129501A - Heating element and heating device - Google Patents

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JP2008129501A
JP2008129501A JP2006316922A JP2006316922A JP2008129501A JP 2008129501 A JP2008129501 A JP 2008129501A JP 2006316922 A JP2006316922 A JP 2006316922A JP 2006316922 A JP2006316922 A JP 2006316922A JP 2008129501 A JP2008129501 A JP 2008129501A
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Hiroyuki Sakakibara
啓之 榊原
Hiroshi Takami
洋 高見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating element designed such that according to materials to be heated, which are different in size in the lengthwise direction of a substrate, power can be supplied to an area corresponding to the size of the materials to be heated of a heat generation resistor. <P>SOLUTION: The heating element includes the substrate 81a, and the heat generating resistor 81b disposed along the lengthwise direction of the substrate. The heating element is used in a heating device that heats materials S of different sizes. In the heating element, the substrate has electrodes 81d to 81k along the length of the substrate according to the sizes of the materials to be heated, each of the electrodes 81d to 81k being used to supply power to a corresponding area of the heating element, which area corresponds to the size of the material to be heated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被加熱材を加熱する加熱体、及び前記加熱体を備える加熱装置に関するものであり、特に、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する加熱定着装置(定着器)として用いて好適なものである。   The present invention relates to a heating body for heating a material to be heated, and a heating apparatus including the heating body, and more particularly, to a heating fixing device (fixing device) mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer. ) Is suitable.

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する加熱定着装置として、セラミック製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、前記ヒータと接触しつつ移動する可撓性部材と、可撓性部材を介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものがある。特許文献1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、これにより記録材上のトナー像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、ヒータ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、1枚目の画像を出力するまでの時間(FPOT:first printout time)を短く出来る。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 a heat fixing device mounted on an electrophotographic copying machine or printer, a heater having a heating resistor on a ceramic substrate, a flexible member that moves in contact with the heater, and a flexible member Some of them have a heater and a pressure roller that forms a nip portion. Patent Document 1 describes 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, whereby the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material. This fixing device has an advantage that the time required for starting energization of the heater and raising the temperature to the fixable temperature is short. Therefore, a printer equipped with this fixing device can shorten the time (FPOT: first printout time) until the first image is output after a print command is input. This type of fixing device also has an advantage that power consumption during standby for waiting for a print command is small.

ところで、可撓性部材を用いた定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域(非通紙領域)が過度に昇温することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを保持するホルダや、加圧ローラが熱により損傷する場合がある。   By the way, when a small-size recording material is continuously printed at the same print interval as a large-size recording material with a printer equipped with a fixing device using a flexible member, the area where the recording material of the heater does not pass (non-sheet passing area) Is known to overheat. If the non-sheet passing region of the heater is excessively heated, the holder for holding the heater and the pressure roller may be damaged by heat.

そこで、可撓性部材を介してヒータと加圧ローラで定着ニップ部を形成する定着装置を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。   Therefore, a printer equipped with a fixing device that forms a fixing nip portion with a heater and a pressure roller via a flexible member, when continuously printing on a small size recording material, when continuously printing on a large size recording material In this way, the control is performed to widen the print interval more, and the excessive temperature rise in the non-sheet passing area of the heater is suppressed.

しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当りの出力枚数を減らすものであり、単位時間当たりの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等或いは若干少ない程度に抑えることが望まれている。   However, the control for extending the print interval is to reduce the number of output sheets per unit time, and it is desired to suppress the number of output sheets per unit time to the same level or slightly less than in the case of a large size recording material.

そこで、従来、定着装置のヒータを改良することが行われている。   Therefore, conventionally, the heater of the fixing device has been improved.

特許文献2には、通電により発熱する発熱抵抗層の長手に沿う途中部から分岐して選択的に通電制御される分岐電路を備えるヒータが記載されている。   Patent Document 2 describes a heater including a branch electric circuit that is branched from a middle portion along the length of a heat generating resistance layer that generates heat by energization and is selectively energized.

特許文献3には、絶縁基板上に長さの異なる発熱抵抗層を独立に配置し、かつ発熱抵抗層を選択的に加熱しうるように構成したヒータが記載されている。   Patent Document 3 describes a heater configured such that heating resistance layers having different lengths are independently arranged on an insulating substrate and the heating resistance layer can be selectively heated.

特許文献4には、基板の長手方向の発熱領域を異ならせた発熱抵抗層を積層し、発熱抵抗層を選択的に加熱しうるように構成したヒータが記載されている。   Patent Document 4 describes a heater configured such that a heating resistor layer having different heating regions in the longitudinal direction of a substrate is laminated so that the heating resistor layer can be selectively heated.

特許文献5には、発熱抵抗層上にて絶縁基板の表裏方向に貫通し、絶縁基板の裏面上に形成される電極部と発熱抵抗層を電気的に接続するスルーホールを設け、発熱抵抗層を選択的に加熱しうるように構成したヒータが記載されている。
特開昭63−313182号公報 特開平3−144477号公報 特開平5−181375号公報 特開平6−337605号公報 特開平8−152795号公報
Patent Document 5 provides a through hole that penetrates the heating resistor layer in the front and back direction of the insulating substrate and electrically connects the electrode portion formed on the back surface of the insulating substrate and the heating resistor layer. A heater configured to be capable of selectively heating is described.
JP-A-63-313182 Japanese Patent Laid-Open No. 3-144477 JP-A-5-181375 JP-A-6-337605 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-152795

特許文献2、及び特許文献3は、選択的に発熱させる領域を増せば増すほど絶縁基板の幅が広がり、ヒータの大型化、熱効率の低下、コストアップを招く傾向がある。   Patent Documents 2 and 3 tend to increase the width of the insulating substrate as the area for selectively generating heat increases, leading to an increase in the size of the heater, a decrease in thermal efficiency, and an increase in cost.

特許文献4は、絶縁基板を積層する分厚みが増し、熱伝達効率が低下する。そして絶縁基板を積層した分コストアップを招く傾向がある。   In Patent Document 4, the thickness of the insulating substrate is increased, and the heat transfer efficiency is lowered. And there is a tendency to increase the cost because the insulating substrates are stacked.

特許文献5は、スルーホールを設けた事により絶縁基板の強度が低下しヒータ割れを招く可能性がある。発熱抵抗層へ通電する電流量が増大するにつれ、スルーホールの数を増やしスルーホール1個あたりに流れる電流量を抑える必要が生じてくる。   In Patent Document 5, there is a possibility that the strength of the insulating substrate is lowered due to the provision of the through hole, and the heater is cracked. As the amount of current flowing through the heat generating resistor layer increases, it becomes necessary to increase the number of through holes and to suppress the amount of current flowing per through hole.

本発明の目的は、基板の長手方向においてサイズの異なる被加熱材に応じて発熱抵抗体の前記被加熱材のサイズと対応する領域に通電できるようにした加熱体、及びその加熱体を備える加熱装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heating body capable of energizing a region corresponding to the size of the heated material of the heating resistor according to the heated material having different sizes in the longitudinal direction of the substrate, and heating provided with the heated body. To provide an apparatus.

上記目的を達成するための構成は、基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱抵抗体と、を有し、サイズの異なる被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板には、前記基板の長手方向に沿って、前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域に通電する電極部が、前記被加熱材のサイズに応じて複数設けられることを特徴とする。
A structure for achieving the above object is a heating body used in a heating device having a substrate and a heating resistor provided along the longitudinal direction of the substrate and heating materials to be heated having different sizes. In
The substrate is provided with a plurality of electrode portions that energize a region of the heating resistor corresponding to the size of the heated material along the longitudinal direction of the substrate according to the size of the heated material. Features.

また、上記目的を達成するための構成は、基板と前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体の接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でサイズの異なる被加熱材を挟持搬送しつつ被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体の基板には、前記基板の長手方向に沿って、前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域に通電する電極部が、前記被加熱材のサイズに応じて複数設けられており、前記被加熱材のサイズに応じて前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域の電極部に対して通電するための制御を行う制御手段を具備することを特徴とする。
In addition, a configuration for achieving the above object includes a heating body having a substrate and a heating resistor provided along a longitudinal direction of the substrate, and a flexible member that moves while contacting the heating body. A heating device that includes a heating member and a pressure member that forms a nip portion with the flexible member interposed therebetween, and heats the heated material while sandwiching and conveying the heated material of different sizes in the nip portion. In
The substrate of the heating body is provided with a plurality of electrode portions that energize a region of the heating resistor corresponding to the size of the heated material along the longitudinal direction of the substrate according to the size of the heated material. And a control means for performing control for energizing the electrode portion in the region of the heating resistor corresponding to the size of the material to be heated according to the size of the material to be heated. To do.

本発明によれば、基板の長手方向においてサイズの異なる被加熱材に応じて発熱抵抗体の前記被加熱材のサイズと対応する領域に通電できるようにした加熱体、及びその加熱体を備える加熱装置の提供を実現できる。   According to the present invention, a heating body capable of energizing a region corresponding to the size of the heated material of the heating resistor according to the heated material having different sizes in the longitudinal direction of the substrate, and heating provided with the heated body Provision of the device can be realized.

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.

(第1の実施例)
(1)画像形成装置例
以下の説明において、画像形成装置、定着装置及びそれらの装置の構成部材に関し、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。幅とは記録材搬送方向と平行な方向の寸法である。
(First embodiment)
(1) Example of image forming apparatus In the following description, with respect to the image forming apparatus, the fixing apparatus, and constituent members of those apparatuses, 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 a direction parallel to the recording material conveyance direction.

図1は本発明に係る加熱装置を加熱定着装置(定着器)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方式のレーザービームプリンタである。   FIG. 1 is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus in which the heating device according to the present invention can be mounted as a heat fixing device (fixing device). This image forming apparatus is an electrophotographic laser beam printer.

本実施例に示す画像形成装置は、記録用紙、OHPシート等の使用可能な記録材(被加熱材)のサイズがA4サイズ、B5サイズ、A5サイズ、はがきサイズである。これらの記録材は給送ユニット或いはマルチトレイにセットされる。記録材の搬送基準は、定着装置のニップ部の長手方向中央とニップ部の長手方向に沿う記録材の端部間の中央とを一致させる中央基準である。   In the image forming apparatus shown in this embodiment, the size of usable recording materials (heated materials) such as recording paper and OHP sheets is A4 size, B5 size, A5 size, and postcard size. These recording materials are set in a feeding unit or a multi-tray. The recording material conveyance reference is a central reference that matches the longitudinal center of the nip portion of the fixing device with the center between the end portions of the recording material along the longitudinal direction of the nip portion.

本実施例の画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部機器(不図示)から印字信号(画像形成信号)を入力すると、像担持体としての感光ドラム1が矢印の方向に回転駆動される。この感光ドラム1は、OPC、アモルファスSe、アモルファスSi等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。その感光ドラム1の外周面(表面)は帯電装置としての帯電ローラ2によって一様に帯電される。その感光ドラム1表面に対して、露光装置としてのレーザースキャナ3により、画像情報に応じてON/OFF制御されたレーザビームLによる走査露光が施される。これにより、感光ドラム1表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4によりトナー(現像剤)を用いて現像され、トナー像(現像像)として可視像化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、接触現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。   In the image forming apparatus of this embodiment, when a print signal (image formation signal) is input from an external device (not shown) such as a host computer, the photosensitive drum 1 as an image carrier is rotationally driven in the direction of the arrow. In the photosensitive drum 1, a photosensitive material such as OPC, amorphous Se, or amorphous Si is formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel. The outer peripheral surface (surface) of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device. The surface of the photosensitive drum 1 is subjected to scanning exposure by a laser beam L which is ON / OFF controlled according to image information by a laser scanner 3 as an exposure device. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1. This electrostatic latent image is developed by the developing device 4 using toner (developer), and is visualized as a toner image (developed image). As a developing method, a jumping developing method, a contact developing method, or the like is used, and image exposure and reversal development are often used in combination.

一方、給送カセット5からピックアップローラ6aにより1枚ずつ繰り出された記録材Sは搬送ローラ6b,6cによりレジストローラ6dに搬送される。或いはマルチトレイ7からピックアップローラ6eにより1枚ずつ繰り出された記録材Sはレジストローラ6dに搬送される。レジストローラ6dはその記録材Sを画像形成タイミングと同期させて感光ドラム1と転写装置としての転写ローラ8との間の転写ニップ部に搬送する。即ち、感光ドラム1表面のトナー像の画像形成位置と記録材Sの先端の書き出し位置が合致するように不図示のセンサにて記録材Sの先端を検知し、タイミングを合わせている。その記録材Sは転写ニップ部で感光ドラム1と転写ローラ8とにより挟持搬送され、その搬送過程において転写ローラ8に印加される転写バイアスによって感光ドラム1表面のトナー像が静電的に記録材S面上に転写される。   On the other hand, the recording material S fed one by one from the feeding cassette 5 by the pickup roller 6a is conveyed to the registration roller 6d by the conveyance rollers 6b and 6c. Alternatively, the recording material S fed one by one from the multi-tray 7 by the pickup roller 6e is conveyed to the registration roller 6d. The registration roller 6d conveys the recording material S to the transfer nip portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 8 as a transfer device in synchronization with the image formation timing. That is, the leading edge of the recording material S is detected by a sensor (not shown) so that the image forming position of the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 matches the writing position of the leading edge of the recording material S, and the timing is adjusted. The recording material S is nipped and conveyed by the photosensitive drum 1 and the transfer roller 8 at the transfer nip portion, and the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is electrostatically recorded by the transfer bias applied to the transfer roller 8 in the conveyance process. Transferred onto the S surface.

感光ドラム1表面から分離し転写ニップ部を出た記録材Sは搬送ガイド6fを介して加熱定着装置9に導入される。定着装置9では記録材S面上の未定着のトナー像に熱と圧力を付与し記録材S面上にトナー像を記録画像として溶融、固着させて定着する。   The recording material S separated from the surface of the photosensitive drum 1 and exiting the transfer nip portion is introduced into the heat fixing device 9 through the conveyance guide 6f. In the fixing device 9, heat and pressure are applied to the unfixed toner image on the recording material S surface, and the toner image is melted and fixed as a recorded image on the recording material S surface to be fixed.

トナー像定着後の記録材Sは、片面印字モードが指定されているときには排出ローラ6g,6hにより装置本体A上部の排出トレイ10に排出される。また、トナー像定着後の記録材Sは、両面印字モードが指定されているときには排出ローラ6g,6hによりスイッチバックされ、装置本体A下部の反転パス(反転通路)6iに導入される。反転パス6iに導入された記録材Sは、搬送ローラ6j,6k,6lにより搬送ローラ6cを通じてレジストローラ6dに送り出されることによって表裏が反転される。その記録材Sはレジストローラ6dにより転写ニップ部に搬送され、該記録材Sの感光ドラム1側の面に転写ローラ8によってトナー像が転写される。そしてその記録材Pは、定着装置9に導入され未定着のトナー像が熱と圧力によって記録材S面上に定着された後に、排出ローラ6g,6hにより排出トレイ10に排出される。11は装置本体A左側面部に設けられた折り畳み式の排出トレイである。この排出トレイ11は装置本体Aに対し斜め上方に引き倒される。そしてその排出トレイ11にはトナー像定着後の記録材Sが排出ローラ6gからフラッパ12によりガイドされて排出される。   After the toner image is fixed, the recording material S is discharged to the discharge tray 10 above the apparatus main body A by the discharge rollers 6g and 6h when the single-sided printing mode is designated. Further, the recording material S after the toner image fixing is switched back by the discharge rollers 6g and 6h when the double-sided printing mode is designated, and is introduced into a reversing path (reversing path) 6i below the apparatus main body A. The recording material S introduced into the reversing path 6i is fed to the registration roller 6d through the transport roller 6c by the transport rollers 6j, 6k, 6l, so that the front and back are reversed. The recording material S is conveyed to the transfer nip portion by the registration roller 6d, and the toner image is transferred to the surface of the recording material S on the photosensitive drum 1 side by the transfer roller 8. The recording material P is introduced into the fixing device 9 and an unfixed toner image is fixed on the surface of the recording material S by heat and pressure, and then discharged to the discharge tray 10 by the discharge rollers 6g and 6h. Reference numeral 11 denotes a foldable discharge tray provided on the left side of the apparatus main body A. The discharge tray 11 is pulled down obliquely upward with respect to the apparatus main body A. Then, the recording material S after fixing the toner image is guided and discharged from the discharge roller 6g to the discharge tray 11 by the flapper 12.

記録材Sの分離後に感光ドラム1表面に残存する転写残りの残留トナーは、不図示のクリーニング装置により感光ドラム1表面より除去される。残留トナーが除去された感光ドラム1は繰り返して画像形成に供される。   Residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after separation of the recording material S is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by a cleaning device (not shown). The photosensitive drum 1 from which the residual toner has been removed is repeatedly used for image formation.

搬送手段6は、ピックアップローラ6a,6e、搬送ローラ6b,6c,6j,6k,6l、レジストローラ6d、搬送ガイド6f、排出ローラ6g,6h、反転パス6iなどにより構成されている。   The conveying means 6 includes pickup rollers 6a and 6e, conveying rollers 6b, 6c, 6j, 6k, and 6l, a registration roller 6d, a conveying guide 6f, discharge rollers 6g and 6h, a reverse path 6i, and the like.

(2)加熱定着装置9
図2は定着装置9の一例の横断面模型図である。図3はヒータユニット21と加圧ローラ31を記録材の導入側から見た図である。図4はヒータユニット21と加圧ローラ31の縦断面模型図である。
(2) Heat fixing device 9
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of the fixing device 9. FIG. 3 is a view of the heater unit 21 and the pressure roller 31 as viewed from the recording material introduction side. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the heater unit 21 and the pressure roller 31.

本実施例に示す定着装置9は、ヒータユニット21と、加圧部材(バックアップ部材)としての弾性加圧ローラ31と、を有する。ヒータユニット21は、可撓性部材としての定着フィルム22と、加熱体としての加熱用ヒータ23と、加熱体保持部材としての断熱ステイホルダー24と、補強部材としての剛性ステー25などを有する。   The fixing device 9 shown in this embodiment includes a heater unit 21 and an elastic pressure roller 31 as a pressure member (backup member). The heater unit 21 includes a fixing film 22 as a flexible member, a heater 23 as a heating body, a heat insulating stay holder 24 as a heating body holding member, and a rigid stay 25 as a reinforcing member.

(a)定着フィルム22
フィルム22は、可撓性を有し、且つ熱容量の小さなスリーブ状のフィルム部材である。クイックスタートを可能にするために総厚100μm以下の厚みの耐熱性フィルムをフィルム22として用いている。フィルム22の基層として、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するSUS、Al、Ni、Ti、Zn等の金属部材を単独ないし複合して形成したものを用いている。基層の材料が樹脂製の場合には、熱伝導性を向上するために、BN、アルミナ、Al等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。また、耐久寿命の長いフィルム22を構成するために、充分な強度を持ち、且つ耐久性に優れた基層として、総厚20μm以上の厚みが必要である。よってフィルム22の総厚みとしては20μm以上100μm以下が最適である。
(A) Fixing film 22
The film 22 is a sleeve-like film member having flexibility and a small heat capacity. In order to enable a quick start, a heat resistant film having a total thickness of 100 μm or less is used as the film 22. As a base layer of the film 22, a heat resistant resin such as polyimide, polyamideimide, PEEK, or a metal member such as SUS, Al, Ni, Ti, Zn having heat resistance and high thermal conductivity is formed alone or in combination. Used. When the material of the base layer is made of resin, high thermal conductive powder such as BN, alumina, Al or the like may be mixed in order to improve thermal conductivity. Moreover, in order to construct the film 22 having a long durability life, a total thickness of 20 μm or more is required as a base layer having sufficient strength and excellent durability. Therefore, the total thickness of the film 22 is optimally 20 μm or more and 100 μm or less.

さらにトナーのオフセット防止や記録材Sの分離性を確保するために、表層にはPTFE、PFA、FEP、ETFE、CTFE、PVDF等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で離型性層を被覆してある。上記のPTFEとは、ポリテトラフルオロエチレンである。PFAとは、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体である。FEPとは、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体である。ETFEとは、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体である。CTFEとは、ポリクロロトリフルオロエチレンである。PVDFとは、ポリビニリデンフルオライドである。   Furthermore, in order to prevent toner offset and ensure separation of the recording material S, the surface layer is made of a heat-resistant resin having good releasability such as a fluororesin such as PTFE, PFA, FEP, ETFE, CTFE, PVDF, or a silicone resin. The release layer is coated alone or mixed. The PTFE is polytetrafluoroethylene. PFA is a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. FEP is a tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer. ETFE is an ethylene tetrafluoroethylene copolymer. CTFE is polychlorotrifluoroethylene. PVDF is polyvinylidene fluoride.

被覆の方法としては、基層の外面をエッチング処理した後に離型性層をディッピング、粉体スプレー等の塗布によるものや、あるいはチューブ状に形成されたものを基層の表面に被せる方式のものであっても良い。または、基層の外面に接着剤であるプライマー層を塗布し、離型性層を被覆する方法であっても良い。   As a coating method, the outer surface of the base layer is etched and then the release layer is dipped, applied by powder spraying, or the surface of the base layer is covered with a tube-shaped one. May be. Or the method of apply | coating the primer layer which is an adhesive agent on the outer surface of a base layer, and coat | covering a release layer may be sufficient.

また、ヒータ23と接触するフィルム22内面に潤滑性の高いフッ素樹脂層等を形成してあっても良い。   Further, a fluorine resin layer or the like having high lubricity may be formed on the inner surface of the film 22 in contact with the heater 23.

(b)断熱ステイホルダー24
ステイホルダー24は、縦断面略樋型形状の細長い部材である。このステイホルダー24は、後述のニップ部N側の面に形成された凹溝24a内にヒータ23を保持し、ニップ部Nと反対方向へのヒータ23の放熱を防ぐための部材である。ステイホルダー24の材料は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂である。そのステイホルダー24にはフィルム21が余裕をもってルーズに外嵌されている。
(B) Insulated stay holder 24
The stay holder 24 is an elongated member having a substantially bowl-shaped longitudinal section. The stay holder 24 is a member for holding the heater 23 in a concave groove 24a formed on a surface on the nip portion N side, which will be described later, and preventing heat dissipation of the heater 23 in the direction opposite to the nip portion N. The material of the stay holder 24 is a heat resistant resin such as liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK. The film 21 is loosely fitted on the stay holder 24 with a margin.

(c)剛性ステー25
ステー25は、縦断面略逆U字形状の細長い部材である。このステー25は、鉄・SUS又はアルミニウムなどの剛性の高い板金製であり、ステイホルダー24の短手方向中央に配置されている。
(C) Rigid stay 25
The stay 25 is an elongated member having a substantially inverted U-shaped longitudinal section. The stay 25 is made of a highly rigid sheet metal such as iron, SUS, or aluminum, and is arranged at the center in the short direction of the stay holder 24.

(d)弾性加圧ローラ30
加圧ローラ30は、フィルム21と略同じ長さのローラ部材である。この加圧ローラ30は、SUS、SUM、Al等の金属製芯金30aの外周にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層30bを有する。そしてその弾性層30bの外周にPFA、PTFE、FEP等の離型性層30cを有する。この離型性層30cは必要に応じて設けられるものである。この加圧ローラ30の芯金30aの両端部は不図示の装置フレームの左右の側板に軸受32L,32Rを介して回転自在に保持されている。そしてその加圧ローラ30の上方にヒータユニット21が加圧ローラ30と並列に配され、ステイホルダー24の両端部を左右の側板に保持させている。そしてステイホルダー24の両端部を不図示の加圧バネ(加圧手段)により加圧ローラ30側に加圧している。これによって、加圧ローラ30はフィルム21を挟んでヒータ23とトナー像t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。
(D) Elastic pressure roller 30
The pressure roller 30 is a roller member having substantially the same length as the film 21. The pressure roller 30 has an elastic layer 30b formed by foaming heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber or silicone rubber on the outer periphery of a metal core 30a made of SUS, SUM, Al or the like. A release layer 30c such as PFA, PTFE, FEP or the like is provided on the outer periphery of the elastic layer 30b. The releasable layer 30c is provided as necessary. Both ends of the metal core 30a of the pressure roller 30 are rotatably held by left and right side plates of a device frame (not shown) via bearings 32L and 32R. A heater unit 21 is disposed above the pressure roller 30 in parallel with the pressure roller 30, and both ends of the stay holder 24 are held by the left and right side plates. Then, both ends of the stay holder 24 are pressed against the pressure roller 30 by a pressure spring (pressure means) (not shown). As a result, the pressure roller 30 forms a nip portion (fixing nip portion) N having a predetermined width necessary for heating and fixing the heater 23 and the toner image t with the film 21 interposed therebetween.

(e)加熱用ヒータ23
図5はヒータ23の裏面側の保護層を取り除いた状態の平面模型図である。図6はヒータ23の温調制御系の一例の説明図である。
(E) Heating heater 23
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state in which the protective layer on the back side of the heater 23 is removed. FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a temperature control system for the heater 23.

ヒータ23は、アルミナ・AlN(窒化アルミ)等のセラミック材料より形成される高熱伝導性の細長い基板81aを有する。この基板81aはニップ部Nの幅より幅広に形成してある。   The heater 23 has an elongated substrate 81a with high thermal conductivity formed of a ceramic material such as alumina / AlN (aluminum nitride). The substrate 81a is formed wider than the width of the nip portion N.

基板81aの裏面、即ちニップ部N側と反対側の面には、発熱抵抗体としての通電発熱抵抗層81bが、基板81aの短手方向の一端(記録材搬送方向の上流側の端部)に基板81aの長手方向に沿って形成してある。この抵抗層81bは、例えばAg/Pd(銀パラジウム)、Ni/Cr、RuO、TaN、TaSiO等の導電剤とガラス、ポリイミド等のマトリックス成分からなる。そしてこの抵抗層81bは、スクリーン印刷、蒸着、スパッタリング、メッキ、金属箔等により、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成されている。抵抗層81bの長さはニップ部NにおけるA4サイズの記録材Sの搬送領域(図3)の長さと同じに設定してある。 On the back surface of the substrate 81a, that is, on the surface opposite to the nip portion N side, an energized heating resistor layer 81b as a heating resistor is disposed at one end in the short direction of the substrate 81a (upstream end in the recording material conveyance direction). Are formed along the longitudinal direction of the substrate 81a. The resistance layer 81b is made of, for example, a conductive agent such as Ag / Pd (silver palladium), Ni / Cr, RuO 2 , Ta 2 N, TaSiO 2 and a matrix component such as glass or polyimide. The resistance layer 81b is formed by screen printing, vapor deposition, sputtering, plating, metal foil, or the like by coating it into a linear or narrow strip having a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm. The length of the resistance layer 81b is set to be the same as the length of the transport area (FIG. 3) of the A4 size recording material S in the nip portion N.

その抵抗層81bの上には、耐熱性のポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、ガラス等の絶縁性保護層(不図示)を形成してある。   An insulating protective layer (not shown) such as heat-resistant polyimide, polyamideimide, PEEK, or glass is formed on the resistance layer 81b.

また、基板81aの裏面には、基板81aの短手方向の他端(記録材搬送方向の下流側の端部)に基板81aの長手方向に沿って複数の電極部81d,81e,81f,81g,81h,81i,81j,81kを設けている。これらの電極部81d〜81kは何れも抵抗層81bと接触している。電極部81dと電極部81k、電極部81eと電極部81j、電極部81fと電極部81i、電極部81gと電極部81hは、それぞれ、基板81aの長手方向において記録材Sの両端部間の中心線(中央)CL1を基準にして対称に設けられている。この中心線CL1は記録材Sの中央基準の搬送基準でもある。従って、電極部81dから電極部81kまで長さD1は、基板81aの長手方向におけるA4サイズの記録材長さSD1と同じである。また、電極部81eから電極部81jまでの長さD2は、基板81aの長手方向におけるB5サイズの記録材長さSD2と同じである。また、電極部81fから電極部81iまでの長さD3は、基板81aの長手方向におけるA5サイズの記録材長さSD3と同じである。また、電極部81gから電極部81hまでの長さD3は、基板81aの長手方向におけるはがきサイズの記録材長さSD4と同じである。そしてその電極部81d,81e,81f,81g,81h,81i,81j,81kには、それぞれ、給電部材としてのコネクタ81m1,81m2,81m3,81m4,81m5,81m6,81m7,81m8が接続されている(図6)。   In addition, on the back surface of the substrate 81a, a plurality of electrode portions 81d, 81e, 81f, and 81g are provided along the longitudinal direction of the substrate 81a on the other end in the short side direction of the substrate 81a (an end portion on the downstream side in the recording material conveyance direction). , 81h, 81i, 81j, 81k. These electrode portions 81d to 81k are all in contact with the resistance layer 81b. The electrode part 81d and the electrode part 81k, the electrode part 81e and the electrode part 81j, the electrode part 81f and the electrode part 81i, and the electrode part 81g and the electrode part 81h are respectively the centers between both ends of the recording material S in the longitudinal direction of the substrate 81a. They are provided symmetrically with respect to the line (center) CL1. This center line CL1 is also the central reference conveyance reference of the recording material S. Accordingly, the length D1 from the electrode portion 81d to the electrode portion 81k is the same as the A4 size recording material length SD1 in the longitudinal direction of the substrate 81a. Further, the length D2 from the electrode part 81e to the electrode part 81j is the same as the recording material length SD2 of B5 size in the longitudinal direction of the substrate 81a. The length D3 from the electrode portion 81f to the electrode portion 81i is the same as the recording material length SD3 of A5 size in the longitudinal direction of the substrate 81a. The length D3 from the electrode portion 81g to the electrode portion 81h is the same as the postcard-sized recording material length SD4 in the longitudinal direction of the substrate 81a. The electrodes 81d, 81e, 81f, 81g, 81h, 81i, 81j, 81k are connected to connectors 81m1, 81m2, 81m3, 81m4, 81m5, 81m6, 81m7, 81m8 as power feeding members, respectively ( FIG. 6).

また、基板81aの裏面には、基板81aの長手方向中央に温度検知手段としてサーミスタなどの温度検知素子82が設けてある(図6)。温度検知素子82の出力信号はヒータ温度検出回路(温度検出手段)41に入力される。   On the back surface of the substrate 81a, a temperature detection element 82 such as a thermistor is provided as a temperature detection means at the center in the longitudinal direction of the substrate 81a (FIG. 6). The output signal of the temperature detection element 82 is input to the heater temperature detection circuit (temperature detection means) 41.

基板81aの表面、即ちニップ部N側の面には、基板81a表面に対してフィルム21の内面を低摩擦で滑らかに摺動させるため、摺動層81cが設けてある。摺動層81cは、上述のPTFE、PFA、FEP、ETFE、CTFE、PVDF等のフッ素樹脂層を単独ないし、混合して被覆することによって形成される。或いは、摺動層81cは、グラファイト、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラス、DLC(ダイアモンドライクカーボン)等を薄く塗布あるいは蒸着することによって形成される。この摺動層81cは必要に応じて設けられるものである。   A sliding layer 81c is provided on the surface of the substrate 81a, that is, the surface on the nip portion N side in order to smoothly slide the inner surface of the film 21 with respect to the surface of the substrate 81a with low friction. The sliding layer 81c is formed by coating the above-mentioned fluororesin layers such as PTFE, PFA, FEP, ETFE, CTFE, PVDF, etc. alone or in combination. Alternatively, the sliding layer 81c is formed by thinly applying or vapor-depositing a dry film lubricant made of graphite, molybdenum disulfide, or the like, glass, DLC (diamond-like carbon), or the like. The sliding layer 81c is provided as necessary.

摺動層81cを設けない場合には、基板81a表面の表面粗さを所定粗さ以下に抑え、基板81a表面に潤滑性グリース等の潤滑剤を塗布してフィルム23内面との摺動性を確保し、熱抵抗を小さく抑えることで熱効率を向上させる構成であっても良い。   When the sliding layer 81c is not provided, the surface roughness of the surface of the substrate 81a is suppressed to a predetermined roughness or less, and a lubricant such as a lubricating grease is applied to the surface of the substrate 81a to improve the sliding property with the inner surface of the film 23. The structure which improves thermal efficiency by ensuring and restraining thermal resistance small may be sufficient.

上記ヒータ23は、基板81bの裏面側を上向きにして基板81bがステイホルダー24の凹溝24aに接着もしくは不図示の保持部材で圧接させてある。そしてヒータ23の基板81b表面の摺動層81cがニップ部Nにおいてフィルム22の内面と接触している。   The heater 23 has the back surface of the substrate 81b facing upward, and the substrate 81b is bonded or pressed against the concave groove 24a of the stay holder 24 by a holding member (not shown). The sliding layer 81 c on the surface of the substrate 81 b of the heater 23 is in contact with the inner surface of the film 22 at the nip portion N.

(3)定着装置9の加熱定着動作
画像形成装置が印字信号を入力すると、定着装置9の加圧ローラ31は芯金31aに設けられた駆動ギアGを介して定着モータ(駆動源)Mにより矢印方向へ回転される。この加圧ローラ31の回転による加圧ローラ31表面とフィルム22表面との摩擦力によりフィルム22に回転力が作用する。これによって、フィルム22はその内面がヒータ23の摺動層81cと接触しながら加圧ローラ31の回転に伴いステイホルダー24の外周りを矢印方向へ従動回転する。
(3) Heat Fixing Operation of Fixing Device 9 When the image forming apparatus inputs a print signal, the pressure roller 31 of the fixing device 9 is driven by a fixing motor (drive source) M via a drive gear G provided on the core 31a. It is rotated in the direction of the arrow. A rotational force acts on the film 22 by the frictional force between the surface of the pressure roller 31 and the surface of the film 22 due to the rotation of the pressure roller 31. As a result, the inner surface of the film 22 rotates following the outer periphery of the stay holder 24 in the direction of the arrow as the pressure roller 31 rotates while the inner surface of the film 22 is in contact with the sliding layer 81 c of the heater 23.

フィルム22はヒータ23とステイホルダー24に接触しながら回転するため、ヒータ23とフィルム22、及びステイホルダー24とフィルム22間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。そのため、フィルム22と接触するヒータ23表面、及びステイホルダー9表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これによりフィルム22はスムーズに回転することが可能となる。   Since the film 22 rotates while being in contact with the heater 23 and the stay holder 24, it is necessary to keep the frictional resistance between the heater 23 and the film 22 and between the stay holder 24 and the film 22 small. Therefore, a small amount of lubricant such as heat-resistant grease is interposed on the surface of the heater 23 that contacts the film 22 and the surface of the stay holder 9. Thereby, the film 22 can be smoothly rotated.

また、印字信号を入力すると、マイクロプロセッサ(制御手段)43は、記録材サイズ検出回路(サイズ検出手段)42によって検出される記録材Sの検出信号を取り込み、その検出信号に基づいて記録材Sのサイズを判断する。そしてその記録材Sのサイズに応じてこの記録材Sと対応する抵抗層81aの領域の電極部に対して通電するための制御を行う。即ち、電極部81dから81kまでの複数の電極部の中からその記録材Sのサイズと対応する電極部を選択し、その選択した電極部に通電するように給電回路(給電手段)44を制御する。給電回路44は、電源(不図示)を有する給電部44aと、第1のスイッチS1と、第2のスイッチS1などを有する。第1のスイッチS1は、給電部44aに接続された可動接点と、電極部81d〜電極部81gにそれぞれ接続されたコネクタ81m1〜コネクタ81m4の固定接点と、を有する。第2のスイッチS2は、給電部44aに接続された可動接点と、電極部81h〜電極部81kにそれぞれ接続されたコネクタ81m5〜コネクタ81m8の固定接点と、を有する。   When the print signal is input, the microprocessor (control means) 43 takes in the detection signal of the recording material S detected by the recording material size detection circuit (size detection means) 42 and, based on the detection signal, the recording material S. Determine the size of the. Then, according to the size of the recording material S, control for energizing the electrode portion in the region of the resistance layer 81a corresponding to the recording material S is performed. That is, an electrode portion corresponding to the size of the recording material S is selected from a plurality of electrode portions from the electrode portions 81d to 81k, and the power supply circuit (power supply means) 44 is controlled so as to energize the selected electrode portion. To do. The power feeding circuit 44 includes a power feeding unit 44a having a power source (not shown), a first switch S1, a second switch S1, and the like. The first switch S1 includes a movable contact connected to the power supply unit 44a and fixed contacts of the connectors 81m1 to 81m4 connected to the electrode units 81d to 81g, respectively. The second switch S2 includes a movable contact connected to the power supply unit 44a and fixed contacts of the connector 81m5 to the connector 81m8 connected to the electrode unit 81h to the electrode unit 81k, respectively.

マイクロプロセッサ43が記録材SのサイズをA4サイズと判断した場合、マイクロプロセッサ43は第1及び第2のスイッチS1,S2の可動接点をコネクタ81m1,81m8の固定接点に接続するようにスイッチS1,S2を制御する。これにより、給電回路44から電極部81d,81kに通電され、抵抗層81bは電極部81d,81k間の全域(通電エリアD1)で発熱する。   When the microprocessor 43 determines that the size of the recording material S is A4 size, the microprocessor 43 switches the switches S1, S1 and S2 so as to connect the movable contacts of the first and second switches S1, S2 to the fixed contacts of the connectors 81m1, 81m8. S2 is controlled. As a result, the electrode portions 81d and 81k are energized from the power feeding circuit 44, and the resistance layer 81b generates heat in the entire area between the electrode portions 81d and 81k (energization area D1).

マイクロプロセッサ43が記録材SのサイズをB5サイズと判断した場合、マイクロプロセッサ43は第1及び第2のスイッチS1,S2の可動接点をコネクタ81m2,81m7の固定接点に接続するようにスイッチS1,S2を制御する。これにより、給電回路44から電極部81e,81jに通電され、抵抗層81bは電極部81e,81j間の全域(通電エリアD2)で迅速に発熱する。   When the microprocessor 43 determines that the size of the recording material S is B5 size, the microprocessor 43 switches the switches S1, S1 and S2 to connect the movable contacts of the first and second switches S1, S2 to the fixed contacts of the connectors 81m2, 81m7. S2 is controlled. As a result, the electrode portions 81e and 81j are energized from the power feeding circuit 44, and the resistance layer 81b quickly generates heat in the entire area between the electrode portions 81e and 81j (energization area D2).

マイクロプロセッサ43が記録材SのサイズをA5サイズと判断した場合、マイクロプロセッサ43は第1及び第2のスイッチS1,S2の可動接点をコネクタ81m3,81m6の固定接点に接続するようにスイッチS1,S2を制御する。これにより、給電回路44から電極部81f,81iに通電され、抵抗層81bは電極部81f,81i間の全域(通電エリアD3)で迅速に発熱する。   When the microprocessor 43 determines that the size of the recording material S is A5 size, the microprocessor 43 switches the switches S1, S1 and S2 to connect the movable contacts of the first and second switches S1, S2 to the fixed contacts of the connectors 81m3, 81m6. S2 is controlled. As a result, the electrode portions 81f and 81i are energized from the power supply circuit 44, and the resistance layer 81b quickly generates heat in the entire area between the electrode portions 81f and 81i (energization area D3).

マイクロプロセッサ43が記録材Sのサイズをはがきサイズと判断した場合、マイクロプロセッサ43は第1及び第2のスイッチS1,S2の可動接点をコネクタ81m4,81m5の固定接点に接続するようにスイッチS1,S2を制御する。これにより、給電回路44から電極部81g,81hに通電され、抵抗層81bは電極部81g,81h間の全域(通電エリアD4)で迅速に発熱する。   When the microprocessor 43 determines that the size of the recording material S is a postcard size, the microprocessor 43 switches the switches S1, S1 and S2 to connect the movable contacts of the first and second switches S1, S2 to the fixed contacts of the connectors 81m4, 81m5. S2 is controlled. As a result, the electrode portions 81g and 81h are energized from the power feeding circuit 44, and the resistance layer 81b quickly generates heat in the entire area between the electrode portions 81g and 81h (energization area D4).

記録材Sのサイズに応じて抵抗層81bが発熱することによりヒータ23は迅速に昇温する。そのヒータ23の昇温が温度検知素子82により検知される。温度検知素子82の出力信号はヒータ温度検出回路41に入力され、そのヒータ温度検出回路41から温度検出信号をマイクロプロセッサ43が取り込む。マイクロプロセッサ43は、その温度検出信号に基づいてヒータ23の温度を未定着のトナー像tが記録材Sに定着するのに最適な定着温度(目標温度)となるように電圧のデューティー比や波数等を適切に制御してヒータ23温度を調整する。即ち、温度検知素子82の検知温度が目標温度を維持するように抵抗層81bへの通電を制御する。   As the resistance layer 81b generates heat according to the size of the recording material S, the heater 23 quickly rises in temperature. The temperature rise of the heater 23 is detected by the temperature detection element 82. The output signal of the temperature detection element 82 is input to the heater temperature detection circuit 41, and the microprocessor 43 takes in the temperature detection signal from the heater temperature detection circuit 41. Based on the temperature detection signal, the microprocessor 43 sets the voltage duty ratio and wave number so that the temperature of the heater 23 becomes the optimum fixing temperature (target temperature) for fixing the unfixed toner image t to the recording material S. Etc. are appropriately controlled to adjust the heater 23 temperature. That is, the energization to the resistance layer 81b is controlled so that the detected temperature of the temperature detecting element 82 maintains the target temperature.

ヒータ23温度の調整状態において、抵抗層81bの発熱領域(通電エリア)に応じたサイズの記録材Sがニップ部Nに導入され、その記録材Sはニップ部Nで挟持搬送される。その搬送過程において、記録材S面上の未定着のトナー像tにニップ部Nの圧力が付与されるとともにフィルム22を介してヒータ23の熱が付与されることにより、未定着のトナー像tは記録材S面上に溶融定着される。ニップ部Nを出た記録材Sはフィルム22表面から曲率分離して排出ローラ6g(図1)に搬送される。   In the heater 23 temperature adjustment state, the recording material S having a size corresponding to the heat generation area (energization area) of the resistance layer 81 b is introduced into the nip portion N, and the recording material S is nipped and conveyed by the nip portion N. In the conveying process, the pressure of the nip portion N is applied to the unfixed toner image t on the surface of the recording material S and the heat of the heater 23 is applied through the film 22, whereby the unfixed toner image t Is melt-fixed on the recording material S surface. The recording material S exiting the nip portion N is separated from the surface of the film 22 by the curvature, and is conveyed to the discharge roller 6g (FIG. 1).

上記の記録材サイズ検出回路42として、記録材Sの搬送路中に所定サイズの記録材Sを検知できるようにセンサを記録材Sの搬送路中に配したものなどが用いられる。印字信号とともに外部機器から指示される記録材サイズの信号を記録材Sの検出信号S1として用いてもよい。その場合、記録材サイズ検出回路42を不要にでき、画像形成装置の構成を簡略化できる。   As the recording material size detection circuit 42, a sensor provided in the conveyance path of the recording material S so that the recording material S of a predetermined size can be detected in the conveyance path of the recording material S is used. A recording material size signal instructed from an external device together with the print signal may be used as the detection signal S1 of the recording material S. In that case, the recording material size detection circuit 42 can be omitted, and the configuration of the image forming apparatus can be simplified.

(4)実験例
本実施例の定着装置9の効果を確認するために行った実験例を説明する。
(4) Experimental Example An experimental example performed to confirm the effect of the fixing device 9 of this embodiment will be described.

本実施例の実験に用いた定着装置9の個々の部品における構成詳細は以下の通りである。   The configuration details of the individual components of the fixing device 9 used in the experiment of this embodiment are as follows.

まず基本的構成として、ヒータ23は、その基板81aとして幅10mmの高熱伝導性AlN基板を用いた。そのAlN基板の裏面に、抵抗層81bとして、Ag/Pdの導電剤とマトリックス成分としての燐酸系ガラスの混合物を有機溶剤、バインダー、分散剤等と混合してペースト状にしたものをスクリーン印刷して600℃で焼成したものを用いた。抵抗層81bは図5に示したように長手210mmに渡り形成した。   First, as a basic configuration, the heater 23 is a high thermal conductive AlN substrate having a width of 10 mm as the substrate 81a. On the back surface of the AlN substrate, a resistive layer 81b is screen-printed as a paste obtained by mixing a mixture of Ag / Pd conductive agent and phosphate glass as a matrix component with an organic solvent, a binder, a dispersant and the like. And baked at 600 ° C. The resistance layer 81b was formed over a length of 210 mm as shown in FIG.

また、AlN基板81aにおいて、抵抗層81bに電圧を印加するために、抵抗層81bと同一面側に複数設けた電極部81d〜81kもAg/Pd系の導電ペーストを用いてスクリーン印刷により形成される。その電極部81d〜81kは、Pdの含有比率は抵抗層81bよりも大幅に低くしてあり発熱することはない。そして、抵抗層81bは不図示のガラス質の保護層で覆われている。   In the AlN substrate 81a, in order to apply a voltage to the resistance layer 81b, a plurality of electrode portions 81d to 81k provided on the same surface side as the resistance layer 81b are also formed by screen printing using an Ag / Pd-based conductive paste. The The electrode portions 81d to 81k have a Pd content ratio significantly lower than that of the resistance layer 81b and do not generate heat. The resistance layer 81b is covered with a glassy protective layer (not shown).

また、AlN基板81aの表面には摺動層81cとして燐酸系ガラスを10μmの厚みでスクリーン印刷により形成した。   Further, a phosphoric acid-based glass having a thickness of 10 μm was formed as a sliding layer 81c on the surface of the AlN substrate 81a by screen printing.

また、フィルム22は、内径24mm、厚み50μmの円筒状シームレスポリイミドにプライマー層を5μm、PFA樹脂を10μmディッピングにより塗布することによって外径24.13mmの円筒状に形成した。   The film 22 was formed into a cylindrical shape having an outer diameter of 24.13 mm by applying a primer layer of 5 μm and a PFA resin by 10 μm dipping to a cylindrical seamless polyimide having an inner diameter of 24 mm and a thickness of 50 μm.

また、加圧ローラ31は、Al芯金22mmにシリコーンゴム層を厚み4mmで形成し、さらに外層にはPFAチューブを被覆した。   The pressure roller 31 was formed by forming a silicone rubber layer with a thickness of 4 mm on an Al cored bar of 22 mm, and covering the outer layer with a PFA tube.

また、上記の定着装置9を搭載する画像形成装置は、プロセススピードが150mm/secで、一分間に25枚のプリントをすることができる。   Further, the image forming apparatus equipped with the fixing device 9 can print 25 sheets per minute at a process speed of 150 mm / sec.

ヒータ23の抵抗層81bの抵抗値は12.5Ωで、100Vの電圧で動作させたときの電力は800Wである。これが100%通電の状態で、これを公知の位相制御により2.5%ごとに0、2.5、5、7.5、10、‥‥、95、97.5、100%のように通電duty(デューティー)を制御することによりヒータ23への通電電力を制御する。   The resistance value of the resistance layer 81b of the heater 23 is 12.5Ω, and the power when operated at a voltage of 100V is 800W. This is the state of 100% energization, and this is energized as 0, 2.5, 5, 7.5, 10,..., 95, 97.5, 100% every 2.5% by known phase control. The electric power supplied to the heater 23 is controlled by controlling the duty (duty).

本実施例では記録材Sへトナーを定着させるためのヒータ23裏面で温度検知素子82が制御する温度を200℃とした。この200℃になるように室温の状態から定着装置9を立ち上げる。定着装置9を立ち上げるときは、定着装置9に記録材Sはない状態で抵抗層81bに通電する。   In this embodiment, the temperature controlled by the temperature detecting element 82 on the back surface of the heater 23 for fixing the toner to the recording material S is set to 200 ° C. The fixing device 9 is started up from the room temperature so as to reach 200 ° C. When starting up the fixing device 9, the resistance layer 81 b is energized without the recording material S in the fixing device 9.

抵抗層81bの通電エリアがD1〜D4のいずれにおいても、温度検知素子82の検知する温度が200℃に到達するのには、時間にすると約7〜8秒程度であった。   In any of the energization areas D1 to D4 of the resistance layer 81b, it took about 7 to 8 seconds in time for the temperature detected by the temperature detection element 82 to reach 200 ° C.

従って、本実施例の定着装置9では必ず定着装置9を立ち上げて8秒で定着動作を開始できる状態になり、実際はこの瞬間に記録材SがニップNに進入するようなタイミングで記録材Sを給送する。   Therefore, in the fixing device 9 of this embodiment, the fixing device 9 is always started up and the fixing operation can be started in 8 seconds. Actually, the recording material S is entered at the timing when the recording material S enters the nip N at this moment. To feed.

記録材サイズ検出回路42が判断したサイズがA4サイズの場合は、電極部81dと電極部81k間(通電エリアD1)で通電し定着を行う。同様に記録材サイズがB5、A5、はがきの場合も所定の電極部を選択し、通電エリア(長さ)を変えて定着を行う。   When the size determined by the recording material size detection circuit 42 is A4 size, energization is performed between the electrode portion 81d and the electrode portion 81k (energization area D1) for fixing. Similarly, when the recording material size is B5, A5, or a postcard, a predetermined electrode portion is selected and fixing is performed by changing the energization area (length).

なお、通電エリアD1に対して通電エリアD2〜D4は長さが短くなるため、その比率分だけ通電エリア間の抵抗値は低くなる。従って単位長さあたりの発熱量をそろえるため、それぞれの初期入力電圧を以下のように設定した。   Since the lengths of the energization areas D2 to D4 are shorter than the energization area D1, the resistance value between the energization areas is lowered by the ratio. Therefore, in order to align the heat generation amount per unit length, each initial input voltage was set as follows.

ここで、通電エリアD2〜D4における初期入力電圧値は、通電エリアがD1の時に100Vを初期入力電圧とすることを基準とするため以下の式により求めた。   Here, the initial input voltage value in the energization areas D2 to D4 was obtained by the following formula because it is based on 100 V as the initial input voltage when the energization area is D1.

初期入力電圧値(V)=100×√(抵抗層長さ/A4抵抗層長さ)
但し、上記式で求めた初期入力電圧値は室温の状態から定着装置9を立ち上げる際には、その値を100%の状態で通電を行うが、その後の目標温度への到達過程においては前述したように位相制御により通電duty(デューティー)を適宜制御する。
Initial input voltage value (V) = 100 × √ (resistance layer length / A4 resistance layer length)
However, when the fixing device 9 is started up from the room temperature state, the initial input voltage value obtained by the above formula is energized with the value being 100%. As described above, the energization duty (duty) is appropriately controlled by the phase control.

以上の装置を用いて、通紙テストおよび定着器温度測定を行った。   Using the above apparatus, a paper passing test and a fixing device temperature measurement were performed.

実験(1):はがきとA4サイズ紙の交互通紙
はがきとA4サイズの普通紙を各1枚ずつ交互に連続してプリントする。1分間にはがきとA4紙を合わせて25枚のスピードでプリントした。はがきは坪量186g/mのものを使用し、A4紙はキヤノンマーケティングジャパン社製のオフィスプランナー紙(A4 64g/m)を使用した。本実施例の画像形成装置と従来の画像形成装置でそれぞれ通紙実験を行い表2にその結果を示す。
Experiment (1): Alternate printing of postcards and A4 size paper One postcard and one A4 size plain paper are printed alternately and continuously. A postcard and A4 paper were printed at a speed of 25 sheets per minute. Postcards with a basis weight of 186 g / m 2 were used, and A4 paper was office planner paper (A4 64 g / m 2 ) manufactured by Canon Marketing Japan. A paper passing experiment was performed with the image forming apparatus of this example and the conventional image forming apparatus, and Table 2 shows the results.

ここで、従来の画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱用ヒータ91は、図7に示すとおり、電極部81bをAlN基板81a裏面の長手両端に2つ(81n,81o)しか所有せず、通電エリアも常にD1となるように構成したものを用いた。それ以外の構成は本実施例1の構成と同じものを用いた。   Here, in the fixing device mounted on the conventional image forming apparatus, the heater 91 has only two electrode portions 81b (81n, 81o) at the longitudinal ends of the back surface of the AlN substrate 81a as shown in FIG. In addition, a configuration in which the energization area is always D1 was used. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

表2の通り本実施例の画像形成装置では、はがきとA4紙とを交互に連続プリントを実施しても特に問題は発生しなかった。図8に、ヒータ23におけるはがきの通電エリアD4とA4紙の通電エリアD1を示す。これは、前述の通り、はがきを定着するときはヒータ23の通電エリアをはがきサイズ(D4=100mm)にして制御を行うため、通電エリアD4両側の非通紙領域では発熱することがなく、非通紙領域が異常に昇温することがないからである(図8)。   As shown in Table 2, in the image forming apparatus of the present embodiment, no particular problem occurred even when the postcard and the A4 paper were continuously printed alternately. FIG. 8 shows a postcard energization area D4 and an A4 paper energization area D1 in the heater 23. As described above, when fixing the postcard, since the energizing area of the heater 23 is controlled by setting the postcard size (D4 = 100 mm), no heat is generated in the non-sheet passing areas on both sides of the energizing area D4. This is because the temperature of the paper passing area does not rise abnormally (FIG. 8).

一方、比較従来例では34枚目からA4紙の両側にホットオフセットが生じてきた。図9に、ヒータ91におけるはがきの通電エリアD4とA4紙の通電エリアD1を示す。従来例では、はがきの定着においても抵抗層81b全域を使用するため、はがき定着時に通電エリアD4両側の非通紙領域が昇温してしまい、A4紙を定着したときはNsに示した位置にホットオフセットが発生してしまった。   On the other hand, in the comparative conventional example, hot offset has occurred on both sides of the A4 paper from the 34th sheet. FIG. 9 shows a postcard energization area D4 and an A4 paper energization area D1 in the heater 91. In the conventional example, since the entire resistance layer 81b is used even for fixing a postcard, the temperature of the non-sheet passing area on both sides of the energizing area D4 rises during postcard fixing, and when fixing A4 paper, the position is indicated by Ns. A hot offset has occurred.

実験(2)はがき連続通紙時温度測定
実験(1)で本実施例のヒータ23には画像不良が発生しない効果があることが示されたが、この理由を検証すべくヒータ23の加熱直後のフィルム22温度について非接触温度計を使用して測定した結果を図10に示す。図10に示すグラフは、はがきを連続10枚プリントしたときの10枚目の温度である。
Experiment (2) Temperature measurement during continuous postcard feeding Experiment (1) showed that the heater 23 of this example had an effect that no image defect occurred. Immediately after heating the heater 23 to verify the reason, FIG. 10 shows the results of measurement using a non-contact thermometer for the film 22 temperature. The graph shown in FIG. 10 is the temperature of the tenth sheet when ten postcards are printed continuously.

本実施例では、通電エリアをはがきサイズ(D4=100mm)に狭めているため、はがき通紙域の外側エリアは昇温していない。これに対して、比較従来例では、はがき通紙域の外側エリアで250℃に達するまで昇温していた。なお、どちらもはがき通紙域内は制御温度の200℃に制御されていた。   In this embodiment, since the energization area is narrowed to a postcard size (D4 = 100 mm), the area outside the postcard paper feeding area is not heated. On the other hand, in the comparative conventional example, the temperature was increased until it reached 250 ° C. in the outer area of the postcard paper passing area. In both cases, the postcard passing area was controlled to a control temperature of 200 ° C.

以上説明したように、本実施例のヒータ23を用いることにより、記録材Sのサイズに応じてその記録材Sのサイズと対応する電極部81d〜81kに通電することができる。そのため、小サイズの記録材Sを大サイズの記録材Sと同じプリント間隔で連続プリントしても非通紙領域の昇温を抑えられる。   As described above, by using the heater 23 of this embodiment, the electrode portions 81d to 81k corresponding to the size of the recording material S can be energized according to the size of the recording material S. For this reason, even if a small size recording material S is continuously printed at the same print interval as the large size recording material S, the temperature rise in the non-sheet passing area can be suppressed.

本実施例では、はがきサイズについての通紙実験について記載したが、同様にB5サイズ、A5サイズも本実施例の効果が得られたことは言うまでもない。   In the present embodiment, the paper passing experiment for the postcard size has been described, but it goes without saying that the effects of the present embodiment are also obtained for the B5 size and the A5 size.

本実施例のヒータ23によれば、基板81aの幅(記録材搬送方向の幅)を広げることなく電極部81d〜81kの数を増やすだけで、通電エリアの種類を増やすことが可能である。   According to the heater 23 of the present embodiment, it is possible to increase the types of energization areas simply by increasing the number of electrode portions 81d to 81k without increasing the width of the substrate 81a (width in the recording material conveyance direction).

また、抵抗層81bと電極部81d〜81kを基板81aのニップ部Nと反対側の面に配置したことにより、スルーホールなどの手段を用いる必要がなく、言い換えれば機械的強度の低下もなく、通電エリアの種類を増すことが可能である。   Further, by arranging the resistance layer 81b and the electrode portions 81d to 81k on the surface opposite to the nip portion N of the substrate 81a, it is not necessary to use means such as a through hole, in other words, there is no decrease in mechanical strength, It is possible to increase the types of energization areas.

また、基板81aに抵抗層を積層することなく、通電エリアの種類を増やすことが可能となるため、熱伝達効率の低下がなく省電力化が可能である。   In addition, since it is possible to increase the types of energization areas without laminating a resistance layer on the substrate 81a, it is possible to save power without a decrease in heat transfer efficiency.

また、記録材Sの記録材長さに対応して抵抗層81bを必要な記録材長さだけ加熱することができるので、ホットオフセットを防ぐばかりでなく、幅の狭い紙を定着するときは不必要な部分を加熱しないことで省電力化を図ることができた。   Further, since the resistance layer 81b can be heated by a required recording material length corresponding to the recording material length of the recording material S, not only the hot offset is prevented, but also when fixing a narrow paper. It was possible to save power by not heating the necessary parts.

また、抵抗層81dの単位長さあたりの発熱量をそろえたので、おおよそ抵抗層81dの長さの比で消費電力が決まる。そのため、記録材長さの狭い紙の定着で通電エリアをはがきサイズ(D4=100mm)とした場合は約0.5倍(100/210)に電力を減らすことができる効果もあった。   Further, since the heat generation amount per unit length of the resistance layer 81d is aligned, the power consumption is determined by the ratio of the length of the resistance layer 81d. Therefore, when the energizing area is set to a postcard size (D4 = 100 mm) by fixing paper with a short recording material length, there is an effect that the power can be reduced by about 0.5 times (100/210).

また、はがきの定着枚数が多量に続いてフィルム22や加圧ローラ31の非通紙領域が冷めてしまうのを回避するために適宜通電エリアを広く制御することも可能である。   Further, it is possible to appropriately control the energization area as appropriate in order to avoid the non-sheet passing area of the film 22 and the pressure roller 31 from being cooled following the large number of postcards fixed.

また、フィルム22や加圧ローラ31の温度差を長手で大きくし過ぎると、熱膨張の差による紙しわが発生する懸念があるため、適宜通電エリアを選択することは有効である。   Further, if the temperature difference between the film 22 and the pressure roller 31 is excessively large in the longitudinal direction, there is a concern that paper wrinkles may occur due to a difference in thermal expansion. Therefore, it is effective to select an energized area as appropriate.

(第2の実施例)
ヒータの他の例を説明する。本実施例では、実施例1と共通する部材・部分には同じ符号を付してその部材・部分の説明を援用する。実施例3、実施例4についても同様とする。
(Second embodiment)
Another example of the heater will be described. In the present embodiment, members / portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the members / portions are incorporated. The same applies to Example 3 and Example 4.

図11は本実施例のヒータ23の説明図であって、ヒータ23の裏面側の保護層を取り除いた状態の平面模型図である。   FIG. 11 is an explanatory diagram of the heater 23 of the present embodiment, and is a plan model diagram in a state where the protective layer on the back surface side of the heater 23 is removed.

本実施例に示すヒータ23は、基板81aの長手方向と直交する短手方向の一端側及び他端側に抵抗層81bが設けられる。そして複数の電極部81d〜81kは抵抗層81bが設けられている基板81aの面と同一面で短手方向中央に設けられることを特徴とする。   In the heater 23 shown in this embodiment, a resistance layer 81b is provided on one end side and the other end side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 81a. The plurality of electrode portions 81d to 81k are provided on the same surface as the surface of the substrate 81a on which the resistance layer 81b is provided, and are provided in the center in the short direction.

本実施例のヒータ23は、基板81aの短手方向の一端側及び他端側に設けられた2本の抵抗層81bは基板81aの短手方向の中心線CL2を基準にして対称である。そしてその2本の抵抗層81bの抵抗値を各々25Ωに設定して実施例1と同じ発熱量になるようにした。その2本の抵抗層81bの間において、電極部81dと電極部81k、電極部81eと電極部81j、電極部81fと電極部81i、電極部81gと電極部81hを、それぞれ、中心線CL1を基準にして対称に配置した。   In the heater 23 of this embodiment, the two resistance layers 81b provided on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 81a are symmetrical with respect to the center line CL2 in the short direction of the substrate 81a. The resistance values of the two resistance layers 81b were each set to 25Ω so that the heat generation amount was the same as in the first embodiment. Between the two resistance layers 81b, electrode part 81d and electrode part 81k, electrode part 81e and electrode part 81j, electrode part 81f and electrode part 81i, electrode part 81g and electrode part 81h, respectively, center line CL1 Arranged symmetrically with respect to the reference.

本実施例においても実施例1で説明した実験(1)、実験(2)の2つの実験を行ったところ、まったく同様の効果を確認できた。これは抵抗層81bの配置は異なるが、長手方向の通電エリアは実施例1と同様であるため同じ効果が得られたからである。   Also in this example, when the two experiments of Experiment (1) and Experiment (2) described in Example 1 were performed, the same effect could be confirmed. This is because although the arrangement of the resistance layer 81b is different, the energization area in the longitudinal direction is the same as that of the first embodiment, and thus the same effect is obtained.

また本実施例の特徴である、基板81aの短手方向の一端側及び他端側にそれぞれ抵抗層81bを中心線CL2に対して対称に配置した構成は、記録材搬送方向においてヒータ8の温度分布がほぼ対称となる。そのため、熱応力が低減しヒータ23が破損しにくくなるという利点がある。   Further, the configuration in which the resistance layers 81b are arranged symmetrically with respect to the center line CL2 on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 81a, which is a feature of the present embodiment, is the temperature of the heater 8 in the recording material conveyance direction. Distribution is almost symmetrical. Therefore, there is an advantage that the thermal stress is reduced and the heater 23 is hardly damaged.

本実施例のヒータ23の効果を確認すべく、本実施例のヒータ23と、実施例1のヒータ23について、ヒータ23裏面の記録材搬送方向(図12参照)の温度分布を測定した。図13はその測定結果を表わす図である。   In order to confirm the effect of the heater 23 of the present embodiment, the temperature distribution in the recording material conveyance direction (see FIG. 12) on the back surface of the heater 23 was measured for the heater 23 of the present embodiment and the heater 23 of the first embodiment. FIG. 13 shows the measurement results.

上記の測定はヒータ23単品を用い、抵抗層81bにおいて電極部81dから電極部81kまでの長さD1エリアに800W通電した際の3sec後の状態である。   The above measurement is a state after 3 sec when 800 W is energized in the area D1 from the electrode part 81d to the electrode part 81k in the resistance layer 81b using a single heater 23.

図13からも判る通り、本実施例のヒータ23は、2つの抵抗層81bが基板81aの短手方向の中心線CL2に対して対称に配置してあるため、温度分布は記録材搬送方向においてほぼ対称となる。これに対して、実施例1のヒータ23は、抵抗層81bが基板81aの短手方向の一端に配置してあるため、温度分布は記録材搬送方向の上流側の端部)において対称にならない。   As can be seen from FIG. 13, in the heater 23 of this embodiment, the two resistance layers 81b are arranged symmetrically with respect to the center line CL2 in the short direction of the substrate 81a. It is almost symmetrical. In contrast, in the heater 23 of Example 1, the resistance layer 81b is disposed at one end in the short direction of the substrate 81a, and therefore the temperature distribution is not symmetric at the upstream end in the recording material conveyance direction. .

実施例1のヒータ23においてもヒータ23の温度が定着温度になるように充分に加熱された場合は基板81aが高熱伝導であるためにほぼ対称な温度分布となる。しかしながら、実施例1のヒータ23がヒータ23単品ではなく、定着装置9の熱源として組み込まれた場合は、他部品への熱供給のため充分加熱された平衡状態となるまでには時間が掛かってしまう。   Also in the heater 23 of the first embodiment, when the heater 23 is sufficiently heated so as to reach the fixing temperature, the substrate 81a has a high thermal conductivity, so that a substantially symmetrical temperature distribution is obtained. However, when the heater 23 of the first embodiment is not a single heater 23 but is incorporated as a heat source of the fixing device 9, it takes time to reach a sufficiently heated equilibrium state for supplying heat to other components. End up.

この温度分布の非対称状態は熱応力として基板81aに作用し、基板81aの機械的強度がこれに耐えられない場合は破壊に至ってしまうため熱応力は低くしておくほうが好ましい。   This asymmetric state of the temperature distribution acts on the substrate 81a as thermal stress, and if the mechanical strength of the substrate 81a cannot withstand this, it will break down, so it is preferable to keep the thermal stress low.

本実施例のように高熱伝導基板81a上に抵抗層81bを基板81aの短手方向の中心線CL2に対して対称に配置した構成にすることで、熱応力にも強いヒータ23で、実施例1と同様の効果を得ることができた。   In this embodiment, the resistance layer 81b is arranged symmetrically with respect to the center line CL2 in the short direction of the substrate 81a on the high thermal conductive substrate 81a, so that the heater 23 resistant to thermal stress can be used in the embodiment. The effect similar to 1 was able to be acquired.

(第3の実施例)
ヒータ23の他の例を説明する。
(Third embodiment)
Another example of the heater 23 will be described.

本実施例に示すヒータ23は、実施例2のヒータ23において、2本の抵抗層81bは基板81aの短手方向において電極部81d〜81kと対応する領域の幅が電極部81d〜81kと対応しない領域の幅よりも狭いことを特徴とする。これにより、電極部81d〜81k近傍における抵抗層81bの発熱量を、電極部81d〜81kが配置されない部分の発熱量に対してアップさせたヒータ23を提供できる。   The heater 23 shown in the present embodiment is the same as the heater 23 of the second embodiment, and the two resistance layers 81b correspond to the electrode portions 81d to 81k in the width corresponding to the electrode portions 81d to 81k in the short direction of the substrate 81a. It is characterized in that it is narrower than the width of the region that is not. Accordingly, it is possible to provide the heater 23 in which the heat generation amount of the resistance layer 81b in the vicinity of the electrode portions 81d to 81k is increased with respect to the heat generation amount of the portion where the electrode portions 81d to 81k are not disposed.

本実施例のヒータ23を用いることによって、電極部81d〜81kに当接させるコネクタ81m1〜81m8に熱が逃げてしまい、稀にその部分で定着性が悪化することを改善できる。   By using the heater 23 of the present embodiment, it is possible to improve that the heat escapes to the connectors 81m1 to 81m8 brought into contact with the electrode portions 81d to 81k, and the fixing property is rarely deteriorated at that portion.

図14は本実施例のヒータ23の説明図であって、ヒータ23の裏面側の保護層を取り除いた状態の平面模型図である。   FIG. 14 is an explanatory diagram of the heater 23 of the present embodiment, and is a plan model diagram in a state where the protective layer on the back side of the heater 23 is removed.

本実施例では、抵抗層81bの長手方向単位長さ当たりの抵抗値に関して、電極部81d〜81k近傍の部分は、電極部81d〜81k近傍でない部分の抵抗値に対して3%アップさせている。抵抗層81bの幅を狭めている部分は電極部81d〜81kに対して記録材搬送方向にそれぞれ+0.5mmとしている。   In this example, regarding the resistance value per unit length in the longitudinal direction of the resistance layer 81b, the portions near the electrode portions 81d to 81k are increased by 3% with respect to the resistance values of portions not near the electrode portions 81d to 81k. . The portions where the width of the resistance layer 81b is narrowed are +0.5 mm in the recording material conveyance direction with respect to the electrode portions 81d to 81k.

本実施例のヒータ23は、実施例2と同様に2本の抵抗層81bの抵抗値は各々が25Ωで、実施例1及び実施例2と同じ発熱量になるようにした。それ以外の構成については実施例1と同じとした。   In the heater 23 of this example, the resistance values of the two resistance layers 81b are each 25Ω, as in Example 2, so that the heating value is the same as in Examples 1 and 2. The rest of the configuration was the same as in Example 1.

本実施例においても実施例1で説明した実験(1)、実験(2)の2つの実験を行ったところ、まったく同様の効果を確認できた。   Also in this example, when the two experiments of Experiment (1) and Experiment (2) described in Example 1 were performed, the same effect could be confirmed.

また、電極部81d〜81k位置での定着性の悪化も抑制され問題なかった。   Further, the deterioration of the fixing property at the positions of the electrode portions 81d to 81k was suppressed, and there was no problem.

(第4の実施例)
ヒータ23の他の例を説明する。
(Fourth embodiment)
Another example of the heater 23 will be described.

本実施例に示すヒータ23は、抵抗層81b上に基板81aの長手方向にわたり複数の電極部81d〜81kを設けたことを特徴とする。   The heater 23 shown in this embodiment is characterized in that a plurality of electrode portions 81d to 81k are provided on the resistance layer 81b along the longitudinal direction of the substrate 81a.

図15は本実施例のヒータ23の説明図であって、ヒータ23の裏面側の保護層を取り除いた状態の平面模型図である。   FIG. 15 is an explanatory diagram of the heater 23 of the present embodiment, and is a plan model diagram in a state where the protective layer on the back surface side of the heater 23 is removed.

実施例1の図5のヒータ23の場合、基板81aの長手方向に沿って複数の電極部81d〜81kを設けても電極部の個数に応じて記録材搬送方向の幅が増える事は無いが、必ず電極部81d〜81kの幅と抵抗層81bの幅が必要になってしまう。これは基板81aの幅がそれ以上縮小できない、即ち定着装置9の小型化の限界が生じることを意味する。   In the case of the heater 23 of FIG. 5 of the first embodiment, even if a plurality of electrode portions 81d to 81k are provided along the longitudinal direction of the substrate 81a, the width in the recording material conveyance direction does not increase according to the number of electrode portions. The widths of the electrode portions 81d to 81k and the width of the resistance layer 81b are necessarily required. This means that the width of the substrate 81a cannot be further reduced, that is, the limit of downsizing of the fixing device 9 occurs.

また、実施例2、実施例3で示される図11、図14のヒータ23の場合、抵抗層81bを基板81aの短手方向の一端側及び他端側に配置している。そのため、2本の抵抗層81b間の基板81a長手中央部での発熱が無く、ヒータ23としての能力を出し切れていない。   Further, in the case of the heater 23 of FIGS. 11 and 14 shown in the second and third embodiments, the resistance layer 81b is disposed on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 81a. Therefore, there is no heat generation at the longitudinal center of the substrate 81a between the two resistance layers 81b, and the capability as the heater 23 is not fully exhibited.

従って本実施例では、複数の電極部81d〜81kを抵抗層81b上に基板81aの長手方向にわたり設ける事で、ヒータ23の基板81aの幅を極力狭め、かつヒータ23の能力を高める構成とした。   Therefore, in this embodiment, a plurality of electrode portions 81d to 81k are provided on the resistance layer 81b in the longitudinal direction of the substrate 81a, thereby reducing the width of the substrate 81a of the heater 23 as much as possible and increasing the capability of the heater 23. .

基板81aの幅は7mmとした。それ以外の構成については実施例1と同様とした。   The width of the substrate 81a was 7 mm. The rest of the configuration was the same as in Example 1.

本実施例においても実施例1で説明した実験(1)、実験(2)の2つの実験を行ったところ、まったく同様の効果を確認できた。   Also in this example, when the two experiments of Experiment (1) and Experiment (2) described in Example 1 were performed, the same effect could be confirmed.

[その他]
ヒータ32の電極部81d〜81kは、基板81aの長手方向において記録材の一端部及び他端部の何れか一方の端部を基準としてサイズの異なる記録材Sを搬送する片側基準の場合においても、記録材Sの中心線CL1を基準にして対称に設けられる。記録材の一端部を基準とした場合、その一端部側の電極部81dはサイズの異なる各記録材の共通電極部となるため、電極部81e〜81gを省略できる。記録材の他端部を基準とした場合には、その他端部側の電極部81kはサイズの異なる各記録材の共通電極部となるため、電極部81h〜81jを省略できる。
[Other]
The electrode portions 81d to 81k of the heater 32 are also used in the case of one-side reference for transporting the recording material S having a different size with reference to one of the one end and the other end of the recording material in the longitudinal direction of the substrate 81a. The recording material S is provided symmetrically with respect to the center line CL1. When the one end portion of the recording material is used as a reference, the electrode portion 81d on the one end portion side serves as a common electrode portion for recording materials having different sizes, so that the electrode portions 81e to 81g can be omitted. When the other end portion of the recording material is used as a reference, the electrode portion 81k on the other end side serves as a common electrode portion for recording materials having different sizes, so that the electrode portions 81h to 81j can be omitted.

画像形成装置の一例の構成模型図。1 is a configuration model diagram of an example of an image forming apparatus. 定着装置の一例の横断面模型図。FIG. 3 is a cross-sectional model diagram of an example of a fixing device. ヒータユニットと加圧ローラを記録材の導入側から見た図。The figure which looked at the heater unit and the pressure roller from the introduction side of the recording material. ヒータユニットと加圧ローラの縦断面模型図。The longitudinal cross-sectional model figure of a heater unit and a pressure roller. 実施例1に係るヒータの一例を表わす図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a heater according to the first embodiment. ヒータの温調制御系の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the temperature control system of a heater. 比較従来例のヒータの構成を表わす図。The figure showing the structure of the heater of a comparative prior art example. 実施例1に係るヒータにおけるはがきの通電エリアとA4紙の通電エリアを表わす図。The figure showing the energization area of the postcard in the heater which concerns on Example 1, and the energization area of A4 paper. 比較従来例に係るヒータにおけるはがきの通電エリアとA4紙の通電エリアを表わす図。The figure showing the energizing area of the postcard and the energizing area of A4 paper in the heater according to the comparative conventional example. はがきとA4サイズ紙のそれぞれについて、実施例1に係るヒータの加熱直後のフィルム温度と、比較従来例に係るヒータの加熱直後のフィルム温度を表わす図。The figure showing the film temperature immediately after the heating of the heater which concerns on Example 1, and the film temperature immediately after the heating of the heater which concerns on a comparative conventional example about each of a postcard and A4 size paper. 実施例2に係るヒータの一例を表わす図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a heater according to a second embodiment. 実施例2に係るヒータと、実施例1に係るヒータについて、ヒータ裏面の温度分布を測定する記録材搬送方向を表わす図。FIG. 6 is a diagram illustrating a recording material conveyance direction in which a temperature distribution on the back surface of the heater is measured for the heater according to the second embodiment and the heater according to the first embodiment. 実施例2に係るヒータと、実施例1に係るヒータについて、ヒータ裏面の温度分布を測定を表わす図。The figure showing the measurement of the temperature distribution of the heater back surface for the heater according to the second embodiment and the heater according to the first embodiment. 実施例3に係るヒータの一例を表わす図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a heater according to a third embodiment. 実施例4に係るヒータの一例を表わす図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a heater according to a fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

22:定着フィルム、23:ヒータ、81a:基板、81b:通電発熱抵抗層、81d〜81k:電極部、31:加圧ローラ、S:記録材
22: fixing film, 23: heater, 81a: substrate, 81b: energization heating resistance layer, 81d to 81k: electrode portion, 31: pressure roller, S: recording material

Claims (13)

基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱抵抗体と、を有し、サイズの異なる被加熱材を加熱する加熱装置に用いられる加熱体において、
前記基板には、前記基板の長手方向に沿って、前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域に通電する電極部が、前記被加熱材のサイズに応じて複数設けられることを特徴とする加熱体。
In a heating element used in a heating device having a substrate and a heating resistor provided along the longitudinal direction of the substrate, and heating a material to be heated having a different size,
The substrate is provided with a plurality of electrode portions that energize a region of the heating resistor corresponding to the size of the heated material along the longitudinal direction of the substrate, depending on the size of the heated material. Characteristic heating element.
前記基板の長手方向と直交する短手方向の一端側に前記発熱抵抗体が設けられ、前記複数の電極部は、前記発熱抵抗体が設けられている前記基板の面と同一面において短手方向の他端側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の加熱体。   The heating resistor is provided on one end side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate, and the plurality of electrode portions are short in the same plane as the surface of the substrate on which the heating resistor is provided. The heating element according to claim 1, wherein the heating element is provided on the other end side of the heating element. 前記基板の長手方向と直交する短手方向の一端側及び他端側に前記発熱抵抗体が設けられ、前記複数の電極部は、前記発熱抵抗体が設けられている前記基板の面と同一面において短手方向中央に設けられることを特徴とする請求項1に記載の加熱体。   The heating resistor is provided on one end side and the other end side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate, and the plurality of electrode portions are flush with the surface of the substrate on which the heating resistor is provided. The heating body according to claim 1, wherein the heating body is provided at the center in the lateral direction. 前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向において前記電極部と対応する領域の幅が前記電極部と対応しない領域の幅よりも狭いことを特徴とする請求項3に記載の加熱体。   4. The heat generating resistor according to claim 3, wherein a width of a region corresponding to the electrode portion is narrower than a width of a region not corresponding to the electrode portion in a short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate. Heating body. 前記発熱抵抗体上に基板の長手方向にわたり前記複数の電極部が設けられることを特徴とする請求項1に記載の加熱体。   The heating body according to claim 1, wherein the plurality of electrode portions are provided on the heating resistor over the longitudinal direction of the substrate. 前記複数の電極部は、前記基板の長手方向において前記被加熱材の両端部間の中央を基準にして対称に設けられることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の加熱体。   6. The heating according to claim 1, wherein the plurality of electrode portions are provided symmetrically with respect to a center between both end portions of the heated material in a longitudinal direction of the substrate. body. 基板と前記基板の長手方向に沿って設けられている発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体の接触しつつ移動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でサイズの異なる被加熱材を挟持搬送しつつ被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体の基板には、前記基板の長手方向に沿って、前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域に通電する電極部が、前記被加熱材のサイズに応じて複数設けられており、前記被加熱材のサイズに応じて前記被加熱材のサイズと対応する前記発熱抵抗体の領域の電極部に対して通電するための制御を行う制御手段を具備することを特徴とする加熱装置。
A heating body having a substrate and a heating resistor provided along the longitudinal direction of the substrate, a flexible member that moves while contacting the heating body, and the heating body sandwiching the flexible member And a pressure member that forms a nip portion, and a heating device that heats the heated material while sandwiching and conveying the heated material having different sizes in the nip portion,
The substrate of the heating body is provided with a plurality of electrode portions that energize a region of the heating resistor corresponding to the size of the heated material along the longitudinal direction of the substrate according to the size of the heated material. And a control means for performing control for energizing the electrode portion in the region of the heating resistor corresponding to the size of the material to be heated according to the size of the material to be heated. Heating device.
前記基板の長手方向と直交する短手方向の一端側に前記発熱抵抗体が設けられ、前記複数の電極部は、前記発熱抵抗体が設けられている前記基板の面と同一面において短手方向の他端側に設けられることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。   The heating resistor is provided on one end side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate, and the plurality of electrode portions are short in the same plane as the surface of the substrate on which the heating resistor is provided. The heating device according to claim 7, wherein the heating device is provided on the other end side of the heating device. 前記基板の長手方向と直交する短手方向の一端側及び他端側に前記発熱抵抗体が設けられ、前記複数の電極部は、前記発熱抵抗体が設けられている前記基板の面と同一面において短手方向中央に設けられることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。   The heating resistor is provided on one end side and the other end side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate, and the plurality of electrode portions are flush with the surface of the substrate on which the heating resistor is provided. The heating device according to claim 7, wherein the heating device is provided at the center in the short direction. 前記発熱抵抗体は、前記基板の長手方向と直交する短手方向において前記電極部と対応する領域の幅が前記電極部と対応しない領域の幅よりも狭いことを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。   8. The heating resistor according to claim 7, wherein a width of a region corresponding to the electrode portion is narrower than a width of a region not corresponding to the electrode portion in a short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate. Heating device. 前記複数の電極部は、前記基板の長手方向において前記被加熱材の両端部間の中央を基準にして対称に設けられることを特徴とする請求項7から請求項10の何れかに記載の加熱装置。   The heating according to any one of claims 7 to 10, wherein the plurality of electrode portions are provided symmetrically with respect to a center between both end portions of the material to be heated in a longitudinal direction of the substrate. apparatus. 前記発熱抵抗体上に基板の長手方向にわたり前記複数の電極部が設けられることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。   The heating device according to claim 7, wherein the plurality of electrode portions are provided on the heating resistor over the longitudinal direction of the substrate. 前記発熱抵抗体と前記複数の電極部は、前記基板の前記可撓性部材側の面と反対側の面に設けられることを特徴とする請求項7から請求項12の何れかに記載の加熱装置。   The heating according to any one of claims 7 to 12, wherein the heating resistor and the plurality of electrode portions are provided on a surface of the substrate opposite to the surface on the flexible member side. apparatus.
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