JP2009139822A - Heater, image heating device and image forming apparatus - Google Patents

Heater, image heating device and image forming apparatus Download PDF

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JP2009139822A JP2007318277A JP2007318277A JP2009139822A JP 2009139822 A JP2009139822 A JP 2009139822A JP 2007318277 A JP2007318277 A JP 2007318277A JP 2007318277 A JP2007318277 A JP 2007318277A JP 2009139822 A JP2009139822 A JP 2009139822A
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伸治 橋口
Hiroto Hasegawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent poor heating in an region in contact with a safety element, and to suppress uneven density in the region which is in contact with the safety element. <P>SOLUTION: A heater is configured so that the resistance value per unit length of a first region, as the region in contact with the thermo-switch, of a heat-generating body 31 may become larger than that of a non-reduced region 31a, as the region which is not in contact with the thermo-switch, of the heat-generating body 31. In the heat-generating body 31, a gradient is provided in the resistance value per unit length in a length direction Y, in each boundary region 38 located in between a reduced region 37, showing the highest resistance value among the resistance values of the first region and the non-reduced region 31a. If the length of the reduced region 37 in the length direction Y is (a), the length of the boundary region 38 in the length direction Y is (b), and the relation: 0≤a/(a+2b)<0.8 is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる、ヒータ及び像加熱装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer having a function of forming an image on a recording material such as a sheet, and more particularly to a heater and an image heating apparatus provided in these apparatuses. is there.

従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等において、記録材面に形成担持させた未定着トナー画像を永久固着画像として加熱定着させる像加熱装置(以下、加熱定着装置)として、熱効率が良好な省エネルギータイプのフィルム加熱方式を採用している。   Conventionally, in an electrophotographic copying machine, printer, etc., as an image heating apparatus (hereinafter referred to as a heat fixing apparatus) that heats and fixes an unfixed toner image formed and supported on a recording material surface as a permanently fixed image, energy saving with good thermal efficiency A type of film heating method is adopted.

フィルム加熱方式の加熱定着装置は、次のようにして未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる装置である。   The film heating type heat fixing apparatus is an apparatus for fixing an unfixed image as a permanent image on a recording material as follows.

まず、加熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム(定着フィルム)を加圧用回転体(弾性ローラ)で密着させて摺動搬送させる。そして、耐熱性フィルムを挟んで加熱体と加圧用回転体とで形成される圧接ニップ部に未定着画像が担持された記録材を導入して耐熱性フィルムと一緒に搬送させる。そして、耐熱性フィルムを介して付与されるセラミックヒータからなる加熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる。   First, a heat-resistant film (fixing film), which is a heating rotator, is brought into close contact with a heating rotator (elastic roller) and is slid and conveyed. Then, a recording material carrying an unfixed image is introduced into a pressure nip formed by a heating body and a pressure rotating body with the heat resistant film interposed therebetween and conveyed together with the heat resistant film. Then, the unfixed image is fixed on the recording material as a permanent image by heat from a heating body made of a ceramic heater applied through a heat resistant film and pressure applied at the pressure nip portion.

フィルム加熱方式の加熱定着装置は、加熱体として低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエイトタイム短縮化(クイックスタート性)が可能である。   The film heating type heat fixing device can use a low heat capacity linear heating element as the heating element and a thin film with a low heat capacity as the heating element, which can save power and shorten the wait time (quick start). It is.

また、この種の定着方式においては、次の2つの方式が知られている。
(1)定着フィルムの駆動方式にフィルム内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式
(2)フィルムをフィルムガイドにルーズに勘合させ、加圧用回転体を駆動することで、フィルムを加圧用回転体に対し従動回転させる方式
近年では部品点数が少なくて済むことから、(2)の加圧用回転体駆動方式が採用されることが多い。
In this type of fixing method, the following two methods are known.
(1) A driving system for the fixing film, in which a driving roller is provided on the inner peripheral surface of the film, and the film is driven while tension is applied. (2) The film is loosely fitted to the film guide, and the rotary member for pressure is driven. The method of rotating the film following the pressurizing rotator In recent years, since the number of parts is small, the pressurizing rotator driving method (2) is often adopted.

加熱体として使用されるセラミックヒータには、アルミナ(Al)、窒化アルミニウム(AlN)等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック基板が用いられている。そしてセラミックヒータは、その定着フィルムと対面する側の基板表面に基板長手に沿って銀パラジューム(Ag/Pb)等の通電発熱抵抗層がスクリーン印刷等で形成具備され、さらに該通電発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層で覆ってなるものである。 As a ceramic heater used as a heating element, a ceramic substrate having electrical insulation, good thermal conductivity, and low heat capacity such as alumina (Al 2 O 3 ) and aluminum nitride (AlN) is used. The ceramic heater is provided with an energization heating resistance layer such as silver palladium (Ag / Pb) formed on the surface of the substrate facing the fixing film along the length of the substrate by screen printing or the like. The surface is covered with a thin glass protective layer.

このセラミックヒータは、通電発熱抵抗層に通電がなされることにより該通電発熱抵抗層が発熱してセラミック基板とガラス保護層から成るヒータ全体が急速昇温する。このヒータの昇温がヒータ背面に配置されたサーミスタなどの温度検知手段により検知されて、ヒータの発熱体へ電力制御されたAC電流を流すことにより温度コントロールされる。   In this ceramic heater, when the energization heating resistor layer is energized, the energization heating resistor layer generates heat, and the entire heater composed of the ceramic substrate and the glass protective layer is rapidly heated. The temperature rise of the heater is detected by temperature detection means such as a thermistor disposed on the back surface of the heater, and the temperature is controlled by supplying a power-controlled AC current to the heater heating element.

また、ヒータの発熱体へ電力制御回路が故障してヒータがフル通電された場合に備えて、セラミックヒータには過昇温を防止する安全素子が取り付けられている。   In addition, a safety element for preventing an excessive temperature rise is attached to the ceramic heater in preparation for a case where the power control circuit fails in the heater heating element and the heater is fully energized.

安全素子はサーモスイッチ又は温度ヒューズを用いることが一般的である。そして、安
全素子をヒータに通電するAC回路に設け、安全素子自体はセラミックヒータに接触させて、異常昇温した場合は安全素子が作動することにより、AC回路を遮断しヒータへの電力供給を止めるようになっている。
The safety element generally uses a thermo switch or a thermal fuse. The safety element is provided in an AC circuit that energizes the heater, and the safety element itself is brought into contact with the ceramic heater. When the temperature rises abnormally, the safety element operates to cut off the AC circuit and supply power to the heater. It is supposed to stop.

しかしながら、上述したようなセラミックヒータには以下のような問題点があった。   However, the ceramic heater as described above has the following problems.

安全素子をヒータ裏に接触させると、安全素子がヒータから熱を奪うので安全素子接触部分が定着不良や定着ムラになることがある。これを防止するために、従来より、安全素子接触部分の単位長さ当たりの発熱量を安全素子接触部分以外の単位長さ当たりの発熱量に比べて大きくすることが行われている。例えば特許文献1にこのような例が開示されている。
特開平09−297478号公報
When the safety element is brought into contact with the back of the heater, the safety element takes heat away from the heater, so that the safety element contact portion may cause poor fixing or uneven fixing. In order to prevent this, conventionally, the heat generation amount per unit length of the safety element contact portion has been made larger than the heat generation amount per unit length other than the safety element contact portion. For example, Patent Document 1 discloses such an example.
JP 09-297478 A

しかしながら、安全素子に奪われる熱は一定ではないために、更なる問題が発生することが懸念される。   However, since the heat taken away by the safety element is not constant, there is a concern that further problems may occur.

すなわち、画像形成装置において、次のようなことが考えられる。加熱定着装置が冷えている場合には、ヒータを加熱したときに安全素子も冷えているので、安全素子に奪われる熱量は大きい。一方、プリントを重ねて加熱定着装置が熱くなってきた場合には、安全素子も熱くなっているので、ヒータから安全素子に奪われる熱量は小さくなる。   That is, the following can be considered in the image forming apparatus. When the heat fixing device is cold, the safety element is also cooled when the heater is heated, so that the amount of heat taken away by the safety element is large. On the other hand, when the heat-fixing apparatus is heated by overlapping the prints, the safety element is also heated, so that the amount of heat taken from the heater to the safety element is reduced.

加熱定着装置が冷えている場合に記録材に与える熱量を長手方向で均一になるようにする場合は、安全素子に奪われる熱量の分、単位長さ当たりの発熱量を大きくする必要がある。しかし、プリントを重ねて加熱定着装置が熱くなってくると、安全素子自体も十分に温まっているため、発熱体の熱が安全素子に奪われにくく、その分、記録材に余分に熱量を与えてしまう。   In order to make the amount of heat applied to the recording material uniform in the longitudinal direction when the heat fixing device is cold, it is necessary to increase the amount of heat generated per unit length by the amount of heat taken by the safety element. However, if the heat-fixing device becomes hot after repeated printing, the safety element itself is also sufficiently warmed, so the heat from the heating element is less likely to be taken away by the safety element, and an extra amount of heat is given to the recording material. End up.

したがって、長手方向で局所的に記録材に与える熱量が大きくなると、その部分だけ過定着となり、濃度ムラが発生してしまうことが懸念される。このような濃度ムラが発生した場合には、発熱量の異なる境界線が顕著に目立ってしまう。   Therefore, if the amount of heat locally applied to the recording material in the longitudinal direction is increased, there is a concern that only that portion is overfixed and density unevenness occurs. When such density unevenness occurs, boundary lines with different calorific values become conspicuous.

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、安全素子が接触する領域における加熱不良を防止するとともに、安全素子が接触する領域の濃度ムラを抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is an object of the present invention to prevent defective heating in a region where a safety element contacts and to suppress density unevenness in a region where the safety element contacts.

上記目的を達成するために本発明にあっては、
可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する前記発熱体の第1領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記安全素子が接触しない領域に対応する前記発熱体の第2領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
前記発熱体のうち、前記第1領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第2領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値に勾
配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをa、前記境界領域の前記軸方向の長さをbとした場合に、
0≦a/(a+2b)<0.8
の関係を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A heater that configures a nip portion together with a pressure roller via a flexible sleeve and heats the recording material on which the developer image is formed at the nip portion,
A heater body having a heating element on the substrate that generates heat when energized;
A region provided in the heater body, a region where a safety element that cuts off the power supply to the heating element at the time of overheating of the heater body contacts,
With
The resistance value per unit length of the first region of the heating element corresponding to the region where the safety element contacts in the heater body is the second region of the heating element corresponding to the region where the safety element does not contact. In the heater provided to be larger than the resistance value per unit length,
Of the heating element, the resistance per unit length in the axial direction of the pressure roller in the boundary region between the high resistance region showing the highest resistance value in the first region and the second region The value is sloped,
When the axial length of the high resistance region is a, and the axial length of the boundary region is b,
0 ≦ a / (a + 2b) <0.8
It is characterized by satisfying the relationship.

また、可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に複数有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する複数の前記発熱体の第1領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、前記安全素子が接触しない領域に対応する複数の前記発熱体の第2領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
複数の前記発熱体のうち少なくとも1つの発熱体は、前記第1領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記第2領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きく、
複数の前記発熱体のうち、前記第1領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第2領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値の和に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをa、前記境界領域の前記軸方向の長さをbとした場合に、
a/(a+2b)<0.8
の関係を満たすことを特徴とする。
A heater configured to form a nip portion together with a pressure roller via a flexible sleeve and to heat the recording material on which the developer image is formed at the nip portion;
A heater body having a plurality of heating elements that generate heat when energized on the substrate;
A region provided in the heater body, a region where a safety element that cuts off the power supply to the heating element at the time of overheating of the heater body contacts,
With
The sum of the resistance values per unit length of the first region of the plurality of heating elements corresponding to the region where the safety element contacts in the heater body is the plurality of the heat generation corresponding to the region where the safety element does not contact. In the heater provided to be larger than the sum of the resistance values per unit length of the second region of the body,
At least one heating element among the plurality of heating elements has a resistance value per unit length of the first area larger than a resistance value per unit length of the second area,
Of the plurality of heating elements, per unit length in the axial direction of the pressure roller in the boundary region between the high resistance region showing the highest resistance value of the first region and the second region. A slope is provided for the sum of resistance values of
When the axial length of the high resistance region is a, and the axial length of the boundary region is b,
a / (a + 2b) <0.8
It is characterized by satisfying the relationship.

本発明によれば、安全素子が接触する領域における加熱不良を防止するとともに、安全素子が接触する領域の濃度ムラを抑制することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent defective heating in a region where the safety element is in contact and to suppress density unevenness in the region where the safety element is in contact.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.

(1)画像形成装置
図1は、本発明の実施例1に係る像加熱装置を加熱定着装置として適用する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例においては、画像形成装置の一例として、転写方式電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタについて説明する。
(1) Image Forming Apparatus FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus to which the image heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied as a heat fixing apparatus. In this embodiment, a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process will be described as an example of an image forming apparatus.

図1において、1は像担持体としての感光ドラムであり、OPC、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as an image carrier, which is formed by forming a photosensitive material such as OPC or amorphous silicon on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel.

以下、画像形成動作について説明する。   Hereinafter, the image forming operation will be described.

まず、感光ドラム1の表面は、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。   First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device.

次に、露光手段としてのレーザビーム3が画像情報の時系列電気デジタル画素信号に応じてON/OFF制御(変調制御)したレーザ光Lを出力して、感光ドラム1の帯電面を走査露光する。このレーザビーム3の走査露光により感光ドラム1上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4で現像され、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、2成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。   Next, the laser beam 3 as an exposure unit outputs laser light L that is ON / OFF controlled (modulated) in accordance with the time-series electric digital pixel signal of the image information, and scans and exposes the charged surface of the photosensitive drum 1. . An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 by scanning exposure of the laser beam 3. This electrostatic latent image is developed by the developing device 4 and visualized. As a development method, a jumping development method, a two-component development method, or the like is used, and is often used in combination with image exposure and reversal development.

被加熱材としての記録材Pは収納カセットCから給送ローラ5によって取り出されレジストローラ6に送られる。記録材Pはレジストローラ6によって、感光ドラム1表面に形成されたトナー像(現像剤像)と同期を取り、感光ドラム1と転写ローラ7とで形成される転写ニップ部Aに供給される。転写ニップ部Aにおいて、感光ドラム1上のトナー像は不図示の電源による転写バイアスの作用で記録材Pに転写される。   The recording material P as the material to be heated is taken out from the storage cassette C by the feeding roller 5 and sent to the registration roller 6. The recording material P is synchronized with the toner image (developer image) formed on the surface of the photosensitive drum 1 by the registration roller 6 and supplied to the transfer nip A formed by the photosensitive drum 1 and the transfer roller 7. In the transfer nip portion A, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the recording material P by the action of a transfer bias by a power source (not shown).

トナー像を保持した記録材Pは加熱定着装置(以下、定着装置)8へと搬送され、定着装置8の圧接ニップ部((定着)ニップ部)Nで加熱・加圧されてトナー像が記録材P上に定着され永久画像となる。トナー像が定着された記録材Pは不図示の排出機構部によって機外へ排出される。   The recording material P holding the toner image is conveyed to a heat fixing device (hereinafter referred to as a fixing device) 8 and heated and pressed at a pressure nip portion ((fixing) nip portion) N of the fixing device 8 to record a toner image. It is fixed on the material P and becomes a permanent image. The recording material P on which the toner image is fixed is discharged out of the apparatus by a discharge mechanism (not shown).

一方、転写後に感光ドラム1上に残留する転写残留トナーは、クリーニング装置9により感光ドラム1表面より除去される。   On the other hand, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 9.

ここで、感光ドラム1、レーザビーム3、現像装置4、及び転写ローラ7は、画像形成手段を構成している。   Here, the photosensitive drum 1, the laser beam 3, the developing device 4, and the transfer roller 7 constitute an image forming unit.

(2)定着装置
図2は、本実施例の定着装置の一例として、フィルム加熱定着装置の概略構成を示す断面図である。以下、構成及び動作について説明する。
(2) Fixing Device FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a film heating fixing device as an example of the fixing device of this embodiment. The configuration and operation will be described below.

(a)定着フィルム
図2において、10は可撓性スリーブとしての、エンドレスベルト状の耐熱フィルム(以下、定着フィルム)であり、半円弧状のフィルムガイド部材(ステイ)13に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌されている。
(A) Fixing Film In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an endless belt-like heat-resistant film (hereinafter referred to as a fixing film) as a flexible sleeve, which has a circumferential length with respect to a semicircular arc-shaped film guide member (stay) 13. It is externally fitted with a margin.

定着フィルム10は耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるPTFE、PFA、PPS等の単層フィルム、又は、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES等のフィルム表面に離型層をコーティングした複合層フィルムである。離型層としては、PTFE、PFA、FEP等が用いられている。ここで、PTFEはポリテトラフルオロエチレン樹脂、PFAはパープルアロアルコキシ樹脂、PPSはポリフェニレンスルフィド、PEEKはポリエーテルエーテルケトン、PESはポリエーテルスルフォンである。また、FEPはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂である。   The fixing film 10 has a single-layer film such as PTFE, PFA, PPS, etc. having heat resistance, releasability, strength, durability, or a release layer coated on the surface of a film such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, etc. It is a composite layer film. As the release layer, PTFE, PFA, FEP or the like is used. Here, PTFE is polytetrafluoroethylene resin, PFA is purple alloalkoxy resin, PPS is polyphenylene sulfide, PEEK is polyether ether ketone, and PES is polyether sulfone. FEP is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin.

そして、定着フィルム10は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚を総厚100μm以下、好ましくは40μm以下20μm以上とした。   The fixing film 10 has a total thickness of 100 μm or less, preferably 40 μm or less and 20 μm or more in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property.

(b)加圧ローラ
11は、加圧部材としての加圧ローラであり、芯金20上にシリコーンゴム等の耐熱性ゴムを成形した弾性層21、又はシリコーンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層21を構成した回転体である。ここで、弾性層21上にはPFA、PTFE、FEP等のフッ素樹脂から成る耐熱離型層を形成しても良い。
(B) Pressure roller 11 is a pressure roller as a pressure member, and is an elastic layer 21 in which a heat-resistant rubber such as silicone rubber is molded on a core metal 20, or a sponge elastic layer formed by foaming silicone rubber. 21 is a rotating body. Here, a heat-resistant release layer made of a fluororesin such as PFA, PTFE, or FEP may be formed on the elastic layer 21.

加圧ローラ11は、不図示のバネにより加熱部材(ヒータ)としてのセラミックヒータ(以下、ヒータ)12に圧接されるよう配されて、駆動系Mにより図2に矢印で示す反時計方向へ所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ11の回転駆動による、圧接ニップ部Nにおける加圧ローラ11と定着フィルム10の外面との摩擦力で、定着フィルム10に図2において時計方向の回転力が作用することとなる。このようにして、圧接ニップ部Nに導入された記録材Pを定着フィルム10と加圧ローラ11とで挟持して搬送する構成となっている。   The pressure roller 11 is arranged so as to be pressed against a ceramic heater (hereinafter referred to as a heater) 12 as a heating member (heater) by a spring (not shown), and is predetermined by the drive system M in a counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. It is rotationally driven at a peripheral speed of. Due to the frictional force between the pressure roller 11 and the outer surface of the fixing film 10 in the pressure nip portion N due to the rotational driving of the pressure roller 11, a clockwise rotational force in FIG. 2 acts on the fixing film 10. In this way, the recording material P introduced into the pressure nip N is sandwiched between the fixing film 10 and the pressure roller 11 and conveyed.

記録材P上に形成担持された未定着のトナー像tは、定着装置8の加熱部(定着フィルム10及びヒータ12)と加圧ローラ11により形成された圧接ニップ部N内で加熱加圧され記録材P上に定着される。   The unfixed toner image t formed and supported on the recording material P is heated and pressurized in a pressure nip N formed by the heating unit (fixing film 10 and heater 12) of the fixing device 8 and the pressure roller 11. It is fixed on the recording material P.

(c)セラミックヒータ
図3は、本実施例のセラミックヒータ(ヒータ12)を説明するための図である。
(C) Ceramic heater FIG. 3 is a diagram for explaining the ceramic heater (heater 12) of the present embodiment.

ヒータ12は、基板としてのセラミック基板30上に、銀パラジウム(AgPd)などを用いた発熱ペーストを印刷した発熱体31と、発熱体31の保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層35を順次形成したものである。そして、ヒータ12は、ヒータ駆動手段としてのヒータ駆動回路25によって電力制御されたAC電流が、ヒータ12上の発熱体31に流れることにより発熱する。   The heater 12 includes a heating element 31 in which a heating paste using silver palladium (AgPd) or the like is printed on a ceramic substrate 30 as a substrate, and a glass coating layer 35 for ensuring protection and insulation of the heating element 31. They are formed sequentially. The heater 12 generates heat when an AC current whose power is controlled by the heater driving circuit 25 as a heater driving unit flows to the heating element 31 on the heater 12.

セラミック基板30の裏面(定着フィルム10とは反対側の面)には、温度検知手段としてのチップサーミスタ14が接着により設けられている。   A chip thermistor 14 as temperature detecting means is provided on the back surface (surface opposite to the fixing film 10) of the ceramic substrate 30 by adhesion.

そして、チップサーミスタ14の検知結果を基に、電力制御手段としての電力制御回路26がヒータ12の所定の目標温度に対して、ヒータ駆動回路25を制御することにより、ヒータ12への電力制御を行っている。このようにして、ヒータ12のヒータ温度を目標温度(プリント温度)に保つ構成となっている。   Based on the detection result of the chip thermistor 14, the power control circuit 26 as power control means controls the heater drive circuit 25 with respect to a predetermined target temperature of the heater 12, thereby controlling the power to the heater 12. Is going. In this way, the heater temperature of the heater 12 is maintained at the target temperature (printing temperature).

また、電力制御回路26及びヒータ駆動回路25の双方、又は、何れか一方が故障して、例えばヒータ12に常時最大量の通電が行われてしまう状況となった場合に備えて、ヒータ12には過昇温を防止する安全素子としてのサーモスイッチが取り付けられている。   Further, in preparation for a case where both the power control circuit 26 and / or the heater drive circuit 25 fail, for example, when the heater 12 is constantly energized at the maximum amount, Is equipped with a thermo switch as a safety element to prevent overheating.

サーモスイッチ33は、ヒータ12に通電するAC回路に設けられるものであって、サーモスイッチ自体はヒータ12(ヒータ本体)に接触するように設けられている。そして、ヒータ12が異常昇温した過昇温時には、サーモスイッチ33が作動することにより、AC回路が遮断され、ヒータ12への電力供給が止まるようになっている。ここで、図3においてサーモスイッチ33は、ヒータ12と接触する部分について示している。   The thermo switch 33 is provided in an AC circuit for energizing the heater 12, and the thermo switch itself is provided so as to contact the heater 12 (heater body). When the temperature of the heater 12 is excessively high, the thermoswitch 33 is activated to cut off the AC circuit and stop the power supply to the heater 12. Here, in FIG. 3, the thermo switch 33 is shown for a portion that contacts the heater 12.

セラミック基板30には窒化アルミニウム(AlN)を使用している。この場合、セラミック基板30の熱伝導が良いので、発熱体31はセラミック基板30の、定着フィルム10に接する(摺動する)面と反対側に形成している(いわゆる裏面加熱)。発熱体31は絶縁や保護用のガラスコーティング層35で覆われている。34は導電用パターンで銀白金(AgPt)からなる。ここで、セラミック基板30、発熱体31、ガラスコーティング層35及び導電用パターン34はヒータ本体を構成している。   Aluminum nitride (AlN) is used for the ceramic substrate 30. In this case, since the heat conduction of the ceramic substrate 30 is good, the heating element 31 is formed on the opposite side of the surface of the ceramic substrate 30 that contacts (slids) the fixing film 10 (so-called back surface heating). The heating element 31 is covered with a glass coating layer 35 for insulation and protection. Reference numeral 34 denotes a conductive pattern made of silver platinum (AgPt). Here, the ceramic substrate 30, the heating element 31, the glass coating layer 35, and the conductive pattern 34 constitute a heater body.

(d)発熱体
図4は、サーモスイッチ接触部付近の発熱体寸法を示す図である。以下の説明において、記録材の通紙方向(搬送方向)を幅方向X、幅方向と実質的に直交する方向を長さ方向
Yとし、幅方向Xの長さを単に幅といい、長さ方向Yの長さを単に長さということとする。ここで、長さ方向Yは、加圧ローラ11の軸方向である。
(D) Heating element FIG. 4 is a diagram showing dimensions of the heating element in the vicinity of the thermoswitch contact portion. In the following description, the sheet passing direction (conveying direction) of the recording material is the width direction X, the direction substantially orthogonal to the width direction is the length direction Y, and the length in the width direction X is simply referred to as the width. The length in the direction Y is simply called the length. Here, the length direction Y is the axial direction of the pressure roller 11.

発熱体31における、サーモスイッチ33と接触する部分以外(第2領域)の幅は2.0mmとし、サーモスイッチ33の接触部分(第1領域)は発熱体31のうち幅を狭くした部分に設けている。発熱体31の単位体積当たりの抵抗値は同一であるため、発熱体31の幅が狭くなった部分の単位長さ当たりの抵抗値は高くなり、通電した際には発熱量が大きくなる。   The width of the heating element 31 other than the portion in contact with the thermo switch 33 (second region) is 2.0 mm, and the contact portion (first region) of the thermo switch 33 is provided in a portion of the heating element 31 where the width is narrowed. ing. Since the resistance value per unit volume of the heat generating element 31 is the same, the resistance value per unit length of the portion where the width of the heat generating element 31 is narrowed becomes high, and the amount of heat generation becomes large when energized.

本実施例では、発熱体31の幅を狭くした部分は、図4に示すように幅が狭い領域(絞り領域、高抵抗領域)37と、通常の発熱体幅(絞り無し領域、第2領域)31aから絞り領域37に向かって徐々に発熱体幅が狭くなっている境界領域38とで構成される。ここで、境界領域38においては、発熱体幅が、絞り無し領域31aから絞り領域37に向かって徐々に狭くなっていることによって、長さ方向における単位長さ当りの抵抗値に勾配が形成されることとなる。   In the present embodiment, the portion where the width of the heating element 31 is narrowed includes a narrow region (diaphragm region, high resistance region) 37 and a normal heating element width (non-diaphragm region, second region) as shown in FIG. ) And a boundary region 38 in which the heating element width gradually decreases from 31a toward the aperture region 37. Here, in the boundary region 38, the heating element width gradually decreases from the non-throttle region 31 a toward the narrowed region 37, so that a gradient is formed in the resistance value per unit length in the length direction. The Rukoto.

絞り領域37の長さaは、4.0mm、境界領域38の長さbは、それぞれ2.0mmとなっている。本実施例のサーモスイッチの長さは8.0mmであり、絞り領域37と境界領域38を合わせた長さと同一である。また、絞り領域37の幅は1.8mmであるため絞り無し領域31aに対して抵抗値は2.0/1.8=1.11倍であり、発熱量は11%多くなっている。   The length “a” of the aperture region 37 is 4.0 mm, and the length “b” of the boundary region 38 is 2.0 mm. The length of the thermo switch of the present embodiment is 8.0 mm, which is the same as the combined length of the aperture region 37 and the boundary region 38. Further, since the width of the throttle area 37 is 1.8 mm, the resistance value is 2.0 / 1.8 = 1.11 times that of the non-throttle area 31a, and the heat generation amount is 11% larger.

上記構成の画像形成装置において、プロセススピード310mm/sでサーミスタ温度が220℃となるようにヒータ制御を行いながら、105g/mの厚さのLTRサイズ紙を500枚連続プリント行った。画像パターンは全面ハーフトーン及び一般的にプリントされるような実用画像とした。 In the image forming apparatus configured as described above, 500 sheets of LTR size paper having a thickness of 105 g / m 2 were continuously printed while controlling the heater so that the thermistor temperature was 220 ° C. at a process speed of 310 mm / s. The image pattern was a halftone image and a practical image that was generally printed.

図5は、比較例における、サーモスイッチ接触部付近の発熱体寸法を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing the dimensions of the heating element near the thermoswitch contact portion in the comparative example.

比較例として、サーモスイッチと接触する部分の発熱体形状を図5のようにしたものについても同様のプリントを行った。   As a comparative example, the same printing was performed on the heating element shape of the portion in contact with the thermoswitch as shown in FIG.

比較例の発熱体形状は絞り領域39と境界領域40を合わせた長さは本実施例と同様に8.0mmであるが、境界領域40の長さが短く、それぞれ0.8mmとなっている。また、絞り領域39と境界領域40を合わせた部分の発熱量を本実施例と等しくするために絞り領域39の幅は1.83mmとなっている。絞り無し領域に対する絞り領域の抵抗値は、2.0/1.83=1.09倍であり、発熱量は9%多くなっている。   The length of the heating element shape of the comparative example is 8.0 mm as in the present embodiment, the combined length of the throttle region 39 and the boundary region 40, but the length of the boundary region 40 is short, each 0.8 mm. . Further, the width of the throttle region 39 is 1.83 mm in order to make the amount of heat generated in the combined portion of the throttle region 39 and the boundary region 40 equal to that of the present embodiment. The resistance value of the stop area with respect to the non-stop area is 2.0 / 1.83 = 1.09 times, and the heat generation amount is increased by 9%.

実験結果を以下に示す。   The experimental results are shown below.

図6は、500枚連続プリント中の発熱体の温度推移を表す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the temperature transition of the heating element during continuous printing of 500 sheets.

本実施例、比較例ともに絞り無し領域31aは発熱量がサーミスタ14付近の発熱体31と同じ幅であるため、100枚の連続プリントを通して測定温度を制御している220℃とほぼ変わらない値を示している。   In this embodiment and the comparative example, since the heat generation amount of the non-restricted region 31a is the same as that of the heating element 31 near the thermistor 14, the value is almost the same as 220 ° C., which controls the measurement temperature through 100 continuous prints. Show.

一方で、本実施例の絞り領域37は絞り無し領域31aよりも発熱量が11%多いが、プリント初期はサーモスイッチに熱を奪われるために、発熱体温度は絞り無し領域31aとほぼ同じ値となっている。しかし、連続プリントによりサーモスイッチ温度が高くなるとサーモスイッチに熱が奪われなくなるために発熱体温度が徐々に上昇してしまい、50
0枚連続プリント後には絞り無し領域31aに比べて10℃以上高くなっている。
On the other hand, the aperture region 37 of this embodiment has a heat generation amount 11% higher than that of the non-aperture region 31a. However, since the thermo switch is deprived of heat at the initial stage of printing, the heating element temperature is almost the same value as the non-aperture region 31a. It has become. However, if the temperature of the thermoswitch increases due to continuous printing, the heat is not taken away by the thermoswitch, so the temperature of the heating element gradually increases.
After zero-sheet continuous printing, the temperature is higher by 10 ° C. or more than the non-aperture area 31a.

また境界領域38は、絞り領域37と絞り無し領域31aの中間の発熱量であるため、発熱体温度も絞り領域37と絞り無し領域31aの中間程度になっている。   Further, since the boundary region 38 has a heat generation amount intermediate between the constricted region 37 and the non-constricted region 31a, the heating element temperature is also approximately intermediate between the constricted region 37 and the non-constricted region 31a.

それに対して比較例の絞り領域39は、絞り無し領域31aよりも発熱量が9%多い。プリント初期は実施例と同様にサーモスイッチに熱を奪われるため発熱体温度は絞り領域39と絞り無し領域31aの温度はほとんど同じである。また、連続プリントによりサーモスイッチが熱を奪われなくなると発熱体温度が徐々に上昇するが、発熱量は実施例よりもやや少なく、絞り無し領域31aに比べて約10℃高くなっている。   On the other hand, the diaphragm area 39 of the comparative example generates 9% more heat than the non-diaphragm area 31a. In the initial stage of printing, heat is taken away by the thermoswitch as in the embodiment, and therefore the temperature of the heating element is almost the same in the throttle region 39 and the non-throttle region 31a. Further, when the thermo switch does not take heat away by continuous printing, the temperature of the heating element gradually increases, but the amount of heat generation is slightly smaller than that of the embodiment, and is about 10 ° C. higher than that of the non-aperture area 31a.

また、画像について比較した結果を表1に示す。   Table 1 shows the result of comparison for the images.

Figure 2009139822
Figure 2009139822

ハーフトーン画像では、絞り部付近の反射濃度及び画像を全体的に見た時の視覚的な目立ち具合(視感)を比較した。また、実用画像においても視感を比較した。反射濃度はマクベス社製の反射濃度計RD−918を使用した。   In the halftone image, the reflection density in the vicinity of the aperture portion and the visual conspicuousness (visual feeling) when the image is viewed as a whole were compared. In addition, the visual sensations were also compared in practical images. The reflection density was a reflection densitometer RD-918 manufactured by Macbeth.

図7は、500枚目のハーフトーン画像の様子を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the 500th halftone image.

本実施例の画像では、絞り領域37に相当する部分が過定着となり、画像が濃くなっているが、絞り無し領域31aと絞り領域37の間に境界領域38が存在することで画像濃度が徐々に濃く変化しているため、全体的に見ると濃度ムラが目立たなくなっている。   In the image of the present embodiment, the portion corresponding to the aperture region 37 is overfixed and the image is darker. However, since the boundary region 38 exists between the apertureless region 31a and the aperture region 37, the image density gradually increases. Therefore, the density unevenness is not conspicuous as a whole.

一方、比較例では境界領域40が短く、本実施例のように画像濃度が徐々に濃くなっていくような効果がほとんど無い。したがって、絞り無し領域31aと絞り領域39の境界辺りから急激に濃度が変化し、濃度ムラが目立ってしまっている。   On the other hand, in the comparative example, the boundary region 40 is short, and there is almost no effect of gradually increasing the image density as in the present embodiment. Therefore, the density suddenly changes around the boundary between the non-throttle area 31a and the narrowed area 39, and density unevenness is conspicuous.

また、ハーフトーン画像のように一様な画像では濃度ムラが目立ちやすいが、一般的に市場でプリントされるような実用画像パターンでは、本実施例の構成では濃度ムラが確認できなかった。一方、比較例の構成ではハーフトーン画像よりは目立たないが、濃度ムラが確認された。   In addition, density unevenness tends to be conspicuous in a uniform image such as a halftone image, but in a practical image pattern generally printed on the market, density unevenness could not be confirmed in the configuration of this example. On the other hand, in the configuration of the comparative example, density unevenness was confirmed although it was less noticeable than the halftone image.

しかし、画像の濃度ムラは、絞り領域37と境界領域38を合わせた長さに対して絞り領域37の長さの割合が大きい場合は絞り領域37における濃度ムラを目立たなくすることが出来なくなってしまう。   However, the density unevenness of the image cannot be made inconspicuous if the ratio of the length of the aperture region 37 to the combined length of the aperture region 37 and the boundary region 38 is large. End up.

本実施例では、絞り領域37の長さをa、境界領域38の長さをbとすると、
a/(a+2b)=0.5
であり画像の濃度ムラを抑えることができた。このa/(a+2b)という値を大きくし
ていくと、前述したように濃度ムラが目立ちやすくなるが、
a/(a+2b)=0.7
までの範囲であれば実用画像において濃度ムラが視覚的に気にならなかった。
In this embodiment, when the length of the aperture region 37 is a and the length of the boundary region 38 is b,
a / (a + 2b) = 0.5
It was possible to suppress the density unevenness of the image. When the value of a / (a + 2b) is increased, the density unevenness becomes more conspicuous as described above.
a / (a + 2b) = 0.7
Within this range, the density unevenness in the practical image was not visually noticeable.

しかし、比較例で説明したように、
a/(a+2b)=0.8
の場合は実用画像において画像の濃度ムラが認識できるようになった。
However, as explained in the comparative example,
a / (a + 2b) = 0.8
In the case of, the density unevenness of the image can be recognized in the practical image.

以上の結果より、画像の濃度ムラを抑制するためには、
0≦a/(a+2b)<0.8
という関係を満たす必要がある。ここで、0=a/(a+2b)の場合は、a=0、すなわち、境界領域38のみで絞り領域37がない場合である。
From the above results, in order to suppress the density unevenness of the image,
0 ≦ a / (a + 2b) <0.8
It is necessary to satisfy the relationship. Here, when 0 = a / (a + 2b), a = 0, that is, only the boundary region 38 and no aperture region 37.

また、境界領域38においても、抵抗値の勾配が10%/mmよりも大きいと境界領域38としての役割を果たさず、絞り領域37と絞り無し領域31aの濃度の違いが見え易くなってしまうことが考えられる。一方、抵抗値の勾配が1%/mmよりも小さいと、サーモスイッチの接触部分の発熱量を十分大きくできないため、定着装置8が冷えている時からプリントを行った際に、サーモスイッチの接触部分において定着不良が発生することが懸念される。   Also, in the boundary region 38, if the gradient of the resistance value is larger than 10% / mm, it does not play a role as the boundary region 38, and the difference in density between the diaphragm region 37 and the non-diaphragm region 31a becomes easy to see. Can be considered. On the other hand, if the gradient of the resistance value is smaller than 1% / mm, the amount of heat generated at the contact portion of the thermoswitch cannot be sufficiently increased. Therefore, when printing is performed from when the fixing device 8 is cold, the contact of the thermoswitch There is a concern that poor fixing may occur in the portion.

したがって、境界領域38の抵抗値の勾配(変化率)gは、
1%/mm≦g≦10%/mm
とするのが望ましい。
Accordingly, the gradient (rate of change) g of the resistance value in the boundary region 38 is
1% / mm ≦ g ≦ 10% / mm
Is desirable.

また、絞り領域37がサーモスイッチ接触部分よりも外側に出ている場合、定着装置8が冷えている場合でもサーモスイッチにより熱が奪われないため、その部分の発熱体温度が高くなり濃度ムラが発生してしまう可能性がある。逆に、サーモスイッチ接触部分が絞り領域37と境界領域38以外の部分に接触している場合は、定着装置8が冷えている場合にプリントを行うと、サーモスイッチに熱を奪われるため、定着不良が発生してしまう可能性がある。   In addition, when the aperture region 37 is outside the contact portion of the thermo switch, heat is not taken away by the thermo switch even when the fixing device 8 is cold. May occur. On the other hand, when the thermoswitch contact portion is in contact with a portion other than the aperture region 37 and the boundary region 38, if the printing is performed when the fixing device 8 is cold, the heat is taken away by the thermoswitch, so that the fixing is performed. Defects may occur.

したがって、サーモスイッチ33のうちヒータ12に接触する領域(第3領域)の長さをcとした場合、
a≦c≦a+2b
で且つ、長さ方向においてaはcの内側にあり、cはa+2bの内側にあるのが望ましい。すなわち長さ方向において、絞り領域37はサーモスイッチ33のうちヒータ12に接触する領域の内側にあり、サーモスイッチ33のうちヒータ12に接触する領域は、絞り領域37と境界領域38を合わせた領域の内側に位置するように設けられるのが望ましい。本実施例では比較例よりも、a+2bを大きくとることが可能であるため、ヒータ12に対するサーモスイッチの取り付け精度を緩和することができる。
Therefore, when the length of the region (third region) in contact with the heater 12 in the thermo switch 33 is c,
a ≦ c ≦ a + 2b
In the longitudinal direction, a is preferably inside c, and c is preferably inside a + 2b. That is, in the length direction, the throttle region 37 is inside the region of the thermo switch 33 that contacts the heater 12, and the region of the thermo switch 33 that contacts the heater 12 is a region that combines the throttle region 37 and the boundary region 38. It is desirable to be provided so as to be located inside. In this embodiment, a + 2b can be made larger than that in the comparative example, so that the mounting accuracy of the thermo switch to the heater 12 can be relaxed.

以上説明したように、発熱体31のうちサーモスイッチ33と接触する部分の発熱量を多くしたヒータ12において、サーモスイッチ端部位置から中央位置にかけて発熱体の抵抗値が徐々に大きくなっていくような境界領域38を設けている。   As described above, in the heater 12 in which the amount of heat generated in the portion of the heating element 31 in contact with the thermo switch 33 is increased, the resistance value of the heating element gradually increases from the end position of the thermo switch to the center position. A boundary region 38 is provided.

このことにより、ヒータ12のサーモスイッチ33が接触する領域において、定着装置8が暖まり、サーモスイッチ33が熱を奪わなくなった場合でも、長さ方向での温度変化が緩やかであるため過定着による濃度ムラを目立たなくすることができる。すなわち、定着装置8が十分温まった状態で発生しやすい画像ムラの発生を抑えることが可能となる。   As a result, in the region where the thermo switch 33 of the heater 12 is in contact, even when the fixing device 8 is warmed and the thermo switch 33 does not take heat away, the temperature change in the length direction is gentle, so the density due to overfixing Unevenness can be made inconspicuous. That is, it is possible to suppress the occurrence of image unevenness that is likely to occur when the fixing device 8 is sufficiently warm.

また、サーモスイッチ33は発熱体31の絞り領域37と境界領域38を合わせた領域内に接触させれば良く、また、境界領域38の発熱量は徐々に変化するため、発熱体31とサーモスイッチ33の取り付け位置精度を緩和することが可能となる。   Further, the thermo switch 33 may be brought into contact with the combined area of the aperture region 37 and the boundary region 38 of the heating element 31, and the amount of heat generated in the boundary region 38 gradually changes. The mounting position accuracy of 33 can be relaxed.

なお、本実施例では、安全素子としてサーモスイッチ33について説明したが、これに限るものではなく、例えば温度ヒューズでも同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the thermo switch 33 has been described as a safety element. However, the present invention is not limited to this, and for example, the same effect can be obtained with a thermal fuse.

以下に、本発明の実施例2について説明する。なお、本実施例においては、画像形成装置全体の構成は実施例1で示した構成と同様であるため、実施例1に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例1と同様の構成部分については、その説明を省略する。   The second embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, the overall configuration of the image forming apparatus is the same as that shown in the first embodiment. Therefore, different components from the first embodiment will be described, and the same components as in the first embodiment. The description of is omitted.

本実施例では、ヒータ12が2本の発熱体を有しており、そのうちの1本のサーモスイッチ接触位置において発熱体の発熱量を大きくすることを特徴とする。   In this embodiment, the heater 12 has two heating elements, and the heating value of the heating element is increased at one thermoswitch contact position.

図8は、本実施例のヒータ12のサーモスイッチ接触部分を拡大したものである。図9は、本実施例のヒータ12を説明するための図である。   FIG. 8 is an enlarged view of the thermoswitch contact portion of the heater 12 of this embodiment. FIG. 9 is a diagram for explaining the heater 12 of this embodiment.

本実施例において、サーモスイッチ33と接触する位置においても、接触しない位置と同様の発熱量となっているものを発熱体A 41とする。また、サーモスイッチ33と接触する位置において発熱体の幅が狭くなっており、実施例1の発熱体31のように境界領域を十分設けているものを発熱体B 42とする。   In the present embodiment, a heating element A 41 having the same amount of heat generation as the non-contacting position at the position in contact with the thermo switch 33 is referred to as a heating element A 41. Further, the heating element B 42 has a width that is narrow at a position in contact with the thermo switch 33 and that has a sufficient boundary region like the heating element 31 of the first embodiment.

また、図9に示されるように、電力制御手段としての電力制御回路26により、発熱体A 41と発熱体B 42への通電は独立して行うことができる。そして、電力制御回路26により、その通電の比率を変更する(投入電力の割合を可変とする)ことで、サーモスイッチ33の接触位置の発熱量を制御することができる。   Further, as shown in FIG. 9, the heating element A 41 and the heating element B 42 can be energized independently by the power control circuit 26 as power control means. Then, the power control circuit 26 can control the amount of heat generated at the contact position of the thermo switch 33 by changing the energization ratio (making the input power ratio variable).

本実施例では、プリント動作直前のサーミスタ14の温度情報と連続プリント枚数情報によって発熱体A 41に対する発熱体B 42の通電比率を下表2のように設定する。すなわち、プリント直前のサーミスタ温度が高いほどサーモスイッチが温まっていると推測してサーモスイッチ位置の発熱量を少なくする。また、連続プリント枚数が多くなるほどサーモスイッチが温まっていると推測してサーモスイッチ位置の発熱量を少なくする。   In this embodiment, the energization ratio of the heating element B 42 to the heating element A 41 is set as shown in Table 2 based on the temperature information of the thermistor 14 immediately before the printing operation and the continuous print number information. That is, the higher the thermistor temperature just before printing, the more the thermoswitch is warmed, and the amount of heat generated at the thermoswitch position is reduced. Further, it is assumed that the thermo switch is warmed as the number of continuous prints increases, and the amount of heat generated at the thermo switch position is reduced.

Figure 2009139822
Figure 2009139822

以上のように、ヒータ12が2本の発熱体を有する場合には、一方の発熱体にのみサーモスイッチの接触位置に絞り領域及び境界領域を設けることにより、実施例1同様の効果を得ることができる。さらに、サーモスイッチの温度を、サーミスタ温度やプリント枚数
情報により推測し、各発熱体への通電比率を制御することで、サーモスイッチ接触位置における画像の濃度ムラの発生を抑えることが可能となる。
As described above, when the heater 12 has two heating elements, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by providing the aperture region and the boundary region at the contact position of the thermoswitch only on one heating element. Can do. Further, by estimating the temperature of the thermo switch from the thermistor temperature and the number of printed sheets information and controlling the energization ratio to each heating element, it is possible to suppress the occurrence of density unevenness in the image at the thermo switch contact position.

なお、本実施例では、ヒータ12が2本の発熱体を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、ヒータ12が複数本の発熱体を有していてもよい。このような場合には、次のような関係が成り立つ。ヒータ本体のうちサーモスイッチが接触する領域に対応する複数の発熱体の領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、サーモスイッチが接触しない領域に対応する複数の発熱体の領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられるものであればよい。そして、複数の発熱体のうち少なくとも1つが、上述した発熱体B 42のような発熱体であればよい。また、この場合の境界領域の抵抗値の勾配(変化率)については、境界領域における複数の発熱体の抵抗値の和の変化率をgとした場合に、
1%/mm≦g≦10%/mm
の関係を満たすものであればよい。
In addition, although the present Example demonstrated the case where the heater 12 had two heat generating bodies, it is not restricted to this, The heater 12 may have a several heat generating body. In such a case, the following relationship is established. In the heater body, the sum of the resistance values per unit length of the areas of the plurality of heating elements corresponding to the area where the thermo switch contacts is the unit length of the areas of the plurality of heating elements corresponding to the area where the thermo switch does not contact What is necessary is just to be provided so that it may become larger than the sum of resistance value per hit. And at least 1 should just be a heat generating body like the heat generating body B42 mentioned above among several heat generating bodies. Further, regarding the gradient (rate of change) of the resistance value of the boundary region in this case, when the change rate of the sum of the resistance values of the plurality of heating elements in the boundary region is g,
1% / mm ≦ g ≦ 10% / mm
As long as the relationship is satisfied.

また、ヒータ12が発熱体を複数有している場合には、各々の発熱体に於いて、サーモスイッチの接触位置の発熱量が異なる構成とし、サーモスイッチの温まり具合に応じて複数の発熱体への通電比率を変更するとよい。このことにより、さらに画像の濃度ムラを抑えることができる。   Further, when the heater 12 has a plurality of heating elements, each heating element has a different amount of heat generation at the contact position of the thermo switch, and a plurality of heating elements according to the warming condition of the thermo switch. It is good to change the energization ratio. This further suppresses uneven density in the image.

実施例1に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment. 実施例1における加熱定着装置の概略構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a heat fixing apparatus according to the first exemplary embodiment. 実施例1における加熱ヒータを説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a heater in Embodiment 1. 実施例1における発熱体の寸法及び形状を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining the size and shape of a heating element in Example 1; 比較例における発熱体の寸法及び形状を説明する図。The figure explaining the dimension and shape of the heat generating body in a comparative example. 実施例1と比較例の加熱ヒータ温度推移を表す図。The figure showing the heater heater temperature transition of Example 1 and a comparative example. 実施例1と比較例でプリントした画像を表す図。The figure showing the image printed by Example 1 and a comparative example. 実施例2における発熱体の寸法及び形状を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating dimensions and shapes of a heating element in Example 2. 実施例2における加熱ヒータを説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a heater in Embodiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

10 定着フィルム
11 加圧ローラ
12 ヒータ
30 セラミック基板
31 発熱体
31a 絞り無し領域
33 サーモスイッチ
37 絞り領域
38 境界領域
N 圧接ニップ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixing film 11 Pressure roller 12 Heater 30 Ceramic substrate 31 Heating element 31a No-diaphragm area 33 Thermo switch 37 Diaphragm area 38 Boundary area N Pressure nip part

Claims (8)

可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する前記発熱体の第1領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記安全素子が接触しない領域に対応する前記発熱体の第2領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
前記発熱体のうち、前記第1領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第2領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをa、前記境界領域の前記軸方向の長さをbとした場合に、
0≦a/(a+2b)<0.8
の関係を満たすことを特徴とするヒータ。
A heater that configures a nip portion together with a pressure roller via a flexible sleeve and heats the recording material on which the developer image is formed at the nip portion,
A heater body having a heating element on the substrate that generates heat when energized;
A region provided in the heater body, a region where a safety element that cuts off the power supply to the heating element at the time of overheating of the heater body contacts,
With
The resistance value per unit length of the first region of the heating element corresponding to the region where the safety element contacts in the heater body is the second region of the heating element corresponding to the region where the safety element does not contact. In the heater provided to be larger than the resistance value per unit length,
Of the heating element, the resistance per unit length in the axial direction of the pressure roller in the boundary region between the high resistance region showing the highest resistance value in the first region and the second region The value is sloped,
When the axial length of the high resistance region is a, and the axial length of the boundary region is b,
0 ≦ a / (a + 2b) <0.8
A heater characterized by satisfying the relationship.
前記境界領域の抵抗値の変化率をgとした場合に、
1%/mm≦g≦10%/mm
の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のヒータ。
When the change rate of the resistance value of the boundary region is g,
1% / mm ≦ g ≦ 10% / mm
The heater according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
可撓性スリーブを介して加圧ローラとともにニップ部を構成し、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱するヒータであって、
通電により発熱する発熱体を基板上に複数有するヒータ本体と、
前記ヒータ本体に設けられた領域であって、前記ヒータ本体の過昇温時に前記発熱体への通電を遮断する安全素子が接触する領域と、
を備え、
前記ヒータ本体のうち前記安全素子が接触する領域に対応する複数の前記発熱体の第1領域の単位長さ当りの抵抗値の和が、前記安全素子が接触しない領域に対応する複数の前記発熱体の第2領域の単位長さ当りの抵抗値の和よりも大きくなるように設けられたヒータにおいて、
複数の前記発熱体のうち少なくとも1つの発熱体は、前記第1領域の単位長さ当りの抵抗値が、前記第2領域の単位長さ当りの抵抗値よりも大きく、
複数の前記発熱体のうち、前記第1領域の抵抗値で最も高い抵抗値を示す高抵抗領域と前記第2領域との間の境界領域における、前記加圧ローラの軸方向の単位長さ当りの抵抗値の和に勾配が設けられ、
前記高抵抗領域の前記軸方向の長さをa、前記境界領域の前記軸方向の長さをbとした場合に、
a/(a+2b)<0.8
の関係を満たすことを特徴とするヒータ。
A heater that configures a nip portion together with a pressure roller via a flexible sleeve and heats the recording material on which the developer image is formed at the nip portion,
A heater body having a plurality of heating elements that generate heat when energized on the substrate;
A region provided in the heater body, a region where a safety element that cuts off the power supply to the heating element at the time of overheating of the heater body contacts,
With
The sum of the resistance values per unit length of the first region of the plurality of heating elements corresponding to the region where the safety element contacts in the heater body is the plurality of the heat generation corresponding to the region where the safety element does not contact. In the heater provided to be larger than the sum of the resistance values per unit length of the second region of the body,
At least one heating element among the plurality of heating elements has a resistance value per unit length of the first area larger than a resistance value per unit length of the second area,
Of the plurality of heating elements, per unit length in the axial direction of the pressure roller in the boundary region between the high resistance region showing the highest resistance value of the first region and the second region. A slope is provided for the sum of resistance values of
When the axial length of the high resistance region is a, and the axial length of the boundary region is b,
a / (a + 2b) <0.8
A heater characterized by satisfying the relationship.
前記境界領域における複数の前記発熱体の抵抗値の和の変化率をgとした場合に、
1%/mm≦g≦10%/mm
の関係を満たすことを特徴とする請求項3に記載のヒータ。
When the change rate of the sum of the resistance values of the plurality of heating elements in the boundary region is g,
1% / mm ≦ g ≦ 10% / mm
The heater according to claim 3, wherein the relationship is satisfied.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を構成する加圧ローラと、
を備え、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で加熱することを特徴とする像加熱装置。
The heater according to any one of claims 1 to 4,
A flexible sleeve that slides on the heater;
A pressure roller that forms a nip portion with the heater via the flexible sleeve;
With
An image heating apparatus, wherein a recording material on which a developer image is formed is heated at the nip portion.
前記安全素子のうち前記ヒータ本体に接触する第3領域の前記軸方向の長さをcとした場合、
a≦c≦(a+2b)
の関係を満たし、且つ、
前記安全素子は前記軸方向において、前記第3領域が、前記高抵抗領域を含むとともに、前記第1領域と前記境界領域とを合わせた領域の内側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項5に記載の像加熱装置。
When the axial length of the third region of the safety element that contacts the heater body is c,
a ≦ c ≦ (a + 2b)
And satisfy the relationship
The safety element is provided in the axial direction so that the third region includes the high resistance region and is located inside a region including the first region and the boundary region. The image heating apparatus according to claim 5.
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
請求項5又は6に記載の像加熱装置と、
を備え、
前記画像形成手段により記録材上に形成された現像剤像を前記像加熱装置により加熱することを特徴とする画像形成装置。
Image forming means for forming a developer image on the recording material;
An image heating apparatus according to claim 5 or 6,
With
An image forming apparatus, wherein the developer image formed on the recording material by the image forming means is heated by the image heating device.
複数の前記発熱体への通電比率を変更する電力制御手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, further comprising a power control unit that changes a ratio of energization to the plurality of heating elements.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015228042A (en) * 2015-09-02 2015-12-17 キヤノン株式会社 Image heating device
US10168648B2 (en) 2017-03-15 2019-01-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Fixing device and image forming apparatus
JP2020071373A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 キヤノン株式会社 Image heating device

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