JP2012022042A - Image heating device and endless belt for image heating device - Google Patents

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JP2012022042A JP2010157862A JP2010157862A JP2012022042A JP 2012022042 A JP2012022042 A JP 2012022042A JP 2010157862 A JP2010157862 A JP 2010157862A JP 2010157862 A JP2010157862 A JP 2010157862A JP 2012022042 A JP2012022042 A JP 2012022042A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image heating device which don't require a large-scale special device for detection of breakage and control after the breakage of a fixing film including a heat generator which generates heat by electric conduction.SOLUTION: A patterned heat generator which is formed of a series of single lines and is distributed throughout an effective heating area of the fixing film is provided in an endless film-shaped fixing member.

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される画像加熱装置および画像加熱装置用無端ベルトに関する。画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。   The present invention relates to an image heating apparatus used in an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, and an endless belt for the image heating apparatus. Examples of the image heating device include a fixing device that heats and fixes an unfixed image formed on a recording material as a fixed image, and a glossiness increasing device that increases the glossiness of an image by heating the image fixed on the recording material. Can be mentioned.

電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置においては、記録材上にトナー画像を形成し、これを定着装置で加熱、加圧して定着させることにより画像を形成する。このような定着装置として、近年、省エネルギーの観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速い定着方式として、通電により発熱する物質からなる抵抗発熱体が芯ローラとともに回転するように形成した加熱ローラが提案されている(特許文献1)。このタイプの加熱ローラは電気・熱変換効率が良く、該抵抗発熱体への通電開始後速やかに加熱ローラ表面温度を所定温度まで上昇させることができ、これにより定着装置の立ち上がり時間の短縮が可能となる。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, a toner image is formed on a recording material, and an image is formed by fixing the toner image by heating and pressurizing it with a fixing device. As such a fixing device, in recent years, from the viewpoint of energy saving, as a fixing method with high heat transfer efficiency and quick start-up of the device, a heating element formed such that a resistance heating element made of a substance that generates heat when energized rotates together with the core roller. A roller has been proposed (Patent Document 1). This type of heating roller has good electric / thermal conversion efficiency, and can quickly raise the surface temperature of the heating roller to a predetermined temperature after energization of the resistance heating element, thereby shortening the rise time of the fixing device. It becomes.

定着装置に回動可能な無端ベルトを用い、無端ベルト自体に通電により発熱する抵抗発熱体を設ける場合、例えば給紙搬送機構において発生したジャムの処理や作像ユニットの交換等の際などにおいて、無端ベルトを構成するフィルムの破断に留意する必要がある。即ち、フィルム部材に誤って傷を付けたり、或いはフィルムの基材の傷、例えばピンホール等目視による検査では発見出来なかつた傷によってフィルム部材にひび割れ、切断等、無端フィルム状部材の損傷、破損等が発生するということである。フィルムが破れた状態で定着処理を続けると、フィルム破断部の圧抜けによる定着不良や、破断部によって定着装置の他の部材を傷つけてしまうなどの問題が発生する。また、フィルム自体に発熱層を有する定着フィルムを用いた系では、破断部分以外の発熱層に電流が集中して部分的に過昇温が起こってしまう。   When using a rotatable endless belt for the fixing device and providing a resistance heating element that generates heat when energized in the endless belt itself, for example, when handling a jam that occurs in the paper feed conveyance mechanism or replacing the image forming unit, etc. It is necessary to pay attention to the breakage of the film constituting the endless belt. That is, the film member is accidentally damaged, or the film base material is damaged, for example, pinholes such as pinholes are not found by visual inspection. Etc. occur. If the fixing process is continued in a state where the film is torn, problems such as poor fixing due to pressure drop at the film breakage part and damage to other members of the fixing device due to the breakage part occur. Further, in a system using a fixing film having a heat generating layer in the film itself, current concentrates on the heat generating layer other than the fractured portion, and an excessive temperature rise occurs partially.

そこで、これらの課題を解決する方法として、フィルム破断検出手段を新たに付設して破断検知を行うことが提案されている(特許文献2)。しかしながら、フィルム破断検出手段を新たに付設して破断検知を行うため、検出可能範囲外でフィルムの破断が発生した場合は、その機能を果たすことができない。また、全ての部分で検出ができるようにすると、装置が大掛かりになりコストアップとなってしまう。また、フィルム破断の検知後にヒータ温調の停止やフィルム駆動の停止などの制御を行うため、破断から制御終了までにタイムラグがあり、その間にも好ましくない成果物を生産してしまうこととなる。   Therefore, as a method for solving these problems, it has been proposed to attach a film breakage detection means to detect breakage (Patent Document 2). However, since the film breakage detection means is newly provided to detect the breakage, the function cannot be performed when the film breaks outside the detectable range. If detection is possible in all parts, the apparatus becomes large and the cost increases. Further, since control such as stopping the heater temperature control or stopping the film drive is performed after the film break is detected, there is a time lag from the break to the end of the control, and an undesired product is produced during that time.

特開平1−177576号公報JP-A-1-177576 特開2002−021952号公報JP 2002-021952 A

本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は、無端ベルトの破断検知を特別の検知手段を用いずに行うことができ、破断後の過昇温の防止や駆動停止を行うのに都合の良い画像加熱装置および画像加熱装置用ベルトを提供することにある。   The present invention is a further improvement of the above prior art. The purpose of the image heating apparatus and image heating apparatus is that it is possible to detect breakage of an endless belt without using a special detection means, and that is convenient for preventing excessive temperature rise after break and stopping driving. It is to provide a belt for use.

上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置であって、前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる。   In order to achieve the above object, a typical configuration of an image heating apparatus according to the present invention includes an endless belt having a heating element that is flexible and rotatable and generates heat when energized, and the belt. And an opposing member that forms a nip portion, and an image heating apparatus that heats an image by sandwiching and conveying a recording material that holds an image at the nip portion, wherein the heating element is a series of single wires. Thus, the pattern is distributed over the entire effective heat generation area of the belt.

また、画像加熱装置用無端ベルトの代表的な構成は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置に用いられる前記ベルトであって、前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる。   In addition, a typical configuration of an endless belt for an image heating apparatus includes an endless belt having a heating element that is flexible and can be rotated, and generates heat when energized, and the belt and an opposite end forming a nip portion. A belt for use in an image heating apparatus that sandwiches and conveys a recording material that holds an image at the nip portion and heats the image, wherein the heating element is a series of single wires, The pattern is distributed over the entire effective heat generation area of the belt.

本発明によれば、無端ベルトの破断検知を特別の検知手段を用いることなく行うことができ、また破断と同時にヒータ温調が切れるので速やかに過昇温を防止できる。そして画像加熱部あるいは画像形成部の駆動を速やかに停止することが可能となる。   According to the present invention, the breakage of the endless belt can be detected without using a special detection means, and the heater temperature is cut off at the same time as the breakage, so that an excessive temperature rise can be prevented promptly. Then, it becomes possible to quickly stop driving the image heating unit or the image forming unit.

(A)は本発明に係わる定着装置の要素説明図、(B)は定着フィルムの発熱体を一連の単線で構成した第1の実施形態の斜視図である。(A) is element explanatory drawing of the fixing device concerning this invention, (B) is a perspective view of 1st Embodiment which comprised the heat generating body of the fixing film by a series of single wires. 本発明に係わる定着装置を搭載したカラー電子写真プリンタの概略図である。1 is a schematic view of a color electrophotographic printer equipped with a fixing device according to the present invention. 本発明に係わる定着装置の通紙動作中の概略構成断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fixing device according to the present invention during a sheet passing operation. 第1の実施形態における定着フィルムの展開図である。FIG. 3 is a development view of a fixing film in the first embodiment. 第1の実施形態の定着装置の動作を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the fixing device according to the first embodiment. 第1の実施形態における定着フィルムの温度推移を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature transition of the fixing film in 1st Embodiment. 発熱体を一連の単線で構成した第2の実施形態における定着フィルムの展開図である。It is an expanded view of the fixing film in 2nd Embodiment which comprised the heat generating body with a series of single wires. 発熱体を一連の単線で構成した第3の実施形態における定着フィルムの展開図である。It is an expanded view of the fixing film in 3rd Embodiment which comprised the heat generating body with a series of single wires. 比較例1における定着フィルムの層構成の概略図である。2 is a schematic diagram of a layer configuration of a fixing film in Comparative Example 1. FIG. 比較例1における定着フィルムの概略平面図である。2 is a schematic plan view of a fixing film in Comparative Example 1. FIG. 比較例1における定着装置の概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram of a fixing device in Comparative Example 1. FIG. 比較例1における定着装置の動作を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the fixing device in Comparative Example 1. 比較例1における定着フィルムの温度推移を示すグラフである。6 is a graph showing a temperature transition of a fixing film in Comparative Example 1.

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図2は本発明に係る画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの記録材搬送方向に沿った概略構成を示す断面図である。本実施形態のプリンタ1は制御回路部(制御基板:CPU)100と通信可能に接続した外部ホスト装置200からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材P上にフルカラー画像を形成して出力することができる。外部ホスト装置200はコンピュータ、イメージリーダー、ファクシミリ等である。制御回路部100は外部ホスト装置200と信号の授受をする。また、プリンタ側の各種の作像機器と信号の授受をして作像シーケンス制御を司る。記録材Pは、普通紙、樹脂製シート状物、厚紙、OHPシート(オーバーヘッドプロジェクター用シート)、封筒、はがき、ラベルなどがある。
<< First Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration along the recording material conveyance direction of a color electrophotographic printer which is an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus according to the present invention is mounted as a fixing device. The printer 1 according to the present embodiment forms an image on the recording material P by performing an image forming operation in accordance with input image information from an external host device 200 that is communicably connected to a control circuit unit (control board: CPU) 100. Can be output. The external host device 200 is a computer, an image reader, a facsimile, or the like. The control circuit unit 100 exchanges signals with the external host device 200. It also controls image forming sequence by exchanging signals with various image forming devices on the printer side. The recording material P includes plain paper, resin sheet, cardboard, OHP sheet (overhead projector sheet), envelope, postcard, label, and the like.

プリンタ内には図面上左側から右側にかけて、第1乃至第4の4つの画像形成部Y・M・C・Bkが水平方向に並べられて配設されている(インライン構成、タンデム型)。各画像形成部はいずれもレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、現像器に収容させた現像剤(トナー)の色が異なるだけで、互いに同様な構成である。即ち、各画像形成部Y・M・C・Bkは、それぞれ、矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動されるドラム型の電子写真感光体(像担持体:以下、ドラムと記す)2を有する。また、各ドラム2の周囲には、ドラム2に作用するプロセス手段としての、一次帯電器3、レーザスキャナ4、現像器5、一次転写ブレード6、クリーナ7が配置されている。   In the printer, first to fourth image forming portions Y, M, C, and Bk are arranged in a horizontal direction from the left side to the right side in the drawing (in-line configuration, tandem type). Each of the image forming units is a laser exposure type electrophotographic process mechanism, and has the same configuration except that the color of the developer (toner) contained in the developing device is different. That is, each of the image forming units Y, M, C, and Bk is a drum type electrophotographic photosensitive member (image carrier: hereinafter referred to as a drum) 2 that is driven to rotate at a predetermined speed in the counterclockwise direction indicated by an arrow. Have Around each drum 2, a primary charger 3, a laser scanner 4, a developing device 5, a primary transfer blade 6, and a cleaner 7 are disposed as process means acting on the drum 2.

画像形成部Y・M・C・Bkの下側には中間転写ベルトユニット8が配設されている。該ユニット8は、無端状でフレキシブルな中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)9と、このベルト9を懸回張設している駆動ローラ10・テンションローラ11・二次転写対向ローラ12を有する。各画像形成部Y・M・C・Bkの一次転写ブレード6はベルト9の内側に配設されていて、ベルト9のテンションローラ11と駆動ローラ10との間の上行側ベルト部分を介して対応するドラム2の下面に圧接している。各ドラム2とベルト9との当接部が一次転写部である。二次転写対向ローラ12にはベルト9を介して二次転写ローラ13が圧接している。ベルト9と二次転写ローラ13との当接部が二次転写部である。ベルト9は駆動ローラ10により矢印の時計方向にドラム2の回転速度に対応した速度にて循環移動される。   An intermediate transfer belt unit 8 is disposed below the image forming portions Y, M, C, and Bk. The unit 8 includes an endless and flexible intermediate transfer belt (hereinafter referred to as a belt) 9, a driving roller 10, a tension roller 11, and a secondary transfer counter roller 12 that suspends the belt 9. . The primary transfer blades 6 of the respective image forming portions Y, M, C, and Bk are arranged inside the belt 9 and correspond to each other via an ascending belt portion between the tension roller 11 and the driving roller 10 of the belt 9. The drum 2 is pressed against the lower surface of the drum 2. A contact portion between each drum 2 and the belt 9 is a primary transfer portion. A secondary transfer roller 13 is in pressure contact with the secondary transfer counter roller 12 via a belt 9. A contact portion between the belt 9 and the secondary transfer roller 13 is a secondary transfer portion. The belt 9 is circulated and moved by the driving roller 10 in a clockwise direction indicated by an arrow at a speed corresponding to the rotational speed of the drum 2.

本実施形態において、第1の画像形成部Yは現像器5にイエロー(Y)色の現像剤が収容されていて、ドラム2にY色トナー像を形成する。第2の画像形成部Mは現像器5にマゼンタ(M)色の現像剤が収容されていて、ドラム2にM色トナー像を形成する。第3の画像形成部Cは現像器5にシアン(C)色の現像剤が収容されていて、ドラム2にC色トナー像を形成する。第4の画像形成部Bkは現像器5にブラック(Bk)色の現像剤が収容されていて、ドラム2にBk色トナー像を形成する。   In the present embodiment, the first image forming unit Y contains a yellow (Y) developer in the developing device 5 and forms a Y color toner image on the drum 2. The second image forming unit M stores a magenta (M) developer in the developing unit 5 and forms an M toner image on the drum 2. In the third image forming unit C, cyan (C) developer is accommodated in the developing device 5, and a C color toner image is formed on the drum 2. The fourth image forming unit Bk contains a black (Bk) developer in the developing unit 5 and forms a Bk color toner image on the drum 2.

制御回路部100は外部ホスト装置200から入力したカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部Y・M・C・Bkを作像動作させる。これにより各画像形成部Y・M・C・Bkにおいて回転するドラム2の面に対して所定の制御タイミングで、それぞれ、Y色、M色、C色、Bk色の色トナー像が形成される。なお、ドラム2にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。   The control circuit unit 100 causes each of the image forming units Y, M, C, and Bk to perform an image forming operation based on the color separation image signal input from the external host device 200. As a result, Y, M, C, and Bk color toner images are formed on the surface of the drum 2 that rotates in each of the image forming units Y, M, C, and Bk at predetermined control timings. . The electrophotographic image forming principle and process for forming a toner image on the drum 2 are well-known and will not be described.

各画像形成部Y・M・C・Bkのドラム2の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム2の回転方向と順方向に、かつ各ドラム2の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト9の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト9の面に上記のY色、M色、C色、Bk色の4つのトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。   The toner images formed on the surfaces of the drums 2 of the image forming units Y, M, C, and Bk are respectively transferred to the primary transfer unit in the rotation direction and the forward direction of the drums 2 and the rotation speed of the drums 2. Are sequentially superimposed and transferred onto the outer surface of the belt 9 which is rotationally driven at a speed corresponding to the above. As a result, an unfixed full-color toner image is synthesized and formed on the surface of the belt 9 by superimposing the four toner images of the Y, M, C, and Bk colors.

一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材(以下、シートと記す)Pを積載収容させた上下複数段のカセット給紙部14A・14Bのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ15が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収納されているシートPが1枚分離給紙されて搬送路16を通ってレジストローラ18に搬送される。手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ19が駆動される。これにより、マルチ給紙トレイ20に積載セットされているシートPが1枚分離給紙されて搬送路16を通ってレジストローラ18に搬送される。レジストローラ対18は、シートPを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対18は、ベルト9上のトナー像と同期を取って、シートPをベルト9と二次転写ローラ13との圧接部である二次転写部に送り込む。これにより、二次転写部において、ベルト9上のフルカラーの合成トナー像が一括してシートPの面に二次転写される。   On the other hand, at a predetermined paper feed timing, each of the selected levels of the upper and lower cassette paper feed units 14A and 14B in which recording materials P (hereinafter referred to as sheets) P of various sizes are stacked and accommodated. The paper feed roller 15 of the paper feed cassette is driven. As a result, the sheets P stacked and stored in the paper feed cassette at that level are separated and fed one by one and conveyed to the registration roller 18 through the conveyance path 16. When manual sheet feeding is selected, the sheet feeding roller 19 is driven. As a result, the sheets P stacked and set on the multi-feed tray 20 are separated and fed one by one and conveyed to the registration roller 18 through the conveyance path 16. The registration roller pair 18 receives the sheet P once and corrects it straight when the sheet is skewed. Then, the registration roller pair 18 sends the sheet P to a secondary transfer portion that is a pressure contact portion between the belt 9 and the secondary transfer roller 13 in synchronization with the toner image on the belt 9. As a result, the full-color composite toner image on the belt 9 is secondarily transferred onto the surface of the sheet P at the secondary transfer portion.

二次転写部を出たシートPはベルト9の面から分離されて、定着装置21に導入される。この定着装置21により、シートP上の複数色のトナー像が溶融混色されてシート面に固着像として定着される。   The sheet P exiting the secondary transfer portion is separated from the surface of the belt 9 and introduced into the fixing device 21. The fixing device 21 melts and mixes toner images of a plurality of colors on the sheet P and fixes them as fixed images on the sheet surface.

二次転写部にてシート分離後のベルト8の面はベルトクリーナ22により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。   The surface of the belt 8 after separation of the sheet at the secondary transfer portion is cleaned by removing residual deposits such as secondary transfer residual toner by the belt cleaner 22 and repeatedly used for image formation.

モノクロプリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第4の画像形成部Bkのみが作像動作制御される。   In the monochrome print mode, only the fourth image forming unit Bk that forms a black toner image is controlled in image forming operation.

片面プリントモードの場合において、定着装置21を出たシートPは、予めの指定に従って切り換えフラッパ23により進路切り換えされて、プリンタ側面に配置されているフェイスアップ排紙トレイ25に排出される。あるいは、プリンタ上面に配置されているフェイスダウン排紙トレイ28に排出される。トレイ25への排紙の場合は、定着装置21を出たシートPは第1の姿勢に転換されているフラッパ23の下面側を通って直進し、第1の排紙ローラ24によりトレイ25上に画像面上向きで排出される。トレイ28への排紙の場合は、定着装置21を出たシートPは第2の姿勢に転換されているフラッパ23の上面側を通って上方に案内され、搬送路26により上方搬送される。そして、第2の排紙ローラ27によりトレイ28上に画像面下向きで排出される。   In the case of the single-sided printing mode, the sheet P that has exited the fixing device 21 is switched by the switching flapper 23 in accordance with a pre-designation, and is discharged to the face-up discharge tray 25 disposed on the side of the printer. Alternatively, the paper is discharged to a face-down paper discharge tray 28 disposed on the upper surface of the printer. In the case of paper discharge to the tray 25, the sheet P that has exited the fixing device 21 travels straight through the lower surface side of the flapper 23 that has been converted to the first posture, and the first paper discharge roller 24 causes the sheet P to move onto the tray 25. The image is discharged upward. In the case of paper discharge to the tray 28, the sheet P that has exited the fixing device 21 is guided upward through the upper surface side of the flapper 23 that has been changed to the second posture, and is transported upward by the transport path 26. Then, the second paper discharge roller 27 discharges the image onto the tray 28 downward.

両面プリントモードの場合は、定着装置21を出た第1面に対する画像形成・定着済みのシートPが、第2の姿勢に転換されているフラッパ23の上面側を通って上方に案内され、搬送路26により上方搬送される。そのシートPの搬送途中で後端が反転ポイントRに達したとき、搬送路26が逆搬送駆動に転換される。これにより、シートPがスイッチバック搬送されて両面搬送路29に入る。そして、両面搬送路29から再び搬送路16に入って、表裏反転された状態にて二次転写部に再搬送される。これにより、シートPは第2面に対する画像転写を受ける。二次転写部を出たシートPは定着装置21に導入される。定着装置21を出た両面プリント済みのシートPが、片面プリントモードの場合と同様に予めの指定に従って切り換えフラッパ23により進路切り換えされてトレイ25又はトレイ28に排出される。フラッパ23、スイッチバック搬送路26等で構成される部分は反転手段の一例である。   In the double-sided printing mode, the sheet P having undergone image formation and fixing on the first surface exiting the fixing device 21 is guided upward through the upper surface side of the flapper 23 that has been converted to the second posture. It is conveyed upward by the path 26. When the trailing edge reaches the reversal point R during the conveyance of the sheet P, the conveyance path 26 is switched to the reverse conveyance drive. As a result, the sheet P is switched back and enters the double-sided conveyance path 29. Then, it enters the conveyance path 16 again from the double-sided conveyance path 29 and is re-conveyed to the secondary transfer unit in a state where the front and back sides are reversed. As a result, the sheet P receives image transfer on the second surface. The sheet P that has exited the secondary transfer portion is introduced into the fixing device 21. The double-side printed sheet P exiting the fixing device 21 is routed by the switching flapper 23 according to a pre-designation and discharged to the tray 25 or 28 as in the single-sided printing mode. The portion constituted by the flapper 23, the switchback transport path 26, etc. is an example of the reversing means.

(定着装置)
次に、図3を用い定着装置21について説明する。定着装置21は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する画像加熱装置用無端ベルトである定着フィルム41の他に、支持ステー42、加圧部材43、加圧ローラ44、サーミスタ45を有する。支持ステー42は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施形態においてはSUS304を用いている。
(Fixing device)
Next, the fixing device 21 will be described with reference to FIG. In addition to the fixing film 41 which is an endless belt for an image heating apparatus having a heating element that is flexible and rotatable and generates heat when energized, the fixing apparatus 21 includes a support stay 42, a pressure member 43, A pressure roller 44 and a thermistor 45 are provided. The support stay 42 is desirably made of a material that is not easily bent even when a high pressure is applied. In this embodiment, SUS304 is used.

加圧部材43は省エネルギーの観点から支持ステー42への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーカーボネート等の耐熱性樹脂が用いられる。加圧部材43は、定着フィルム41を介して加圧ローラ44の上面に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅の定着ニップNが形成される。本実施形態に於ける加圧力は一端側が156.8N、総加圧力が313.6N(32kgf)である。   The pressurizing member 43 is preferably made of a material with little heat conduction to the support stay 42 from the viewpoint of energy saving, and for example, heat resistant glass or heat resistant resin such as polycarbonate is used. The pressure member 43 is pressed against the upper surface of the pressure roller 44 through the fixing film 41 with a predetermined pressing force, and a fixing nip N having a predetermined width is formed. The applied pressure in this embodiment is 156.8N at one end and the total applied pressure is 313.6N (32 kgf).

これら支持ステー42、および加圧部材43には、定着フィルム41の熱が伝熱するのを防止するためのシート状の断熱部材46が付設されている。断熱部材46は多孔質のシリコンスポンジからなり、厚さは500μmである。定着フィルム41内面にはグリースが塗布され、断熱部材46と定着フィルム41内面との摩擦力を低減し、定着フィルム41の内面の磨耗を低減する。   The support stay 42 and the pressure member 43 are provided with a sheet-like heat insulating member 46 for preventing the heat of the fixing film 41 from being transferred. The heat insulating member 46 is made of a porous silicon sponge and has a thickness of 500 μm. Grease is applied to the inner surface of the fixing film 41 to reduce the frictional force between the heat insulating member 46 and the inner surface of the fixing film 41 and reduce the wear on the inner surface of the fixing film 41.

定着フィルム41とニップ部を形成する対向部材としての加圧ローラ44は、ステンレス製の芯金上に、厚み約3mmのシリコーンゴム層、さらに厚み約40μmのPFA樹脂チューブが順に積層された多層構造とされている。この加圧ローラ44の芯金の両端部が不図示の装置フレームの奥側と手前側の側板間に回転可能に軸受保持されている。   The pressure roller 44 as an opposing member that forms a nip portion with the fixing film 41 has a multilayer structure in which a silicone rubber layer having a thickness of about 3 mm and a PFA resin tube having a thickness of about 40 μm are sequentially laminated on a stainless steel core. It is said that. Both end portions of the metal core of the pressure roller 44 are rotatably supported by bearings between side plates on the back side and the near side of the apparatus frame (not shown).

サーミスタ45は、定着フィルム41の内面に弾性的に接触するように設置され、定着フィルム41内面の温度を検知する機能を担っている。具体的には、図示しないステンレス製のアームの先端にサーミスタが取り付けられており、アームが弾性揺動することにより、定着フィルム41の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ45が常に定着フィルム41の内面に接する状態を保っている。   The thermistor 45 is installed so as to elastically contact the inner surface of the fixing film 41, and has a function of detecting the temperature of the inner surface of the fixing film 41. Specifically, a thermistor is attached to the tip of a stainless steel arm (not shown), and the thermistor 45 is always fixed even when the movement of the fixing film 41 becomes unstable due to elastic swinging of the arm. The state in contact with the inner surface of the film 41 is maintained.

サーミスタ45は不図示のA/Dコンバータを介して制御手段としての制御回路部(CPU)に接続される。この制御回路部はサーミスタ45からの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報を定着フィルム41の発熱体への通電制御に反映させる。つまり、制御回路部は、サーミスタ45の出力をもとに、発熱体への通電制御内容を決定し、定着フィルム41の発熱体へ供給する通電を制御する。尚、本実施形態の定着装置での上記制御は、記録材にトナー像を定着するための温度を鑑みて、サーミスタ45の検知温度が160℃で一定となるように制御する。   The thermistor 45 is connected to a control circuit unit (CPU) as control means via an A / D converter (not shown). This control circuit section samples the output from the thermistor 45 at a predetermined cycle, and reflects the obtained temperature information in the energization control to the heating element of the fixing film 41. That is, the control circuit unit determines the energization control content to the heating element based on the output of the thermistor 45 and controls the energization supplied to the heating element of the fixing film 41. Note that the above control in the fixing device of the present embodiment is controlled so that the temperature detected by the thermistor 45 is constant at 160 ° C. in consideration of the temperature for fixing the toner image on the recording material.

加圧ローラ44は矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。これと圧接された関係にある定着フィルム41は加圧ローラ44によって従動し所定の速度で回転する。加圧ローラ44が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム41が従動回転した後、定着フィルム41の発熱体に通電が行われる。そして、定着フィルム41の温度が設定温度に立ち上がり温調された状態のとき、定着ニップ部Nに未定着トナー像を担持したシートPが導入される。   The pressure roller 44 is rotationally driven in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed. The fixing film 41 in pressure contact with the pressure roller 44 is driven by the pressure roller 44 and rotates at a predetermined speed. The pressure roller 44 is driven to rotate, and the cylindrical fixing film 41 is driven to rotate. Then, the heating element of the fixing film 41 is energized. Then, when the temperature of the fixing film 41 rises to the set temperature and is adjusted in temperature, the sheet P carrying an unfixed toner image is introduced into the fixing nip portion N.

そして、定着ニップ部Nにおいて、画像を但持したシート(記録材)を挟持搬送して画像を加熱する。これにより、シートPのトナー像担持面側が定着フィルム41の外面に密着し、シートPが定着フィルム41と共に移動し、それと共に定着フィルム41の発熱体からの熱がシートPへ付与され、未定着トナー像Tが溶融定着される。   In the fixing nip portion N, a sheet (recording material) holding the image is nipped and conveyed to heat the image. As a result, the toner image carrying surface side of the sheet P is brought into close contact with the outer surface of the fixing film 41, and the sheet P moves together with the fixing film 41. At the same time, heat from the heating element of the fixing film 41 is applied to the sheet P. The toner image T is melted and fixed.

(定着フィルムの層構成および発熱層の製造方法)
定着フィルム41は円筒状で無端状のフィルム部材であり、図1(A)に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層41a、発熱層41b、弾性層41c、離型層41dの4層複合構造を有している。基層41a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、厚さとして100μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下の耐熱性材料を使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、PEEK、PTFE、PFA、FEP等の樹脂フィルム、更にはSUS、ニッケルなどの金属フィルムを使用できる。本実施形態では、厚さが30μm、直径が25mmの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。尚、基層41aとして導電性を有する材料を用いる場合は、基層41aと発熱層41bとの間にポリイミドなどの絶縁層を設ける必要がある。弾性層41cは、ゴム硬度10度(JIS−A)、熱伝導率1.3W/m・K、厚さ300μmのシリコーンゴムを用いた。
(Layer structure of fixing film and method for producing heat generation layer)
The fixing film 41 is a cylindrical and endless film member. As shown in FIG. 1A, the base layer 41a, the heat generating layer 41b, the elastic layer 41c, and the release layer 41d are sequentially formed from the inner surface side to the outer surface side. It has a four-layer composite structure. The base layer 41a can be made of a heat-resistant material having a thickness of 100 μm or less, preferably 20 μm or more and 50 μm or less in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property. For example, resin films such as polyimide, polyimide amide, PEEK, PTFE, PFA, and FEP, and metal films such as SUS and nickel can be used. In this embodiment, a cylindrical polyimide film having a thickness of 30 μm and a diameter of 25 mm was used. In addition, when using the material which has electroconductivity as the base layer 41a, it is necessary to provide insulating layers, such as a polyimide, between the base layer 41a and the heat generating layer 41b. As the elastic layer 41c, a silicone rubber having a rubber hardness of 10 degrees (JIS-A), a thermal conductivity of 1.3 W / m · K, and a thickness of 300 μm was used.

離型層41dは厚さ20μmのPFAチューブを用いた。離型層としてはPFAコートを用いても良く、必要な厚さ、機械的及び電気的強度に応じてPFAチューブとPFAコートを使い分けることが出来る。また、離型層41dはシリコーン樹脂から成る接着剤により弾性層41cと接着されている。   The release layer 41d was a PFA tube having a thickness of 20 μm. A PFA coat may be used as the release layer, and the PFA tube and the PFA coat can be used properly according to the required thickness, mechanical and electrical strength. The release layer 41d is bonded to the elastic layer 41c with an adhesive made of silicone resin.

発熱層41bは銀・パラジウム合金を含んだ導電体を均一な厚さで基層41a上に塗布した一連の抵抗発熱体による発熱パターンを備える。発熱層41bに形成される一連の単線から成る発熱体の発熱パターンを具体的に形成するための塗布は、例えば以下のように行う。即ち、図1(B)に示す円筒状体を上下方向(重力方向)に設置し円筒状体を一定の移動速度で回転しながら上下方向に変位可能とし、この円筒状体の側方に塗布装置としての固定したノズルを非接触状態であるいは接触させて対向させる。そして、固定したノズルから銀・パラジウム合金を含んだ導電体を吐出させ、定着フィルムの基層41a上に移動速度に応じた一定厚さの発熱パターンを形成させる。この一連の発熱パターンの厚さは5μm乃至20μmが好ましい。発熱層41bに関し、発熱パターン部に隣接する空間が空き状態であると発熱層41bの層厚むらが生ずるため、絶縁体が発熱パターン部に隣接する空間を埋めるように更に絶縁体塗布を行うことがより好ましい。   The heat generating layer 41b has a heat generating pattern by a series of resistance heat generating elements in which a conductor containing silver / palladium alloy is applied on the base layer 41a with a uniform thickness. The coating for specifically forming the heating pattern of the heating element composed of a series of single wires formed on the heating layer 41b is performed as follows, for example. That is, the cylindrical body shown in FIG. 1B is installed in the vertical direction (gravity direction) so that the cylindrical body can be displaced in the vertical direction while rotating at a constant moving speed, and applied to the side of the cylindrical body. A fixed nozzle as a device is opposed in a non-contact state or in contact. Then, a conductor containing silver / palladium alloy is discharged from the fixed nozzle, and a heat generation pattern having a constant thickness corresponding to the moving speed is formed on the base layer 41a of the fixing film. The thickness of this series of heat generation patterns is preferably 5 μm to 20 μm. Regarding the heat generating layer 41b, if the space adjacent to the heat generating pattern portion is in an empty state, the layer thickness unevenness of the heat generating layer 41b occurs. Therefore, the insulator is further coated so as to fill the space adjacent to the heat generating pattern portion. Is more preferable.

このように発熱層41bが形成される定着フィルム41の加熱領域における総抵抗値は10.0Ωである。従って、100V印加時における定着フィルム41の加熱領域の電力は1000Wである。尚、この抵抗値は定着装置として必要な発熱量によって適宜決定すればよい。   Thus, the total resistance value in the heating region of the fixing film 41 on which the heat generating layer 41b is formed is 10.0Ω. Therefore, the power in the heating region of the fixing film 41 when 100 V is applied is 1000 W. The resistance value may be determined as appropriate depending on the amount of heat generated as a fixing device.

(有効発熱領域など定着装置の長手方向サイズ)
図1(A)は定着装置40の長手方向の関係を説明する図である。基層41aの長さは326mm、弾性層41cおよび離型層41dの長さは316mm、加圧ローラ44のシリコーンゴム層の長さは312mmであり、それぞれ、記録材の中央が通過する基準に対して対称である。発熱層41bは、図1(B)および図4に示されるような形状を持つ。図1(B)は、本実施形態で用いた定着フィルム41の概略図であり、図4はその展開図である。なお、この概略図および展開図では、離型層41dと弾性層41cを省略し、発熱層41bのパターンが見えるように描いている。
(Longitudinal size of fixing device such as effective heat generation area)
FIG. 1A is a view for explaining the longitudinal relationship of the fixing device 40. The length of the base layer 41a is 326 mm, the length of the elastic layer 41c and the release layer 41d is 316 mm, and the length of the silicone rubber layer of the pressure roller 44 is 312 mm. Are symmetrical. The heat generating layer 41b has a shape as shown in FIG. 1 (B) and FIG. FIG. 1B is a schematic view of the fixing film 41 used in this embodiment, and FIG. 4 is a development view thereof. In the schematic view and the developed view, the release layer 41d and the elastic layer 41c are omitted, and the pattern of the heat generating layer 41b is shown.

発熱層41bは、長手方向326mm全域に亘って基層41a上に形成されており、その発熱パターンは1本のライン形状(一連の単線)で構成され、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うスパイラル状になっている。この発熱パターンは750mmの長さを有している。また、発熱層41bの両端部では、発熱層41bと給電層41eが、それぞれ左右両端の一箇所ずつで接触し、これにより、発熱層41bへの通電が行われる。本実施形態における、スパイラル状の発熱層のライン幅は5mm、隣接しているライン同士の間隔は0.5mmとした。   The heat generating layer 41b is formed on the base layer 41a over the entire region of 326 mm in the longitudinal direction, and the heat generating pattern is formed by one line shape (a series of single lines), and the line-shaped energized portion is the fixing region of the fixing film. It is in a spiral shape that covers the entire surface layer. This heat generation pattern has a length of 750 mm. Further, at both ends of the heat generating layer 41b, the heat generating layer 41b and the power feeding layer 41e are in contact with each other at both left and right ends, thereby energizing the heat generating layer 41b. In this embodiment, the line width of the spiral heat generating layer is 5 mm, and the interval between adjacent lines is 0.5 mm.

発熱層41bは、長手方向において画像加熱が必要な領域である有効発熱領域41baと非加熱領域である給電層41eの領域とに分かれる。発熱しても発熱程度が小さく抑えられている電極部41eの領域は有効発熱領域に含まれない。   The heat generating layer 41b is divided into an effective heat generating region 41ba that is a region that requires image heating in the longitudinal direction and a region of the power feeding layer 41e that is a non-heated region. The region of the electrode part 41e in which the extent of heat generation is suppressed even if heat is generated is not included in the effective heat generation region.

有効発熱領域41baの長さ(図4のWに相当)は307mmであり、本実施形態の画像形成装置における長手方向のシート(記録材)の最大長さ297mmに対して片側で5mm長い。これは、有効発熱領域41baから外側への伝熱により、記録材端部と対向する部分の定着フィルム41の温度が中央部よりも低下することに起因する、シート端部のコールドオフセットを防止するためである。   The effective heat generation area 41ba has a length (corresponding to W in FIG. 4) of 307 mm, which is 5 mm longer on one side than the maximum length 297 mm of the longitudinal sheet (recording material) in the image forming apparatus of this embodiment. This prevents a cold offset at the end of the sheet due to the temperature of the fixing film 41 at the portion facing the recording material end being lower than that at the center due to heat transfer from the effective heat generation area 41ba to the outside. Because.

(給電層と給電部材)
図1(B)で、発熱層41bに形成される一連の単線から成る発熱体の一端は定着フィルム41の長手方向の一端側にあって定着フィルム41と共に回動するリング状の第1給電層41e(左側)と電気的に接続する。また、前記発熱体の他端は定着フィルム41の長手方向の他端側にあって定着フィルム41と共に回動するリング状の第2給電層41e(右側)と電気的に接続する。
(Feeding layer and feeding member)
In FIG. 1B, one end of a heating element composed of a series of single wires formed on the heating layer 41b is on one end side in the longitudinal direction of the fixing film 41 and rotates with the fixing film 41. It is electrically connected to 41e (left side). The other end of the heating element is electrically connected to the ring-shaped second power supply layer 41e (on the right side) which is on the other end side in the longitudinal direction of the fixing film 41 and rotates together with the fixing film 41.

ここで、長手方向の左右端部に設けられる回動する給電層41eに固定された給電部材51が当接する。給電部材51の対の周方向位置については、図1(A)において定着ニップ部の位置とするが、本発明はこれに限らず任意の周方向位置とすることができる。   Here, the power supply member 51 fixed to the rotating power supply layer 41e provided at the left and right ends in the longitudinal direction comes into contact. The circumferential position of the pair of power supply members 51 is the position of the fixing nip portion in FIG. 1A, but the present invention is not limited to this and can be any circumferential position.

給電部材51から有効発熱領域41baへの通電を行うための非加熱領域である給電層41eは導電材料を30μm程度の厚さで均一に基層41a上に塗布したリング状の抵抗体である。給電層41eの総抵抗値は0.1Ω程度と有効発熱領域41baの1%程度である。従って、有効発熱領域41baに対する非加熱領域である給電層41eに於ける発熱量が1%程度であるので、シートが通過しない非加熱領域である給電層41eでの過度な温度上昇は発生せず、定着フィルム41の離型層41dの剥がれが発生することは無い。   The power supply layer 41e, which is a non-heated region for energizing the effective heat generation region 41ba from the power supply member 51, is a ring-shaped resistor in which a conductive material is uniformly applied on the base layer 41a with a thickness of about 30 μm. The total resistance value of the power feeding layer 41e is about 0.1Ω, which is about 1% of the effective heat generation area 41ba. Therefore, the amount of heat generated in the power supply layer 41e, which is a non-heated area with respect to the effective heat generation area 41ba, is about 1%, so that an excessive temperature rise does not occur in the power supply layer 41e, which is a non-heated area through which the sheet does not pass. Further, the release layer 41d of the fixing film 41 does not peel off.

給電部材51は導電性のカーボン製給電部材51aが導電性の板ばね51bにより定着フィルム41に押圧されるので、定着装置の駆動中においても発熱層41bと給電部材51は電気的な接続が保たれ、発熱体41bは電気的に電源に安定的に接続されている。   In the power supply member 51, since the conductive carbon power supply member 51a is pressed against the fixing film 41 by the conductive leaf spring 51b, the heat generation layer 41b and the power supply member 51 are kept electrically connected even while the fixing device is driven. The heating element 41b is electrically and stably connected to the power source.

(比較例の構成と動作)
本実施形態の定着装置に対し比較例として、図9および図10に示されるような定着フィルム91を用いた。図9に示されるように、定着フィルム91の層構成は、本実施形態で用いた定着フィルム41と同様に、内面側から外面側へ順に、基層91a、発熱層91b、弾性層91c、離型層91dの4層複合構造を有している。
(Configuration and operation of comparative example)
As a comparative example for the fixing device of this embodiment, a fixing film 91 as shown in FIGS. 9 and 10 was used. As shown in FIG. 9, the layer structure of the fixing film 91 is similar to the fixing film 41 used in this embodiment, in order from the inner surface side to the outer surface side, a base layer 91a, a heat generating layer 91b, an elastic layer 91c, a release layer. The layer 91d has a four-layer composite structure.

また、図10に示されるように、定着フィルム91の定着領域全体に亘って、発熱層を持つ構成となっている。なお、図10は、定着フィルム91の弾性層91c、および離型層91dを省略した概略図である。発熱層91bは30μm程度の厚さとなっている。また、発熱層91bの両端部では、発熱層91bと給電層41eが接触しており、給電層41eを介して給電部材51から発熱層91bへ通電している。   Further, as shown in FIG. 10, the heat generating layer is provided over the entire fixing region of the fixing film 91. FIG. 10 is a schematic view in which the elastic layer 91c and the release layer 91d of the fixing film 91 are omitted. The heat generating layer 91b has a thickness of about 30 μm. Further, at both ends of the heat generation layer 91b, the heat generation layer 91b and the power supply layer 41e are in contact, and electricity is supplied from the power supply member 51 to the heat generation layer 91b via the power supply layer 41e.

図11は、定着フィルム91を用いた定着装置90(以下、比較例1)を示した概略図である。比較例1では、定着フィルム91の内面から1mm離間した位置に付設されるゴムブレードと、ゴムブレードの微小振動による弾性波振動を検知する検知フラグ92と、その検知情報に基づいてフィルムの破断を判定する破断検知手段93を備える。そして、破断検知手段93の検知情報に基づいて給電部からの給電を制御する制御手段94を有している。検知フラグ92のゴムブレードは、長手全域に亘って破断が検知できるような構成となっており、定着フィルム91から離間した位置に設置されている。これは、定着フィルム91に常時接していると、フィルム内面の削れにより耐久性が劣化することや、定着フィルムに当接する部材が増えることによって熱容量が増加し、目標温度までの立ち上がり時間が増大してしまうためである。また、比較例1の給電機構は図1(A)に示される通りであり、本実施形態と同様の給電機構である。   FIG. 11 is a schematic view showing a fixing device 90 (hereinafter referred to as Comparative Example 1) using the fixing film 91. In Comparative Example 1, a rubber blade attached at a position 1 mm away from the inner surface of the fixing film 91, a detection flag 92 that detects elastic wave vibration due to minute vibration of the rubber blade, and the film is broken based on the detection information. A breakage detecting means 93 for determining is provided. And it has the control means 94 which controls the electric power feeding from an electric power feeding part based on the detection information of the fracture | rupture detection means 93. FIG. The rubber blade of the detection flag 92 is configured to detect breakage over the entire length, and is installed at a position separated from the fixing film 91. This is because if the film is always in contact with the fixing film 91, the heat capacity increases due to the deterioration of the durability caused by scraping of the inner surface of the film or the number of members that contact the fixing film, and the rise time to the target temperature increases. It is because it ends up. The power supply mechanism of Comparative Example 1 is as shown in FIG. 1A and is the same power supply mechanism as that of the present embodiment.

この比較例1の定着装置90を用いた画像形成装置の動作について説明する。図12は、定着装置90の動作について示したフロー図である。まず、プリント動作が開始すると、加圧ローラ44からの駆動を受けて定着フィルム91が回転し(1)、ヒータ即ち定着フィルム91の発熱層91bに100Vの交流電圧を通電し(2)、定着フィルム91の温度が上昇して定着処理がスタートする。そして、定着フィルムの振動状態を検知フラグ92によって検知を行い(3)、フィルムの破断判定を行う(4)。定着フィルム91が破断した際には、破断によって形成された亀裂部分が検知フラグ92のゴムブレードに接触して弾性波振動が発生するため、その振動情報をから破断検知手段93がフィルム破断を判定する。   The operation of the image forming apparatus using the fixing device 90 of Comparative Example 1 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the fixing device 90. First, when the printing operation is started, the fixing film 91 is rotated by receiving the drive from the pressure roller 44 (1), and an AC voltage of 100 V is applied to the heater, that is, the heat generating layer 91b of the fixing film 91 (2) to fix. The temperature of the film 91 rises and the fixing process starts. Then, the vibration state of the fixing film is detected by the detection flag 92 (3), and the film is judged to be broken (4). When the fixing film 91 is ruptured, the crack portion formed by the rupture comes into contact with the rubber blade of the detection flag 92 to generate elastic wave vibration. Therefore, the rupture detection means 93 determines the film rupture from the vibration information. To do.

検知フラグ92によってフィルム破断と判定された際には、CPU96によって、通電制御手段94への通電が停止され(5a)、不図示の定着フィルム駆動手段へ駆動停止の処置(6)がとられ、動作が終了する(7)。   When it is determined by the detection flag 92 that the film is broken, the CPU 96 stops the energization to the energization control means 94 (5a), and the fixing film driving means (not shown) is stopped (6). The operation ends (7).

また、検知フラグ92によってフィルムが破断していないと判定された際には、プリントが継続され(5b)、動作が終了する(7)。   If it is determined by the detection flag 92 that the film is not broken, printing is continued (5b), and the operation ends (7).

図13は比較例1におけるフィルム破断時のサーミスタ45の検知温度推移を示したグラフである。比較例1では、発生する破断の方向に対して影響が大きい。例えば長手方向に発生する破断では、破断部分が面としてゴムブレードに接触して弾性波振動が大きくなることから、破断検知が容易である。そのためフィルム破断検知後に即座に通電が停止し、定着フィルムの温度が低下している。   FIG. 13 is a graph showing the detected temperature transition of the thermistor 45 when the film is broken in Comparative Example 1. In Comparative Example 1, there is a great influence on the direction of breakage that occurs. For example, in the case of breakage occurring in the longitudinal direction, the breakage portion makes contact with the rubber blade as a surface, and elastic wave vibration increases, so breakage detection is easy. Therefore, energization is stopped immediately after the film breakage is detected, and the temperature of the fixing film is lowered.

これに対し、長手方向に対して垂直に発生する破断では、破断部分が点としてゴムブレードに接触して弾性波振動が小さくなすることから、検知が困難となる。これらの場合は、フィルム破断発生後から時間が経過し、フィルム破断がある程度進行してからでないと破断の検出をすることができない。そのため、長手方向に対して垂直に破断が発生した場合は、破断が進行して検知が可能となるまで定着フィルムへの通電・加熱がなされ、フィルムの温度は上昇してしまう。また、長手方向に破断が発生した場合であっても、破断によって発熱層91bの抵抗が変化してしまうため、部分的な異常温度が発生している。   On the other hand, in the break that occurs perpendicularly to the longitudinal direction, the breakage portion comes into contact with the rubber blade as a point, and the elastic wave vibration becomes small, so that detection becomes difficult. In these cases, the rupture cannot be detected unless the film rupture has progressed to some extent after the film rupture has occurred. For this reason, when a break occurs perpendicular to the longitudinal direction, the fixing film is energized and heated until the break proceeds and can be detected, and the temperature of the film rises. Further, even when a break occurs in the longitudinal direction, the resistance of the heat generating layer 91b changes due to the break, and thus a partial abnormal temperature occurs.

(本実施形態装置の動作)
次に、本実施形態の定着装置21を用いた画像形成装置の動作について説明する。図5は本実施形態における定着装置21の動作について示したフロー図である。図5は、定着装置21の動作について示したフロー図である。まず、プリント動作が開始すると、加圧ローラからの駆動を受けて定着フィルム41が回転し(1)、ヒータに100Vの交流電圧を通電し(2)、定着フィルムの温度が上昇して定着処理がスタートする。そして、ヒータの通電情報から定着フィルムの破断の有無を検知し(3)、定着フィルム41が破断した際には、定着フィルムの駆動を停止し(4a)、動作が終了する(5)。即ち、定着フィルム41の発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段95(図3)により、電流信号が得られないと検知される場合に、CPU96が画像加熱のための装置駆動を停止する。また、定着フィルム41が破断していない際には、プリントが継続され(4b)、動作が終了する(5)。
(Operation of this embodiment apparatus)
Next, the operation of the image forming apparatus using the fixing device 21 of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the fixing device 21 in this embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the fixing device 21. First, when the printing operation is started, the fixing film 41 is rotated by receiving a drive from the pressure roller (1), an AC voltage of 100 V is applied to the heater (2), and the temperature of the fixing film rises to fix processing. Starts. Then, the presence or absence of breakage of the fixing film is detected from the heater energization information (3). When the fixing film 41 is broken, the driving of the fixing film is stopped (4a), and the operation is finished (5). That is, when the detection means 95 (FIG. 3) for detecting current information flowing through the heating element of the fixing film 41 detects that a current signal cannot be obtained, the CPU 96 stops driving the apparatus for image heating. When the fixing film 41 is not broken, the printing is continued (4b) and the operation is finished (5).

これにより、フィルム破断に伴って単線から成る発熱体の通電が切断されることで速やかにヒータへの通電が停止でき、通電情報によってフィルム破断を検知できるため、破断発生後に速やかにフィルム駆動の停止をすることができる。また、その際には不図示の操作表示パネルに、「定着フィルムが破断しました」と表示し、ユーザーにフィルム破断を通知する。   As a result, energization of the heating element consisting of a single wire is cut off when the film breaks, so that the heater can be quickly de-energized, and the film break can be detected based on the energization information. Can do. At that time, “fixing film is broken” is displayed on an operation display panel (not shown) to notify the user of the film breakage.

図6は、本実施形態におけるフィルム破断時のサーミスタ45の検知温度推移を示したグラフである。本実施形態では、定着フィルム41の外面をスパイラル形状の発熱パターンが網羅的に覆っているため、長手方向・長手垂直方向に破断したいずれの場合において対応が可能となる。また、比較例1では、フィルム破断を検知した後にヒータ停止をしていたため、フィルム破断後にも温度が上昇していた。しかし、本実施形態では発熱パターンが1本のラインで構成しているため、フィルムが破断した後に、即座にヒータ即ち発熱層41bへの通電が停止させることができ、フィルム温度が低下している。   FIG. 6 is a graph showing the detected temperature transition of the thermistor 45 when the film is broken in this embodiment. In the present embodiment, the outer surface of the fixing film 41 is comprehensively covered with the spiral heat generation pattern, so that it is possible to deal with any case where the fixing film 41 is broken in the longitudinal direction or the longitudinal vertical direction. In Comparative Example 1, since the heater was stopped after the film break was detected, the temperature increased even after the film was broken. However, in this embodiment, since the heat generation pattern is composed of one line, the energization to the heater, that is, the heat generation layer 41b can be stopped immediately after the film breaks, and the film temperature is lowered. .

このように、本実施形態を用いることによって、従来機構のままの構成でフィルム破断検知が容易にでき、破断と同時にヒータ温調が切れるので、直ちに過昇温を防ぐことができる。また、フィルム全体を網羅的に覆うヒータ層の配線によって、フィルムの縦破断、横破断のいずれにも対応が可能となった。   Thus, by using this embodiment, the film breakage can be easily detected with the conventional mechanism, and the heater temperature control is cut off simultaneously with the breakage, so that an excessive temperature rise can be prevented immediately. In addition, the wiring of the heater layer that covers the entire film comprehensively makes it possible to cope with both longitudinal and lateral breaks of the film.

《第2の実施形態》
次に、本発明に係る定着装置の第2の実施形態について、図7を用いて説明する。第1の実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the fixing device according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施形態では、図7に示されるような定着フィルム41を用いた。この展開図では、離型層41dと弾性層41cを省略し、発熱層41bのパターンが見えるように描いている。定着フィルム41は円筒状の無端状のフィルム部材であり、図1(A)に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層41a、発熱層41b、弾性層41c、離型層41dの4層複合構造を有している。
本実施形態における定着フィルム41は、発熱層41bの発熱パターンが、長手方向の長さ以上となるような1本のライン形状で構成されており、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うような雷紋形状となっている。そして、発熱層41bと給電層41eが、それぞれ左右で一箇所ずつ接触して給電がなされる構成となっている。本実施形態における、雷紋状の発熱層のライン幅は5mm、隣接しているライン同士の間隔は0.5mmとした。この構成を用いて、第1の実施形態と同様の制御を行うことで、第1の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
In this embodiment, a fixing film 41 as shown in FIG. 7 is used. In this development view, the release layer 41d and the elastic layer 41c are omitted, and the pattern of the heat generating layer 41b is shown. The fixing film 41 is a cylindrical endless film member. As shown in FIG. 1 (A), the base layer 41a, the heat generating layer 41b, the elastic layer 41c, and the release layer 41d are sequentially formed from the inner surface side to the outer surface side. It has a four-layer composite structure.
The fixing film 41 in the present embodiment is configured in one line shape such that the heat generation pattern of the heat generating layer 41b is longer than the length in the longitudinal direction, and the line-shaped energized portion is the fixing region of the fixing film. It has a lightning pattern that covers the entire surface. The heat generating layer 41b and the power feeding layer 41e are in contact with each other on the left and right sides so that power is fed. In the present embodiment, the line width of the lightning pattern heating layer is 5 mm, and the interval between adjacent lines is 0.5 mm. By using this configuration and performing the same control as in the first embodiment, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment.

《第3の実施形態》
次に、本発明に係る定着装置の第3の実施形態について、図8を用いて説明する。第1の実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、図8に示されるような定着フィルム41を用いた。本実施形態で用いた定着フィルム41の展開図である。なお、この展開図では、離型層41dと弾性層41cを省略し、発熱層41bのパターンが見えるように描いている。定着フィルム41は円筒状の無端状のフィルム部材であり、図1(A)に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層41a、発熱層41b、弾性層41c、離型層41dの4層複合構造を有している。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the fixing device according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In this embodiment, a fixing film 41 as shown in FIG. 8 is used. FIG. 3 is a development view of a fixing film 41 used in the present embodiment. In this development view, the release layer 41d and the elastic layer 41c are omitted, and the pattern of the heat generating layer 41b is shown. The fixing film 41 is a cylindrical endless film member. As shown in FIG. 1 (A), the base layer 41a, the heat generating layer 41b, the elastic layer 41c, and the release layer 41d are sequentially formed from the inner surface side to the outer surface side. It has a four-layer composite structure.

本実施形態における定着フィルム41は、発熱層41bの発熱パターンが、長手方向の長さ以上となるような1本のライン形状で構成されており、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うようなジグザグ形状となっている。また、発熱層41bと給電層41eが、それぞれ左右で一箇所ずつ接触して給電がなされる構成となっている。本実施形態における、ジグザグ状の発熱層のライン幅は5mm、隣接しているライン同士の間隔は0.5mmとした。この構成を用いて、第1乃至第2の実施形態と同様の制御を行うことで、第1の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。   The fixing film 41 in the present embodiment is configured in one line shape such that the heat generation pattern of the heat generating layer 41b is longer than the length in the longitudinal direction, and the line-shaped energized portion is the fixing region of the fixing film. The zigzag shape covers the entire surface. Further, the heat generation layer 41b and the power supply layer 41e are configured to contact each other on the left and right sides to supply power. In this embodiment, the line width of the zigzag heat generating layer is 5 mm, and the interval between adjacent lines is 0.5 mm. By using this configuration and performing the same control as in the first to second embodiments, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment.

(変形例)
上述した実施形態においては、発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段により電流信号が得られない場合に画像加熱のための装置駆動を停止するが、画像加熱前に画像形成を行う画像形成部を備える画像加熱装置に応用することもできる。即ち、発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段により電流信号が得られない場合に画像形成部の駆動を停止するようにしても良い。
(Modification)
In the above-described embodiment, the apparatus for image heating is stopped when the current signal cannot be obtained by the detection unit that detects the current information flowing through the heating element, but the image forming unit that performs image formation before image heating It can also be applied to an image heating apparatus comprising That is, the driving of the image forming unit may be stopped when a current signal cannot be obtained by a detection unit that detects current information flowing through the heating element.

また、上述した実施形態においては、一連の単線であって定着フィルム41の有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる発熱体の端部が電気的に接続する給電層41eについては定着フィルム41自体に備わるものとしたが、本発明はこれに限らない。即ち、給電層を定着フィルム41とは別に設け、この給電層を定着フィルム41と連動して回動するリング状の別部材として構成しても良い。   Further, in the above-described embodiment, the power supply layer 41e to which the end portions of the heating elements having a pattern shape that is a series of single wires and distributed over the entire effective heat generation area of the fixing film 41 is electrically connected. Although the fixing film 41 itself is provided, the present invention is not limited to this. That is, the power feeding layer may be provided separately from the fixing film 41, and the power feeding layer may be configured as a ring-shaped separate member that rotates in conjunction with the fixing film 41.

なお、ニップ部におけるバックアップ部材として、加圧ローラ44の替わりに熱容量がより小さくなる固定の加圧パッドあるいは固定の加圧シートを用いても良く、この場合にはバックアップ部材側に吸熱される熱を削減でき、熱効率の向上を図ることができる。   As a backup member in the nip portion, a fixed pressure pad or a fixed pressure sheet having a smaller heat capacity may be used instead of the pressure roller 44. In this case, heat absorbed by the backup member side is used. The heat efficiency can be improved.

41a・・定着フィルムの基層、41b・・定着フィルムの発熱層、41c・・定着フィルムの弾性層、41d・・定着フィルムの離型層、41e・・定着フィルムの給電層、44・・加圧ローラ、51・・給電部材 41a ... Fixing film base layer, 41b ... Fusing film heat generating layer, 41c ... Fusing film elastic layer, 41d ... Fixing film release layer, 41e ... Fusing film feeding layer, 44 ... Pressure Roller 51 ・ ・ Power supply member

Claims (8)

可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、
前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、
前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされていることを特徴とする画像加熱装置。
An endless belt having a heating element that is flexible and rotatable and generates heat when energized;
An opposing member forming the belt and a nip portion,
An image heating apparatus that heats an image by nipping and conveying a recording material that has an image at the nip portion,
The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heating element is a series of single wires and has a pattern shape distributed over the entire effective heating area of the belt.
前記発熱体の一端は前記ベルトの長手方向の一端側にあって前記ベルトと共に回動するリング状の第1給電層と接続し、前記発熱体の他端は前記ベルトの長手方向の他端側にあって前記ベルトと共に回動するリング状の第2給電層と接続することを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。   One end of the heating element is on one end side in the longitudinal direction of the belt and is connected to a ring-shaped first feeding layer that rotates together with the belt, and the other end of the heating element is the other end side in the longitudinal direction of the belt. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is connected to a ring-shaped second power feeding layer that rotates together with the belt. 前記発熱体のパターン形状がスパイラル状であることを特徴とする、請求項1乃至請求項2のいずれかの画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein a pattern shape of the heating element is a spiral shape. 前記発熱体のパターン形状が雷紋状であることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれかの画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein a pattern shape of the heating element is a lightning pattern. 前記発熱体のパターン形状がジグザグ状であることを特徴とする、請求項1乃至請求項2のいずれかの画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein a pattern shape of the heating element is a zigzag shape. 前記発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段と、
前記検知手段により電流信号が得られない場合に画像加熱のための装置駆動を停止する駆動停止手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像加熱装置。
Detecting means for detecting current information flowing in the heating element;
6. An image heating apparatus according to claim 1, further comprising a drive stop unit that stops driving of the apparatus for image heating when a current signal is not obtained by the detection unit. .
画像加熱前に画像形成を行う画像形成部を備え、
前記発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段と、
前記検知手段により電流信号が得られない場合に前記画像形成部の駆動を停止する駆動停止手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の画像加熱装置。
An image forming unit that forms an image before image heating is provided.
Detecting means for detecting current information flowing in the heating element;
The image heating apparatus according to claim 1, further comprising: a drive stop unit that stops driving the image forming unit when a current signal is not obtained by the detection unit.
可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、
前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、
前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置に用いられる画像加熱装置用無端ベルトであって、
前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされていることを特徴とする画像加熱装置用無端ベルト。
An endless belt having a heating element that is flexible and rotatable and generates heat when energized;
An opposing member forming the belt and a nip portion,
An endless belt for an image heating device used in an image heating device that heats an image by nipping and conveying a recording material that has an image at the nip portion,
An endless belt for an image heating apparatus, wherein the heating element is a series of single wires and has a pattern shape distributed over the entire effective heating area of the belt.
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