JP2021131466A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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智雄 秋月
Tomoo Akizuki
智雄 秋月
正志 田中
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正志 田中
大樹 笹目
Hiroki Sasame
大樹 笹目
雄介 清水
Yusuke Shimizu
雄介 清水
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Abstract

To improve the winding resistance of a fixing device.SOLUTION: A fixing device has: a film; a nip part forming unit that has a heater (22) and a holding member (21); and a pressure member (30). The heater has a metal substrate, an insulating layer that is formed on the substrate, and heating elements that are arranged on the insulating layer and generate heat upon energization. When the heater is seen in a longitudinal direction of the fixing device, a surface of the pressure member side of the heater is held by the holding member while being bent in a concave shape.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、記録材に画像を定着させる定着装置及び記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing an image on a recording material and an image forming device for forming an image on the recording material.

電子写真方式のプリンタや複写機に搭載される熱定着方式の定着装置として、セラミックス製等の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータに対向する加圧ローラを有するものがある。未定着トナー像を担持する記録材は、定着フィルムと加圧ローラの間のニップ部(定着ニップ部)で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー像は記録材に加熱定着される。 As a heat fixing type fixing device mounted on an electrophotographic printer or a copying machine, a heater having a heat generating resistor on a substrate made of ceramics or the like, a fixing film that moves while contacting the heater, and a fixing film are used. Some have a pressurizing roller facing the heater. The recording material carrying the unfixed toner image is heated while being sandwiched and conveyed by the nip portion (fixing nip portion) between the fixing film and the pressure roller, whereby the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material. NS.

定着装置においては、トナー像を乗せた記録材をフィルムから分離する際に、記録材先端部上に担持したトナー量が多い場合には、フィルムに転写材が巻き付いて正常に排出されないことがある。特に高温高湿環境では、記録材中の水分量が増加し記録材の剛性(いわゆる“紙のコシ”)が低くなるために巻き付きリスクが高くなる。プリンタや複写機の高速化や薄紙使用率の向上に伴って、定着装置の耐巻き付き性能の向上が必要となっている。特許文献1には、全面画像を出力する場合に、画像形成前の段階で転写材に定着装置を通過(プレ定着)させて水分量を減じて転写材の剛性を高め、さらに転写材の分離に有利な方向にカール付けをした後に、画像形成及び定着処理を行うことが記載されている。 In the fixing device, when the recording material on which the toner image is placed is separated from the film, if the amount of toner supported on the tip of the recording material is large, the transfer material may be wrapped around the film and not discharged normally. .. Especially in a high temperature and high humidity environment, the amount of water in the recording material increases and the rigidity of the recording material (so-called “paper stiffness”) decreases, so that the risk of wrapping increases. As the speed of printers and copiers increases and the usage rate of thin paper increases, it is necessary to improve the wrapping resistance of the fixing device. According to Patent Document 1, when a full-scale image is output, the transfer material is passed through a fixing device (pre-fixing) before image formation to reduce the amount of water, increase the rigidity of the transfer material, and further separate the transfer material. It is described that image formation and fixing processing are performed after curling in a direction advantageous to the above.

特開2006−195347号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-195347

しかしながら、上記文献の方法では画像形成装置の生産性が低下してしまうため、生産性への影響がより少ない方法で耐巻き付き性能を向上させることが求められていた。 However, since the productivity of the image forming apparatus is lowered by the method of the above document, it has been required to improve the wrapping resistance performance by a method having less influence on the productivity.

そこで、本発明は、定着装置の耐巻き付き性能を向上可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming device capable of improving the wrapping resistance performance of the fixing device.

本発明の一態様は、筒状のフィルムと、ヒータ及び前記ヒータを保持する保持部材を有し前記フィルムの内面と摺接するニップ部形成ユニットと、前記フィルムを挟んで前記ニップ部形成ユニットと対向し前記フィルムとの間にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー像を加熱し記録材に定着させる定着装置において、前記ヒータは、金属製の基板と、前記基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に配置され、通電されることで発熱する発熱体と、を有し、前記ヒータは、定着装置の長手方向に見た場合に、前記ヒータの前記加圧部材側の面が凹状に湾曲した状態で前記保持部材に保持されている、ことを特徴とする定着装置である。 One aspect of the present invention is a tubular film, a nip portion forming unit having a heater and a holding member for holding the heater and in sliding contact with the inner surface of the film, and facing the nip portion forming unit with the film interposed therebetween. A fixing device that has a pressurizing member that forms a nip portion between the film and the film, and heats the toner image on the recording material and fixes it to the recording material while sandwiching and transporting the recording material between the nip portions. The heater includes a metal substrate, an insulating layer formed on the substrate, and a heating element arranged on the insulating layer and generating heat when energized. The fixing device is characterized in that the surface of the heater on the pressurizing member side is held by the holding member in a concavely curved state when viewed in the longitudinal direction of the fixing device.

本発明によれば、定着装置の耐巻き付き性能を向上させることができる。 According to the present invention, the wrapping resistance performance of the fixing device can be improved.

実施例1に係る画像形成装置の概略構成図。The schematic block diagram of the image forming apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る定着装置を示す断面図。The cross-sectional view which shows the fixing apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る定着装置に用いられるフィルムアセンブリの分解図。Exploded view of the film assembly used for the fixing device according to the first embodiment. 実施例1に係る定着装置の一部を示す正面図。The front view which shows a part of the fixing apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータの断面図。Sectional drawing of the heater which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータホルダの斜視図。The perspective view of the heater holder which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータの概略構成図。The schematic block diagram of the heater which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータホルダの斜視図。The perspective view of the heater holder which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るヒータホルダ及びヒータの概略構成図(a)及び模式図(b)。Schematic configuration diagram (a) and schematic diagram (b) of the heater holder and the heater according to the first embodiment. 実施例1に係るヒータホルダの断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the heater holder according to the first embodiment. 実施例1に係るヒータの加圧状態における変形を示す概略図。The schematic diagram which shows the deformation in the pressurized state of the heater which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る定着装置における記録材の排出状態を示す概略図。The schematic diagram which shows the discharge state of the recording material in the fixing device which concerns on Example 1. FIG. 比較例1に係る定着装置の概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to Comparative Example 1. 比較例2に係る定着装置の概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to Comparative Example 2. 比較例3に係る定着装置の概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to Comparative Example 3. 比較例1に係る定着ニップ部における圧力分布を示す概略図。FIG. 6 is a schematic view showing a pressure distribution in a fixing nip portion according to Comparative Example 1. 実施例1に係る定着ニップ部における圧力分布を示す概略図。The schematic diagram which shows the pressure distribution in the fixing nip part which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るヒータの加圧状態における変形を示す概略図。The schematic diagram which shows the deformation in the pressurized state of the heater which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係るヒータの加圧状態における変形を示す概略図。The schematic diagram which shows the deformation in the pressurized state of the heater which concerns on Example 3. FIG. 実施例4に係るヒータホルダの斜視図。The perspective view of the heater holder which concerns on Example 4. FIG. 実施例4に係るヒータホルダの一部における断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the heater holder according to the fourth embodiment. 実施例4に係るヒータホルダの他の一部における断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of another part of the heater holder according to the fourth embodiment. 実施例4の変形例に係るヒータホルダの概略図。The schematic diagram of the heater holder which concerns on the modification of Example 4.

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)画像形成装置
図1は実施例1に係る画像形成装置としての、電子写真技術を用いたレーザビームプリンタ(以下、単にプリンタ100とする)の断面図である。以下、プリンタ100の構成及び動作を簡単に説明する。
(1) Image Forming Device FIG. 1 is a cross-sectional view of a laser beam printer (hereinafter, simply referred to as a printer 100) using electrophotographic technology as the image forming device according to the first embodiment. Hereinafter, the configuration and operation of the printer 100 will be briefly described.

プリンタ100は、プリント指示を受けると、スキャナユニット3が画像情報に応じたレーザ光Lを、像担持体としての感光体1に出射する。帯電ローラ2によって所定の極性に帯電された感光体1はレーザ光Lによって走査され、これにより感光体1の表面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。その後、現像器4が感光体1にトナーを供給し、感光体1に画像情報に応じたトナー像を形成する。感光体1の矢印R1方向への回転により感光体1と、転写手段としての転写ローラ5との間に形成される転写部(転写ニップ部)に到達したトナー像は、カセット6からピックアップローラ7によって給送されてくる記録材Pに転写される。転写ニップ部を通過した感光体1の表面はクリーナ8でクリーニングされる。トナー像t(図2)が転写された記録材Pは、熱定着方式の定着装置9で熱及び圧力を掛けられ定着処理される。 When the printer 100 receives a print instruction, the scanner unit 3 emits a laser beam L corresponding to the image information to the photoconductor 1 as an image carrier. The photoconductor 1 charged to a predetermined polarity by the charging roller 2 is scanned by the laser beam L, whereby an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photoconductor 1. After that, the developer 4 supplies toner to the photoconductor 1, and forms a toner image on the photoconductor 1 according to the image information. The toner image that reaches the transfer portion (transfer nip portion) formed between the photoconductor 1 and the transfer roller 5 as the transfer means by the rotation of the photoconductor 1 in the direction of the arrow R1 is obtained from the cassette 6 to the pickup roller 7. It is transferred to the recording material P supplied by. The surface of the photoconductor 1 that has passed through the transfer nip portion is cleaned with the cleaner 8. The recording material P to which the toner image t (FIG. 2) is transferred is subjected to heat and pressure by a heat fixing type fixing device 9 to be fixed.

その後、記録材Pは排出ローラ10によってトレイ11に排出される。なお、記録材Pとして、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート材、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート材等、サイズ及び材質の異なる多様なシートを使用可能である。また、ここでは感光体1から記録材Pにトナー像を直接転写する方式を挙げたが、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体を介して記録材に転写する方式の画像形成装置に対して以下で説明する技術を適用してもよい。 After that, the recording material P is discharged to the tray 11 by the discharge roller 10. The size and material of the recording material P include paper such as plain paper and cardboard, sheet material with surface treatment such as plastic film, cloth, and coated paper, and sheet material having a special shape such as envelope and index paper. A variety of different sheets can be used. Further, although the method of directly transferring the toner image from the photoconductor 1 to the recording material P is mentioned here, the method of transferring the toner image formed on the photoconductor to the recording material via an intermediate transfer body such as an intermediate transfer belt is used. The technique described below may be applied to the image forming apparatus.

(2)定着装置
定着装置9について説明する。定着装置9はテンションレスタイプのフィルム加熱方式である。即ち、定着装置9は、耐熱性フィルムとして可撓性を有する無端ベルト状(もしくは円筒状)の定着フィルムを用い、定着フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションが掛からない状態とし、定着フィルムが加圧部材の回転駆動力で回転する構成である。
(2) Fixing device The fixing device 9 will be described. The fixing device 9 is a tensionless type film heating system. That is, the fixing device 9 uses a flexible endless belt-shaped (or cylindrical) fixing film as a heat-resistant film, and keeps at least a part of the peripheral length of the fixing film in a state where tension is not always applied to the fixing film. Is configured to rotate by the rotational driving force of the pressurizing member.

以後、本実施例に係るフィルム加熱方式の定着装置9について詳細を説明する。図2は定着装置9の断面図である。図3は定着装置9に用いられるフィルムアセンブリ20の分解斜視図である。図4は定着装置9の一部を示す正面図である。以下、定着装置9の構成要素の位置関係については、加圧ローラ30の定着フィルム23への押圧方向をZ’−Z方向、記録材の搬送方向をY−Y’方向、定着装置9の長手方向(加圧ローラ30の軸方向)をX’−X方向とする。 Hereinafter, the film heating type fixing device 9 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device 9. FIG. 3 is an exploded perspective view of the film assembly 20 used in the fixing device 9. FIG. 4 is a front view showing a part of the fixing device 9. Hereinafter, regarding the positional relationship of the components of the fixing device 9, the pressing direction of the pressurizing roller 30 against the fixing film 23 is the Z'-Z direction, the conveying direction of the recording material is the YY direction, and the length of the fixing device 9. The direction (axial direction of the pressurizing roller 30) is the X'-X direction.

本実施例の定着装置9は、図2〜図4に示すように筒状の定着フィルム23と、定着フィルム23の内面に接触する加熱体であるヒータ22と、定着フィルム23を介してヒータ22に向けて押圧される加圧部材としての加圧ローラ30とを有する。ヒータ22が定着フィルム23に接触している領域と重なる部分に、定着フィルム23と加圧ローラ30との間のニップ部(圧接部)として定着ニップ部Nfが形成される。ヒータ22は耐熱樹脂の保持部材であるヒータホルダ21に保持されている。ヒータ22及びヒータホルダ21は、定着ニップ部Nfを形成するための本実施例のニップ部形成ユニットとして機能する。ヒータホルダ21は定着フィルム23の回転を案内するガイドの機能も有している。加圧ローラ30はモータから動力を受けて矢印b方向に回転する。加圧ローラ30が回転することによって定着フィルム23が従動して矢印a方向に回転する。 As shown in FIGS. 2 to 4, the fixing device 9 of the present embodiment has a tubular fixing film 23, a heater 22 which is a heating body in contact with the inner surface of the fixing film 23, and a heater 22 via the fixing film 23. It has a pressurizing roller 30 as a pressurizing member that is pressed toward. A fixing nip portion Nf is formed as a nip portion (pressure contact portion) between the fixing film 23 and the pressure roller 30 at a portion where the heater 22 overlaps the region in contact with the fixing film 23. The heater 22 is held by the heater holder 21, which is a holding member for the heat-resistant resin. The heater 22 and the heater holder 21 function as a nip portion forming unit of the present embodiment for forming the fixing nip portion Nf. The heater holder 21 also has a function of a guide for guiding the rotation of the fixing film 23. The pressurizing roller 30 receives power from the motor and rotates in the direction of arrow b. As the pressure roller 30 rotates, the fixing film 23 is driven and rotates in the direction of arrow a.

ヒータホルダ21は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイト)や液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の成形品である。ヒータ22は、少なくとも金属又は合金を主材とした細長い板状の基板(金属基板)と、通電により発熱する抵抗発熱体(発熱体)と、抵抗発熱体と基板を絶縁する絶縁層と、発熱体を保護するガラスコート層を有している。ヒータ22の詳細については後述する。 The heater holder 21 is, for example, a molded product of a heat-resistant resin such as PPS (polyphenylene sulfide) or a liquid crystal polymer. The heater 22 includes at least an elongated plate-shaped substrate (metal substrate) mainly made of metal or alloy, a resistance heating element (heating element) that generates heat when energized, an insulating layer that insulates the resistance heating element and the substrate, and heat generation. It has a glass coat layer that protects the body. Details of the heater 22 will be described later.

ヒータ22の定着フィルム23に対する当接面と反対側(図中上側)には、温度検知素子であるサーミスタ25が当接している。サーミスタ25の検知温度に応じて発熱体への通電が制御されることで、定着ニップ部Nfの温度が画像の定着に適した設定温度に維持される。 The thermistor 25, which is a temperature detecting element, is in contact with the side of the heater 22 opposite to the contact surface with the fixing film 23 (upper side in the drawing). By controlling the energization of the heating element according to the detection temperature of the thermistor 25, the temperature of the fixing nip portion Nf is maintained at a set temperature suitable for fixing the image.

定着フィルム23の厚みは、良好な熱伝導性を確保するため20μm以上100μm以下程度が好ましい。定着フィルム23としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)・PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル)・PPS等の材質の単層フィルムが好適である。また、定着フィルム23としては、PI(ポリイミド)・PAI(ポリアミドイミド)・PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)・PES(ポリエーテルスルホン)等の材質からなる基層の表面に、PTFE・PFA・FEP(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル)等を離型層(表層)としてコーティングした複合層フィルムも好適である。さらに、高熱伝導性を有するSUS、Al、Ni、Cu、Zn等の純金属、合金等を基層に用い、離型層に前述のコーティング処理、フッ素樹脂チューブの被覆を行ったものも好適である。 The thickness of the fixing film 23 is preferably about 20 μm or more and 100 μm or less in order to ensure good thermal conductivity. As the fixing film 23, a single-layer film made of a material such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether), or PPS is suitable. The fixing film 23 includes PTFE, PFA, and FEP (tetra) on the surface of a base layer made of a material such as PI (polyimide), PAI (polyetherimide), PEEK (polyetheretherketone), and PES (polyethersulfone). A composite layer film coated with fluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether) or the like as a release layer (surface layer) is also suitable. Further, it is also preferable that a pure metal such as SUS, Al, Ni, Cu, Zn or the like having high thermal conductivity, an alloy or the like is used as a base layer, and the release layer is coated with the above-mentioned coating treatment and a fluororesin tube. ..

本実施例では、定着フィルム23の基層を厚さ60μmのPIとし、離型層には通紙による離型層の摩耗と熱伝導性の両立を考慮して厚み12μmのPFAをコーティングしたものを用いた。 In this embodiment, the base layer of the fixing film 23 is a PI having a thickness of 60 μm, and the release layer is coated with PFA having a thickness of 12 μm in consideration of both wear of the release layer due to passing paper and thermal conductivity. Using.

加圧部材(加圧回転体)としての加圧ローラ30は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金30aと、シリコーンゴム等の材質の弾性層30bと、PFA等の材質の離型層30cと、を有する(図2)。弾性層30bは芯金30aの外周に形成され、離型層30cは弾性層30bの外周に形成されて加圧ローラ30の最表層を構成している。加圧ローラ30の芯金30aの軸方向片側の端部には、駆動ギア33(図3)が取り付けられており、不図示の駆動手段から駆動ギア33を介して回転駆動力を受けることで加圧ローラ30が回転する。 The pressurizing roller 30 as a pressurizing member (pressurizing rotating body) includes a core metal 30a made of a material such as iron or aluminum, an elastic layer 30b made of a material such as silicone rubber, and a mold release layer 30c made of a material such as PFA. , (Fig. 2). The elastic layer 30b is formed on the outer periphery of the core metal 30a, and the release layer 30c is formed on the outer periphery of the elastic layer 30b to form the outermost layer of the pressure roller 30. A drive gear 33 (FIG. 3) is attached to one end of the core metal 30a of the pressure roller 30 in the axial direction, and receives rotational driving force from a drive means (not shown) via the drive gear 33. The pressure roller 30 rotates.

図2の断面図を参照して、定着装置の構成について説明する。補強部材24は鉄等の金属からなり、ヒータホルダ21を加圧ローラ30側に押圧する圧力でも大きく変形しないように強度を維持する部材である。ヒータ22は後述の押圧手段によって、ヒータホルダ21と補強部材24を介して加圧ローラ30側に押圧されている。この押圧力により加圧ローラ30と定着フィルム23が密着している領域(圧接領域)が、本実施例における定着ニップ部Nfである。そして、加圧ローラ30の加圧位置(加圧ローラ30に対するヒータ22の押圧力の作用点の位置)と、記録材の搬送方向におけるヒータ22の中央部の位置は略同一としている。 The configuration of the fixing device will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. The reinforcing member 24 is made of a metal such as iron, and is a member that maintains the strength so as not to be significantly deformed even by the pressure of pressing the heater holder 21 toward the pressurizing roller 30. The heater 22 is pressed toward the pressurizing roller 30 side via the heater holder 21 and the reinforcing member 24 by the pressing means described later. The region (pressure contact region) in which the pressure roller 30 and the fixing film 23 are in close contact with each other due to this pressing force is the fixing nip portion Nf in this embodiment. The pressurizing position of the pressurizing roller 30 (the position of the pressing force of the heater 22 with respect to the pressurizing roller 30) and the position of the central portion of the heater 22 in the transport direction of the recording material are substantially the same.

次に、図3の斜視図を参照して説明する。ヒータホルダ21は、横断面で略樋型(U字型)形状を有しており、桶型の内側に補強部材24が嵌合する。ヒータホルダ21の加圧ローラ30と対向する側にはヒータ受け溝が設けられており、ヒータ22がヒータ受け溝に嵌ることで所望の位置に位置決めされる。ヒータホルダ21の詳細な形状については後述する。定着フィルム23は上述の部品が組みつけられたヒータホルダ21の外側に周長に余裕を持って外嵌している。定着フィルム23の円筒形状の軸方向(図中で定着フィルム23が挿入される矢印方向)を、定着装置9の「長手方向」と称する。本実施例において、加圧ローラ30、ヒータ22及びヒータホルダ21は、いずれも長手方向に延びる細長い部材である。 Next, it will be described with reference to the perspective view of FIG. The heater holder 21 has a substantially gutter-shaped (U-shaped) shape in cross section, and the reinforcing member 24 is fitted inside the tub shape. A heater receiving groove is provided on the side of the heater holder 21 facing the pressure roller 30, and the heater 22 is positioned in a desired position by fitting into the heater receiving groove. The detailed shape of the heater holder 21 will be described later. The fixing film 23 is externally fitted to the outside of the heater holder 21 to which the above-mentioned parts are assembled with a margin in peripheral length. The axial direction of the cylindrical shape of the fixing film 23 (the direction of the arrow in which the fixing film 23 is inserted in the drawing) is referred to as the "longitudinal direction" of the fixing device 9. In this embodiment, the pressure roller 30, the heater 22, and the heater holder 21 are all elongated members extending in the longitudinal direction.

補強部材24の長手方向両端部は、定着フィルム23の両端から突き出た張り出し部となっており、それぞれフランジ部材26,26が嵌着されている。定着フィルム23、ヒータ22、ヒータホルダ21、補強部材24及びフランジ部材26,26は、全体でフィルムアセンブリ20として組み立てられる。 Both ends of the reinforcing member 24 in the longitudinal direction are overhanging portions protruding from both ends of the fixing film 23, and flange members 26 and 26 are fitted, respectively. The fixing film 23, the heater 22, the heater holder 21, the reinforcing member 24, and the flange members 26, 26 are assembled as a film assembly 20 as a whole.

ヒータ22の給電端子も定着フィルム23に対して長手方向一方側に突出しており、該給電端子に給電コネクタ27が嵌合されている。給電コネクタ27がヒータ22の電極部と当接圧をもって接触し、商用電源から供給される電力をヒータ22に供給する給電経路を構成している。 The power supply terminal of the heater 22 also protrudes to one side in the longitudinal direction with respect to the fixing film 23, and the power supply connector 27 is fitted to the power supply terminal. The power supply connector 27 contacts the electrode portion of the heater 22 with contact pressure, and constitutes a power supply path for supplying the electric power supplied from the commercial power source to the heater 22.

ヒータ22の長手方向他方側(給電端子とは反対側)には、ヒータクリップ28が取り付けられている。ヒータクリップ28は、コの字型(U字型)に曲げられた金属板であり、そのバネ性によってヒータ22の端部をヒータホルダ21に対して保持している。 A heater clip 28 is attached to the other side of the heater 22 in the longitudinal direction (the side opposite to the power feeding terminal). The heater clip 28 is a metal plate bent into a U-shape (U-shape), and the end portion of the heater 22 is held against the heater holder 21 due to its springiness.

次に図4の正面図を参照して説明する。各フランジ部材26は回転走行する定着フィルム23の長手方向への移動を規制し、定着装置稼働中の定着フィルム23の位置を規制するものである。長手方向両側のフランジ部材26,26のつば(定着フィルム端部と摺接する部分)の間の距離は、定着フィルム23の長手方向の長さより長く設定されている。これは、通常使用時に定着フィルム端部にダメージを与えないためである。 Next, it will be described with reference to the front view of FIG. Each flange member 26 regulates the movement of the rotating fixing film 23 in the longitudinal direction, and regulates the position of the fixing film 23 while the fixing device is in operation. The distance between the flange members 26, 26 on both sides in the longitudinal direction (the portion in sliding contact with the end of the fixing film) is set to be longer than the length in the longitudinal direction of the fixing film 23. This is because the edge of the fixing film is not damaged during normal use.

また、加圧ローラ30の長手方向の長さが定着フィルム23よりも約10mm程度短く構成されている。これは定着フィルム23の端部からはみ出したグリスが加圧ローラ30に付着して、加圧ローラ30が記録材に対するグリップ力を失いスリップが発生することを防止するためである。 Further, the length of the pressure roller 30 in the longitudinal direction is shorter than that of the fixing film 23 by about 10 mm. This is to prevent the grease protruding from the end of the fixing film 23 from adhering to the pressure roller 30 and causing the pressure roller 30 to lose its grip on the recording material and cause slippage.

フィルムアセンブリ20は加圧ローラ30に対向して設けられ、長手方向(図内の左右方向)への移動は規制され、かつ、上下方向に移動可能な状態で、定着装置9の天板側筐体41に支持されている。天板側筐体41には加圧バネ45が圧縮した状態で取り付けられている。加圧バネ45の押圧力は補強部材24の張り出し部が受けており、加圧ローラ30側に補強部材24が押圧されることで、フィルムアセンブリ20全体が加圧ローラ30に押し付けられている。 The film assembly 20 is provided so as to face the pressure roller 30, and is restricted from moving in the longitudinal direction (horizontal direction in the drawing) and can be moved in the vertical direction. It is supported by the body 41. A pressure spring 45 is attached to the top plate side housing 41 in a compressed state. The pressing force of the pressurizing spring 45 is received by the overhanging portion of the reinforcing member 24, and the reinforcing member 24 is pressed toward the pressurizing roller 30, so that the entire film assembly 20 is pressed against the pressurizing roller 30.

加圧ローラ30の芯金を軸支するように軸受部材31が設けられている(図3も参照)。軸受部材31はフィルムアセンブリ20からの押圧力を、加圧ローラ30を介して受け止めている。比較的高温になる加圧ローラ30の芯金を回転自在に支持するために、軸受の材質は耐熱性があって、かつ摺動性に優れる材質が用いられる。軸受部材31は定着装置の底側筐体43に取り付けられている。 A bearing member 31 is provided so as to pivotally support the core metal of the pressure roller 30 (see also FIG. 3). The bearing member 31 receives the pressing force from the film assembly 20 via the pressurizing roller 30. In order to rotatably support the core metal of the pressure roller 30 which becomes relatively high temperature, a material having heat resistance and excellent slidability is used as the material of the bearing. The bearing member 31 is attached to the bottom housing 43 of the fixing device.

底側筐体43及び天板側筐体41は、フィルムアセンブリ20に対して長手方向両側に設けられて上下に延びるフレーム側板42,42と共に、定着装置9の筐体(枠体)を構成している。 The bottom side housing 43 and the top plate side housing 41 form a housing (frame body) of the fixing device 9 together with the frame side plates 42 and 42 provided on both sides in the longitudinal direction with respect to the film assembly 20 and extending vertically. ing.

(3)ヒータ
次に、本実施例のヒータ22を構成する材料、製造方法等について図5から図7を用いて説明する。
(3) Heater Next, the materials, manufacturing methods, and the like constituting the heater 22 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

図5はヒータ22の断面図である。ヒータ22は、金属製の基板22aと、通電により発熱する発熱抵抗層としての発熱体22cと、発熱体22cと基板22aを絶縁する絶縁層22bと、発熱体を保護するガラスコート層等の保護層22dとを有する。基板22aは、金属又は合金を主材とした細長い板状である。また、製造時の基板22aの反りを低減するために、基板22aの厚さ方向で発熱体22cが設けられた面(第1面)とは反対側の面(第2面)にも絶縁層22e(絶縁層22bを第1の絶縁層としたときの第2の絶縁層)を有している。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the heater 22. The heater 22 protects a metal substrate 22a, a heating element 22c as a heating resistance layer that generates heat when energized, an insulating layer 22b that insulates the heating element 22c and the substrate 22a, and a glass coat layer that protects the heating element. It has a layer 22d and. The substrate 22a has an elongated plate shape mainly made of metal or alloy. Further, in order to reduce the warp of the substrate 22a during manufacturing, an insulating layer is also formed on a surface (second surface) opposite to the surface (first surface) on which the heating element 22c is provided in the thickness direction of the substrate 22a. It has 22e (a second insulating layer when the insulating layer 22b is used as the first insulating layer).

基板22aに用いられる材料としては、ステンレス、ニッケル、銅、アルミのいずれか、又はそれらを主材とする合金が好適に用いられる。これらのうち、ステンレスが強度、耐熱性、腐食の観点で最も好ましい。ステンレスの種類としては特に限定されず、必要な機械的強度、次項で述べる絶縁層及び発熱体の形成に合わせた線膨張係数、市場における板材の入手のし易さ等を考慮して適宜選べば良い。 As the material used for the substrate 22a, any one of stainless steel, nickel, copper and aluminum, or an alloy containing them as a main material is preferably used. Of these, stainless steel is most preferable from the viewpoint of strength, heat resistance, and corrosion. The type of stainless steel is not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of the required mechanical strength, the coefficient of linear expansion according to the formation of the insulating layer and the heating element described in the next section, and the availability of plate materials in the market. good.

一例を挙げると、クロム系ステンレス(400系)のマルテンサイト系及びフェライト系がステンレスの中でも線膨張係数が比較的低く、絶縁層及び発熱体の形成がし易く好適に用いられる。 As an example, martensitic and ferritic chrome stainless steels (400 series) have a relatively low coefficient of linear expansion among stainless steels, and are preferably used because they can easily form an insulating layer and a heating element.

絶縁層22b,22eの材質は特に限定はされないが、実使用上の温度を鑑みて耐熱性のある材料を選択する必要がある。絶縁層22b,22eの材質としてはガラスやPI(ポリイミド)が耐熱性の観点で好ましく、ガラスの場合の具体的粉末材料の選定は、実施形態の特性を損なわない範囲で適宜選択されれば良い。必要に応じて絶縁性を有する熱伝導フィラーなどを混合させても良い。絶縁層22b,22eは同じ材質を用いても、異なる材質を用いても何ら問題はない。厚みに関しても同様に絶縁層22b,22eで同じにしても良いし、必要に応じて変更しても問題ない。 The materials of the insulating layers 22b and 22e are not particularly limited, but it is necessary to select a heat-resistant material in consideration of the actual operating temperature. As the material of the insulating layers 22b and 22e, glass or PI (polyimide) is preferable from the viewpoint of heat resistance, and the specific powder material in the case of glass may be appropriately selected as long as the characteristics of the embodiment are not impaired. .. If necessary, a heat conductive filler having an insulating property may be mixed. There is no problem whether the insulating layers 22b and 22e are made of the same material or different materials. Similarly, the thickness may be the same for the insulating layers 22b and 22e, or may be changed as necessary.

一般的に画像形成装置に用いるヒータ22としては絶縁耐圧を1.5KV程度有しておくことが好ましい。そのため発熱体22cと基板22a間で絶縁耐圧性能1.5KVを得るべく、絶縁層22bの膜厚を材料に応じて確保すれば良い。 Generally, the heater 22 used in the image forming apparatus preferably has an insulation withstand voltage of about 1.5 KV. Therefore, the film thickness of the insulating layer 22b may be secured according to the material in order to obtain the dielectric strength performance of 1.5 KV between the heating element 22c and the substrate 22a.

絶縁層22b,22eの成型方法としては特に限定されないが、一例としてはスクリーン印刷法等で平滑に成形することができる。基板22a上にガラスやPI(ポリイミド)の絶縁層を形成する際には、材料間の線膨張係数差により絶縁層にクラックや剥がれが生じないように、基板と絶縁層材料の線膨張係数を適宜調整する必要がある。 The method for molding the insulating layers 22b and 22e is not particularly limited, but as an example, the insulating layers 22b and 22e can be smoothly molded by a screen printing method or the like. When forming an insulating layer of glass or PI (polyimide) on the substrate 22a, the linear expansion coefficient of the substrate and the insulating layer material is set so that the insulating layer does not crack or peel due to the difference in linear expansion coefficient between the materials. It is necessary to adjust accordingly.

発熱体22cは、(A)導電成分、(B)ガラス成分、(C)有機結着成分を混合した発熱抵抗体ペーストを絶縁層22b上に印刷した後、焼成したものである。発熱抵抗体ペーストを焼成すると(C)の有機結着成分が焼失し(A)、(B)成分が残るため、導電成分とガラス成分とを含有する発熱体22cが形成される。 The heating element 22c is obtained by printing a heating element paste, which is a mixture of (A) a conductive component, (B) a glass component, and (C) an organic binding component, on the insulating layer 22b and then firing it. When the heating resistor paste is fired, the organic binding component (C) is burnt out and the components (A) and (B) remain, so that a heating element 22c containing a conductive component and a glass component is formed.

ここで、(A)の導電成分としては、銀・パラジウム(Ag・Pd)、酸化ルテニウム(RuO)、等の単独もしくは複合で用いられ、0.1[Ω/□]〜100[KΩ/□]のシート抵抗値とするのが好適である。また、上記(A)〜(C)以外においても実施形態の特性を損なわない程度の微量であれば他の材料を含有していてもよい。 Here, as the conductive component of (A), silver / palladium (Ag / Pd), ruthenium oxide (RuO 2 ), etc. are used alone or in combination, and 0.1 [Ω / □] to 100 [KΩ / It is preferable to use the sheet resistance value of [□]. In addition to the above (A) to (C), other materials may be contained as long as the trace amount does not impair the characteristics of the embodiment.

図6に示す給電用電極22f及び導電パターン22gは、銀(Ag)、白金(Pt)、金(Au)や銀・白金(Ag・Pt)合金、銀・パラジウム(Ag・Pd)合金を例とする導電成分を主体とする。給電用電極22f及び導電パターン22gは、発熱抵抗体ペーストと同様に(A)導電成分、(B)ガラス成分、(C)有機結着成分を混合したペーストを絶縁層22b上に印刷した後、焼成したものである。給電用電極22fと導電パターン22gは発熱体22cに給電する目的で設けられた導電部であり、抵抗は発熱体22cに対して十分低くしている。 Examples of the power feeding electrode 22f and the conductive pattern 22g shown in FIG. 6 are silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au), silver / platinum (Ag / Pt) alloy, and silver / palladium (Ag / Pd) alloy. Mainly the conductive component. The power feeding electrode 22f and the conductive pattern 22g are formed by printing a paste obtained by mixing (A) a conductive component, (B) a glass component, and (C) an organic binding component on the insulating layer 22b in the same manner as the heat generating resistor paste. It is baked. The feeding electrode 22f and the conductive pattern 22g are conductive portions provided for the purpose of feeding the heating element 22c, and the resistance is sufficiently lower than that of the heating element 22c.

ここで、前述の発熱抵抗体ペースト及び給電用電極及び導電パターンペーストは、基板22aの融点より低い温度で軟化溶融する材質を選択し、実使用上の温度を鑑みて耐熱性のある材料を選択する必要がある。 Here, for the heat-generating resistor paste, the feeding electrode, and the conductive pattern paste described above, a material that softens and melts at a temperature lower than the melting point of the substrate 22a is selected, and a heat-resistant material is selected in consideration of the actual temperature. There is a need to.

図5に示すように、ヒータ22の絶縁層22bの上(絶縁層上)には発熱体22c及び導電パターン22gを覆う保護層22dが設けられている。発熱体22cを基板22aの定着フィルム23と接触する側(図2における下側)に配置した場合は、保護層22dは発熱体22cと定着フィルム23との電気的な絶縁性を確保し、発熱体22cと定着フィルム23との摺動性を確保する保護機能を有する。材質としてはガラスやPI(ポリイミド)が耐熱性の観点で好ましく、必要に応じて絶縁性を有する熱伝導フィラーなどを混合しても良い。 As shown in FIG. 5, a protective layer 22d that covers the heating element 22c and the conductive pattern 22g is provided on the insulating layer 22b (on the insulating layer) of the heater 22. When the heating element 22c is arranged on the side of the substrate 22a that comes into contact with the fixing film 23 (lower side in FIG. 2), the protective layer 22d secures the electrical insulation between the heating element 22c and the fixing film 23 and generates heat. It has a protective function that ensures the slidability between the body 22c and the fixing film 23. As the material, glass or PI (polyimide) is preferable from the viewpoint of heat resistance, and if necessary, a heat conductive filler having insulating properties may be mixed.

本実施例では金属基板の柔軟性を活用してヒータ22を変形させるため、基板22aの厚みは、厚すぎないことが望ましく、例えば基板22aの厚みは0.6mm未満とすると好適である。その他の要因として、基板22aの厚みは強度や熱容量、放熱性能を考慮して決めれば良い。薄い基板22aは、熱容量が小さいためクイックスタート性(ヒータ22の通電開始から目標温度到達までの時間の短さ)には有利だが、薄すぎると発熱抵抗体の加熱成型時に歪み等の問題が生じ易くなる。逆に厚い基板22aは、発熱抵抗体の加熱成型時の歪みの面では有利であるが、厚すぎると熱容量が大きいためクイックスタートには不利となる。基板22aの好ましい厚みの下限は、例えば0.2mmである。 In this embodiment, since the heater 22 is deformed by utilizing the flexibility of the metal substrate, it is desirable that the thickness of the substrate 22a is not too thick. For example, the thickness of the substrate 22a is preferably less than 0.6 mm. As another factor, the thickness of the substrate 22a may be determined in consideration of strength, heat capacity, and heat dissipation performance. Since the thin substrate 22a has a small heat capacity, it is advantageous for quick startability (short time from the start of energization of the heater 22 to the arrival at the target temperature), but if it is too thin, problems such as distortion occur during heat molding of the heat generating resistor. It will be easier. On the contrary, the thick substrate 22a is advantageous in terms of distortion during heat molding of the heat generating resistor, but if it is too thick, the heat capacity is large, which is disadvantageous for quick start. The lower limit of the preferable thickness of the substrate 22a is, for example, 0.2 mm.

本実施例では基板22aとして幅20mm・長さ376mm・厚さ0.3mmのフェライト系ステンレス基板(SUS430:18Crステンレス)を準備した。 In this embodiment, a ferrite-based stainless steel substrate (SUS430: 18Cr stainless steel) having a width of 20 mm, a length of 376 mm, and a thickness of 0.3 mm was prepared as the substrate 22a.

次に前述のステンレス基板に絶縁層ガラスペーストをスクリーン印刷にて塗工後、180℃の乾燥及び850℃の焼成を経て絶縁層22b,22eを形成した。焼成後の絶縁層22b,22eの厚みはステンレス基板の両面でそれぞれ25μmとした。 Next, the insulating layer glass paste was applied to the above-mentioned stainless steel substrate by screen printing, and then dried at 180 ° C. and fired at 850 ° C. to form insulating layers 22b and 22e. The thickness of the insulating layers 22b and 22e after firing was 25 μm on both sides of the stainless steel substrate.

その後、銀・パラジウム(Ag・Pd)を導電成分とし、その他ガラス成分、有機結着成分を混合した発熱抵抗体ペーストと、銀を導電成分とし、その他ガラス成分、有機結着成分を混合した給電用電極及び導電パターン用のペーストを用意した。各ペーストをステンレス基板にスクリーン印刷にて塗工後、180℃の乾燥及び850℃の焼成を経て、発熱体22c、給電用電極22f及び導電パターン22gを形成した。焼成後の発熱体22cの厚みは15μm、長さは312mm、幅は2.0mmとした。 After that, a heat-generating resistor paste in which silver / palladium (Ag / Pd) is used as a conductive component and other glass components and organic binding components are mixed, and silver is used as a conductive component and other glass components and organic binding components are mixed to supply power. A paste for the electrode and the conductive pattern was prepared. Each paste was applied to a stainless steel substrate by screen printing, and then dried at 180 ° C. and fired at 850 ° C. to form a heating element 22c, a feeding electrode 22f, and a conductive pattern 22g. The thickness of the heating element 22c after firing was 15 μm, the length was 312 mm, and the width was 2.0 mm.

次に、保護層ガラスペーストを準備し、発熱体22c及び導電パターン22g上に保護層ガラスペーストをスクリーン印刷にて塗工後、180℃の乾燥及び850℃の焼成を経て、保護層22dを形成した。焼成後の保護層22dの厚みは30μmとした。 Next, a protective layer glass paste is prepared, the protective layer glass paste is applied on the heating element 22c and the conductive pattern 22 g by screen printing, and then dried at 180 ° C. and fired at 850 ° C. to form the protective layer 22d. bottom. The thickness of the protective layer 22d after firing was 30 μm.

本実施例ではヒータの柔軟性を活用してヒータを変形させるため、クラックや剥がれを防止する観点で絶縁層22b,22eや保護層22dは厚すぎない方がよく、具体的には、100μmを超えない程度が望ましい。 In this embodiment, since the heater is deformed by utilizing the flexibility of the heater, the insulating layers 22b and 22e and the protective layer 22d should not be too thick from the viewpoint of preventing cracks and peeling. Specifically, 100 μm should be used. It is desirable that it does not exceed.

(4)ヒータホルダ及びヒータの保持方法
ヒータホルダ21は、ヒータ22を支持する支持部材(保持部材)として機能すると共に、円筒状である定着フィルム23の回転走行を案内するガイドでもある。ヒータホルダ21はポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PPS、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等を好適に用いることができる。
(4) Heater Holder and Heater Holding Method The heater holder 21 functions as a support member (holding member) for supporting the heater 22, and is also a guide for guiding the rotational running of the cylindrical fixing film 23. For the heater holder 21, a highly heat-resistant resin such as polyimide, polyamide-imide, PEEK, PPS, or liquid crystal polymer, or a composite material of these resins and ceramics, metal, glass, or the like can be preferably used.

中でも液晶ポリマーは以下のような利点から、特に好適に用いることができる。まず耐熱温度が高いためにヒータ22の設定温度の自由度が大きくできる。またモールド成型できるために、生産性が良く大量生産が可能である。さらには寸法安定性に優れるため加圧部材への押圧力を均等にすることができ紙搬送性能が安定することができる。本実施例では、液晶ポリマーにグラスファイバーを混合した複合材料を用いた。 Among them, the liquid crystal polymer can be particularly preferably used because of the following advantages. First, since the heat resistant temperature is high, the degree of freedom of the set temperature of the heater 22 can be increased. Moreover, since it can be molded, it has good productivity and can be mass-produced. Furthermore, since it is excellent in dimensional stability, the pressing force on the pressurizing member can be made uniform, and the paper transport performance can be stabilized. In this example, a composite material in which glass fiber is mixed with a liquid crystal polymer was used.

図7はヒータホルダ21をZ’−Z方向に見た概略図である。本実施例では、斜線で示す保持部W1にヒータ22が保持された状態で定着ニップ部Nfの加圧が行われ、ヒータ22に押圧力が作用する構成である。以下、図8、図9及び図10を用いてヒータ22の保持方法を説明する。 FIG. 7 is a schematic view of the heater holder 21 viewed in the Z'-Z direction. In this embodiment, the fixing nip portion Nf is pressurized while the heater 22 is held by the holding portion W1 indicated by the diagonal line, and the pressing force acts on the heater 22. Hereinafter, a method of holding the heater 22 will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10.

図8はヒータホルダ21を加圧ローラ30側から見た斜視図である。保持部W1は、図7と同様に加圧ローラ30から加圧されるヒータ22をヒータホルダ21が保持する部分である。また、図9(a)はヒータホルダ21にヒータ22を配置した状態の、加圧ローラ30側から見た(Z’−Z方向に見た)概略図であり、図9(b)はその模式図である。 FIG. 8 is a perspective view of the heater holder 21 as viewed from the pressure roller 30 side. The holding portion W1 is a portion where the heater holder 21 holds the heater 22 pressurized from the pressurizing roller 30 as in FIG. 7. Further, FIG. 9A is a schematic view (viewed in the Z'-Z direction) seen from the pressure roller 30 side in a state where the heater 22 is arranged in the heater holder 21, and FIG. 9B is a schematic view thereof. It is a figure.

図9(a、b)に示す通り、ヒータ22は、加圧ローラ30の軸方向(X’−X方向)の位置を、ヒータホルダ21の半月状の凸部(点線部C)においてヒータホルダ21に位置決めされている。このような位置決めとすることで、加熱時によるヒータ22の伸縮があったとしても適切にヒータ22を保持することができる。また、ヒータ22は、記録材の搬送方向(Y’−Y方向)の位置を、加圧ローラ30の軸方向(X’−X方向)における両側の壁部に形成された突き当て部(点線部B)において、ヒータホルダ21に位置決めされている。このような位置決めとすることで、加圧ローラ30の回転駆動時にヒータ22に対して定着フィルム23が摺動するときでも、適切にヒータ22を保持することができる。 As shown in FIGS. 9A and 9B, the heater 22 positions the pressure roller 30 in the axial direction (X'-X direction) with the heater holder 21 at the half-moon-shaped convex portion (dotted line portion C) of the heater holder 21. It is positioned. With such positioning, the heater 22 can be appropriately held even if the heater 22 expands and contracts due to heating. Further, the heater 22 positions the recording material in the transport direction (Y'-Y direction) at the abutting portions (dotted lines) formed on the wall portions on both sides in the axial direction (X'-X direction) of the pressure roller 30. In part B), it is positioned on the heater holder 21. With such positioning, the heater 22 can be appropriately held even when the fixing film 23 slides with respect to the heater 22 when the pressure roller 30 is rotationally driven.

図10は図8、図9の点線部A−Aにおけるヒータホルダ21の断面を加圧ローラ30の軸方向(X’−X方向)に見た図である。矢印a及び矢印dで示されるヒータホルダ21の切欠き部がヒータ22を収容する(ヒータホルダ21内に保持される)部分である。aの寸法は20.3mmであり、ヒータ22の幅寸法(20mm)よりも若干大きくしてある。dの寸法は0.3mmであり、ヒータ22の厚み寸法(0.3mm)と略同じである。 FIG. 10 is a view of the cross section of the heater holder 21 in the dotted line portions AA of FIGS. 8 and 9 as viewed in the axial direction (X'-X direction) of the pressure roller 30. The notch portion of the heater holder 21 indicated by the arrows a and d is a portion that accommodates the heater 22 (is held in the heater holder 21). The dimension of a is 20.3 mm, which is slightly larger than the width dimension (20 mm) of the heater 22. The dimension of d is 0.3 mm, which is substantially the same as the thickness dimension (0.3 mm) of the heater 22.

矢印b及び矢印cで示されるヒータホルダ21の段差部分は、図7,8で斜線で示す保持部W1であり、加圧ローラ30からの加圧力に抗してヒータ22が保持される場所を示している。bの寸法、cの寸法は共に1.0mmであり、段差部分(b、c)の間の間隔fがヒータ22の幅寸法(20mm)より小さい寸法(18mm)となっている。またこの段差部分(b、c)は矢印eで示される切欠き部(凹形状)によって生じている段差である。eの寸法は0.2mmである。このような構成により、ヒータ22の幅寸法(20mm)の内、幅方向の両端部がヒータホルダ21に保持された状態で、ヒータ22が加圧ローラ30からの加圧力を受けることになる。 The stepped portion of the heater holder 21 indicated by the arrows b and c is the holding portion W1 shown by the diagonal lines in FIGS. 7 and 8, and indicates a place where the heater 22 is held against the pressing force from the pressurizing roller 30. ing. Both the dimension of b and the dimension of c are 1.0 mm, and the distance f between the step portions (b, c) is smaller than the width dimension (20 mm) of the heater 22 (18 mm). Further, the step portions (b, c) are steps generated by the notch portion (concave shape) indicated by the arrow e. The dimension of e is 0.2 mm. With such a configuration, the heater 22 receives the pressing force from the pressurizing roller 30 while both ends in the width direction within the width dimension (20 mm) of the heater 22 are held by the heater holder 21.

なお、保持部W1及び保持部W1の間の切欠き部は、長手方向におけるヒータ22の全長に亘って設けられている。ヒータ22の幅方向における一方の段差部分(b)を本実施例の第1保持部とするとき、他方の段差部分(c)は本実施例の第2保持部である。 The notch between the holding portion W1 and the holding portion W1 is provided over the entire length of the heater 22 in the longitudinal direction. When one step portion (b) in the width direction of the heater 22 is used as the first holding portion of this embodiment, the other step portion (c) is the second holding portion of this embodiment.

図11に本実施例における定着装置9におけるヒータ22とヒータホルダ21の加圧状態における変形の概略図を示す。ヒータ22は、熱応力に対する強度の観点でセラミックスよりも優れる金属を基材とするため、その厚みを十分に小さくしても従来のヒータに比べて十分な使用時強度を得られる。一方で、機械的には厚みを薄くすることにより、さらにはセラミックスより柔らかい基材であるため従来のヒータに比べて柔軟性をもっている。この金属基板のヒータ22を幅方向両端部にて保持されるように構成して、加圧ローラ30の押圧力を与えることで撓ませる(変形させる)ことができる。 FIG. 11 shows a schematic view of deformation of the heater 22 and the heater holder 21 in the fixing device 9 in this embodiment in a pressurized state. Since the heater 22 is made of a metal which is superior to ceramics in terms of strength against thermal stress, even if the thickness thereof is sufficiently reduced, sufficient strength during use can be obtained as compared with the conventional heater. On the other hand, it is more flexible than conventional heaters because it is mechanically made thinner and the base material is softer than ceramics. The heater 22 of the metal substrate is configured to be held at both ends in the width direction, and can be bent (deformed) by applying a pressing force of the pressurizing roller 30.

図12に、本実施例における定着装置9の記録材の排出状態の概略図を示す。上述のヒータ22の変形により加圧ローラ30と定着フィルム23の圧接部(定着ニップ部Nf)の形状を加圧ローラ側に凹状(加圧部材側に凹状)とすることができる。「加圧ローラ側に凹状(定着フィルム側に凸状)」とは、記録材の搬送方向(Y’−Y方向)における対象部分の中央部に比べて対象部分の両端部の方が、加圧ローラ30の加圧方向(Z’−Z方向)に関して加圧ローラ30側にあることを指す。 FIG. 12 shows a schematic view of the discharge state of the recording material of the fixing device 9 in this embodiment. By deforming the heater 22 described above, the shape of the pressure contact portion (fixing nip portion Nf) between the pressure roller 30 and the fixing film 23 can be made concave on the pressure roller side (concave on the pressure member side). "Concave on the pressure roller side (convex on the fixing film side)" means that both ends of the target portion are added compared to the central portion of the target portion in the transport direction of the recording material (Y'-Y direction). It means that the pressure roller 30 is on the pressure roller 30 side with respect to the pressure direction (Z'-Z direction).

なお、加圧ローラ30及びフィルムアセンブリ20を相対移動可能に構成して、圧接部(定着ニップ部Nf)の加圧を解除可能とすることも可能である。その場合、加圧状態では上記の通りヒータ22が変形した状態となり、加圧を解除した圧解除状態では長手方向に見てヒータ22が直線状に伸びた状態となる。 It is also possible to configure the pressure roller 30 and the film assembly 20 to be relatively movable so that the pressure of the pressure contact portion (fixing nip portion Nf) can be released. In that case, in the pressurized state, the heater 22 is in a deformed state as described above, and in the pressure released state in which the pressurization is released, the heater 22 is in a linearly extended state when viewed in the longitudinal direction.

(5)作用効果
本実施例の作用効果について比較例と対比させて説明する。まず、比較例1として、図13に概略図を示す通りの、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータ122と、ヒータの変形を許容しないヒータホルダ121を用いた構成を挙げる。また、比較例2として、図14に概略図を示す通りの、本実施例で用いた金属基板のヒータ22と、ヒータの変形を許容しないヒータホルダ121を用いた構成を挙げる。また、比較例3として、図15に概略図を示す通りの、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータ122と、本実施例で用いたヒータ保持方法のヒータホルダ21を用いた構成を挙げる。比較例1,2におけるヒータホルダ121は、図16に示すように平面状の支持面121aでヒータ22,122を支持するため、加圧ローラ30の加圧力を受けてもヒータ22,122が変形しない。
(5) Action and effect The action and effect of this example will be described in comparison with a comparative example. First, as Comparative Example 1, a configuration using a heater 122 having a heat generating resistor on a ceramic substrate and a heater holder 121 that does not allow deformation of the heater, as shown in a schematic diagram in FIG. 13, will be mentioned. Further, as Comparative Example 2, a configuration using a metal substrate heater 22 used in this embodiment and a heater holder 121 that does not allow deformation of the heater, as shown in a schematic diagram in FIG. 14, will be mentioned. Further, as Comparative Example 3, as shown in the schematic diagram in FIG. 15, a configuration using a heater 122 having a heat generating resistor on a ceramic substrate and a heater holder 21 of the heater holding method used in this embodiment will be mentioned. .. As shown in FIG. 16, the heater holder 121 in Comparative Examples 1 and 2 supports the heaters 22 and 122 on the flat support surface 121a, so that the heaters 22 and 122 are not deformed even when the pressure of the pressurizing roller 30 is applied. ..

本実施例の作用効果を検証するために、以下の実験を行った。実験方法と結果を以下に述べる。 The following experiments were conducted to verify the effects of this example. The experimental method and results are described below.

1)実験方法1(巻き付き試験)
記録材には、CS−060F(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)のA4用紙(横送り)を用いた。そして、濃度100%の全面モノクロ画像を余白5mm設定で、印刷モードとしては薄紙モードを用いて、定着装置が十分に冷えた状態から連続10枚印刷のサンプリングを行った。実験に用いた画像形成装置において、このときのプロセススピードは190mm/sec、スループットは1分間に46枚である。印刷中に定着装置に記録材が巻き付いた場合を×、巻き付かなかった場合を○とした。実験を行った雰囲気環境は温度32.5℃、湿度80%である。
1) Experimental method 1 (wrapping test)
As the recording material, CS-060F (Canon Marketing Japan, product name) A4 paper (horizontal feed) was used. Then, a full-scale monochrome image having a density of 100% was sampled for continuous 10-sheet printing from a state in which the fixing device was sufficiently cooled by using a thin paper mode as a printing mode with a margin of 5 mm. In the image forming apparatus used in the experiment, the process speed at this time was 190 mm / sec, and the throughput was 46 images per minute. The case where the recording material was wrapped around the fixing device during printing was marked with x, and the case where it was not wrapped was marked with ○. The atmospheric environment in which the experiment was conducted has a temperature of 32.5 ° C. and a humidity of 80%.

2)実験方法2(定着可能電力)
記録材には、Office70(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)のA4用紙(横送り)を用いた。そして、濃度100%の全面モノクロ画像を余白5mm設定で、印刷モードとしては普通紙モードを用いて、定着装置が十分に冷えた状態から連続50枚印刷のサンプリングを行った。実験に用いた画像形成装置において、このときのプロセススピードは190mm/sec、スループットは1分間に46枚である。実験的に定着設定温度を1℃刻みで変更しながら印刷と、定着装置が印刷中に消費した電力のサンプリングを行い、全面ベタ画像が実用上十分な定着性で定着できる最小限の消費電力(定着可能電力とする)を求めた。
2) Experimental method 2 (fixable power)
As the recording material, A4 paper (horizontal feed) of Office70 (Canon Marketing Japan, product name) was used. Then, a blank of 5 mm was set for a full-scale monochrome image having a density of 100%, and a plain paper mode was used as the printing mode, and sampling was performed for continuous printing of 50 sheets from a state in which the fixing device was sufficiently cooled. In the image forming apparatus used in the experiment, the process speed at this time was 190 mm / sec, and the throughput was 46 images per minute. Printing is performed experimentally while changing the fixing set temperature in 1 ° C increments, and the power consumed by the fixing device during printing is sampled. (Set as fixable power) was requested.

具体的には、ディジタルパワーメーターWT300E(横河計測株式会社、商品名)を用い、連続50枚印刷時の、定着装置のヒータに通電による積算電力量(Wh)を測定し、そこから消費電力(W)を求めた。例えば定着設定温度を200℃としたときに消費電力が800Wであり全面ベタ画像が定着しており、定着設定温度を199℃としたときに消費電力が795Wであり全面ベタ画像が定着していなかったとする。このとき、全面ベタ画像が定着できる最小限の消費電力として定着可能電力は800Wとした。実験を行った雰囲気環境は温度23℃、湿度50%である。 Specifically, the digital power meter WT300E (Yokogawa Test & Measurement Corporation, trade name) is used to measure the integrated electric energy (Wh) by energizing the heater of the fixing device when printing 50 sheets continuously, and the power consumption is measured from there. I asked for (W). For example, when the fixing set temperature is 200 ° C., the power consumption is 800 W and the entire solid image is fixed, and when the fixing set temperature is 199 ° C., the power consumption is 795 W and the entire solid image is not fixed. Suppose. At this time, the fixable power was set to 800 W as the minimum power consumption for fixing the solid image on the entire surface. The atmospheric environment in which the experiment was conducted has a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%.

3)実験方法3(定着寿命)
記録材には、Office70(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)のA4用紙(横送り)を用い、濃度10%の全面ハーフトーン画像を余白5mm設定で、印刷モードとしては普通紙モードを用いて、連続2枚印刷の繰り返しサンプリングを行った。実験に用いた画像形成装置において、このときのプロセススピードは190mm/sec、スループットは1分間に46枚である。耐久試験の開始時と、その後2万枚おきに画像サンプリング及びスティックスリップ音(ヒータと定着フィルムの摺動性悪化による異音)の発生有無確認を行った。スティックスリップ音が確認された時点で印刷は終了し、その2万枚前の発生しなかったことが確認できた印刷枚数を、定着装置の寿命とした。実験を行った雰囲気環境は温度23℃、湿度50%である。
3) Experimental method 3 (fixation life)
Use Office70 (Canon Marketing Japan, trade name) A4 paper (horizontal feed) as the recording material, set a margin of 5 mm for a full-face halftone image with a density of 10%, and use plain paper mode as the printing mode for continuous printing. Repeated sampling of two-sheet printing was performed. In the image forming apparatus used in the experiment, the process speed at this time was 190 mm / sec, and the throughput was 46 images per minute. Image sampling and stick-slip noise (abnormal noise due to deterioration of the sliding property of the heater and the fixing film) were checked at the start of the durability test and every 20,000 sheets thereafter. Printing was completed when the stick-slip sound was confirmed, and the number of prints confirmed to have not occurred 20,000 sheets before that was taken as the life of the fixing device. The atmospheric environment in which the experiment was conducted has a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%.

表1に本実施例と比較例における、実験方法1,2,3の結果について示す。

Figure 2021131466
Table 1 shows the results of experimental methods 1, 2 and 3 in this example and comparative example.
Figure 2021131466

まず、実験方法1の結果を用いて、本実施例の構成がもたらす作用効果を説明する。説明する。表1に示すように、本実施例における定着装置においては巻き付きは発生しなかったものの、比較例1,2,3の定着装置においては巻き付きが発生した。本実施例においては図11、12を用いて先に説明した通り、金属基板のヒータ22を幅方向(記録材の搬送方向)両端部で保持されるように構成して、加圧ローラ30からの押圧力によって加圧ローラ側に凹状に変形させる構成としている。その結果、加圧ローラ30と定着フィルム23の圧接部の形状を加圧ローラ方向に凹状とすることができる。この作用により、紙の排出方向が加圧ローラ方向にすることができ、巻き付きに対するマージンを向上することができる。 First, using the results of Experimental Method 1, the effects brought about by the configuration of this example will be described. explain. As shown in Table 1, wrapping did not occur in the fixing device of the present embodiment, but wrapping occurred in the fixing devices of Comparative Examples 1, 2, and 3. In this embodiment, as described above with reference to FIGS. 11 and 12, the heater 22 of the metal substrate is configured to be held at both ends in the width direction (transportation direction of the recording material) from the pressure roller 30. It is configured to be deformed concavely toward the pressurizing roller side by the pressing force of. As a result, the shape of the pressure contact portion between the pressure roller 30 and the fixing film 23 can be made concave in the pressure roller direction. Due to this action, the paper ejection direction can be set to the pressure roller direction, and the margin for wrapping can be improved.

次に、実験方法2の結果を用いて、本実施例の構成がもたらす他の作用効果を説明する。本実施例における定着装置の定着可能電力は、比較例1,2,3の定着装置に比べて2%弱低く、消費電力を低減できていた。図16に比較例1の定着装置の概略図と定着装置におけるヒータ−定着フィルム間の圧力分布(定着フィルム−記録材間の圧力分布も実質的に同様である)を示す。圧力分布は点線で示してある。加圧ローラの押しつぶしによる変形と、その反力により、Y’−Y方向の加圧ローラ30の加圧中心部において圧が高く、圧接部の端部において徐々に圧が低くなるような山型の圧力分布となる。圧力分布の形状は比較例2,3についても同様である。 Next, using the results of Experimental Method 2, other effects brought about by the configuration of this example will be described. The fixable power of the fixing device in this embodiment was slightly lower than that of the fixing devices of Comparative Examples 1, 2 and 3, and the power consumption could be reduced. FIG. 16 shows a schematic view of the fixing device of Comparative Example 1 and a pressure distribution between the heater and the fixing film in the fixing device (the pressure distribution between the fixing film and the recording material is also substantially the same). The pressure distribution is shown by the dotted line. A mountain shape in which the pressure is high at the pressure center of the pressure roller 30 in the Y'-Y direction and gradually decreases at the end of the pressure contact due to the deformation caused by the crushing of the pressure roller and its reaction force. It becomes the pressure distribution of. The shape of the pressure distribution is the same for Comparative Examples 2 and 3.

図17に本実施例の定着装置の概略図と定着装置におけるヒータ−定着フィルム間の圧力分布の圧力分布を示す。比較例との差異がわかりやすいように、本実施例の圧力分布は実線で示し、比較例1の圧力分布を点線で示してある。本実施例においては、比較例1とは異なり、加圧ローラ30に押圧されることで金属基板のヒータ22の変形が生じている。その結果、Y’−Y方向の加圧ローラ30の加圧中心部における圧ピークは比較例1,2,3よりも低く、圧接部の端部近傍にかけては比較例1,2,3よりも圧力が高くなるような山型の圧力分布となる。 FIG. 17 shows a schematic view of the fixing device of this embodiment and the pressure distribution of the pressure distribution between the heater and the fixing film in the fixing device. The pressure distribution of this example is shown by a solid line, and the pressure distribution of Comparative Example 1 is shown by a dotted line so that the difference from the comparative example can be easily understood. In this embodiment, unlike Comparative Example 1, the heater 22 on the metal substrate is deformed by being pressed by the pressure roller 30. As a result, the pressure peak at the pressure center portion of the pressure roller 30 in the Y'-Y direction is lower than that of Comparative Examples 1, 2 and 3, and the vicinity of the end portion of the pressure contact portion is lower than that of Comparative Examples 1, 2 and 3. The pressure distribution is mountain-shaped so that the pressure becomes high.

本実施例の定着装置の定着可能電力が小さくなった効果は、この圧力分布形状の違いによるものである。定着装置においては、記録材上のトナー像を加熱・加圧により溶融変形をさせることにより固着画像とするものである。Y’−Y方向に記録材が進むに従い、定着装置内で記録材及びトナー像が加熱される。トナー像の変形は、温度が高くなるほど変形しやすくなるため、より搬送方向下流(Y方向に進んだ箇所)において高い圧力を受ける方がトナー像の変形効率が良くなる。この作用により、本実施例の定着装置がトナー像の変形効率が高く、より低い消費電力で定着可能となる。 The effect of reducing the fixable power of the fixing device of this embodiment is due to the difference in the pressure distribution shape. In the fixing device, the toner image on the recording material is melt-deformed by heating and pressurizing to obtain a fixed image. As the recording material advances in the Y'-Y direction, the recording material and the toner image are heated in the fixing device. Since the deformation of the toner image becomes easier as the temperature rises, the deformation efficiency of the toner image becomes better when a higher pressure is applied downstream in the transport direction (a portion advanced in the Y direction). Due to this action, the fixing device of this embodiment has high deformation efficiency of the toner image and can be fixed with lower power consumption.

さらに、実験方法3の結果を用いて、本実施例の構成がもたらす他の作用効果を説明する。本実施例における定着装置の定着寿命は、比較例1,2,3の定着装置に比べて2万枚寿命が長かった。 Furthermore, using the results of Experimental Method 3, other effects brought about by the configuration of this example will be described. The fixing life of the fixing device in this example was 20,000 sheets longer than that of the fixing devices of Comparative Examples 1, 2 and 3.

本実施例の定着装置の定着寿命が長くなった効果も、上記の圧分布形状の違いによるものである。スティックスリップ音の発生は、耐熱グリスの耐久劣化による摺動性の悪化によって発生する。本実施例の定着装置においては、圧ピークの高さが低いため、グリスの摺動劣化が抑えられる。この作用により、定着装置の長寿命化が可能となる。 The effect of extending the fixing life of the fixing device of this embodiment is also due to the difference in the pressure distribution shape described above. The stick-slip sound is generated by the deterioration of the slidability due to the deterioration of the durability of the heat-resistant grease. In the fixing device of this embodiment, since the height of the pressure peak is low, the sliding deterioration of grease can be suppressed. This action makes it possible to extend the life of the fixing device.

以上説明したように、本実施例では、金属基板のヒータ22を幅方向両端部にて保持されるように構成して、加圧ローラ30の押圧力を与えることで変形させることで、記録材の耐巻き付き性能の向上が可能となった。 As described above, in the present embodiment, the heater 22 of the metal substrate is configured to be held at both ends in the width direction, and is deformed by applying a pressing force of the pressurizing roller 30 to form a recording material. It has become possible to improve the wrapping resistance of.

実施例2に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。本実施例は、ヒータホルダ21におけるヒータ22の保持形状が実施例1と異なっているため、ヒータホルダ21の保持形状について説明する。その他の実施例1と共通の符号を付した要素は実施例1と同様の構成及び作用を有するものとする。 The fixing device and the image forming device according to the second embodiment will be described. In this embodiment, since the holding shape of the heater 22 in the heater holder 21 is different from that in the first embodiment, the holding shape of the heater holder 21 will be described. The other elements having the same reference numerals as those of the first embodiment shall have the same configuration and operation as those of the first embodiment.

図18に実施例2におけるヒータホルダ21の形状とヒータ22の保持状態の概略図を示す。実施例2では、ヒータ22の幅方向の両端部を保持する実施例1とは異なり、ヒータ22の幅方向(記録材の搬送方向、Y’−Y方向)に離れた2箇所の保持部W2でヒータ22の両端部より内側の部分を保持する。一方の保持部W2を本実施例の第1保持部とするとき、他方の保持部W2は本実施例の第2保持部である。2箇所の保持部W2は、ヒータ22の変形を許容するために幅方向に3mm以上(かつ、ヒータ22の幅寸法未満)離れていると好適である。 FIG. 18 shows a schematic view of the shape of the heater holder 21 and the holding state of the heater 22 in the second embodiment. In the second embodiment, unlike the first embodiment in which both ends in the width direction of the heater 22 are held, two holding portions W2 separated in the width direction of the heater 22 (conveying direction of recording material, Y'-Y direction). Holds the inner part of the heater 22 from both ends. When one holding portion W2 is used as the first holding portion of this embodiment, the other holding portion W2 is the second holding portion of this embodiment. It is preferable that the two holding portions W2 are separated by 3 mm or more (and less than the width dimension of the heater 22) in the width direction in order to allow the heater 22 to be deformed.

本実施例のヒータホルダ21によっても、加圧ローラ30からの加圧力によってヒータ22の変形が生じるため、定着フィルム23と加圧ローラ30の圧接部(定着ニップ部)は凹状に変形する。そのため、記録材の耐巻き付き性能が向上する。また、実施例1と同様に、圧接部(定着ニップ部)における圧力分布が分散することによる消費電力の低減や定着装置の長寿命化が可能となる。 Even with the heater holder 21 of this embodiment, the heater 22 is deformed by the pressure applied from the pressure roller 30, so that the pressure contact portion (fixing nip portion) of the fixing film 23 and the pressure roller 30 is deformed in a concave shape. Therefore, the wrapping resistance performance of the recording material is improved. Further, as in the first embodiment, the pressure distribution in the pressure contact portion (fixing nip portion) is dispersed, so that the power consumption can be reduced and the life of the fixing device can be extended.

実施例3に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。本実施例は、ヒータホルダ21におけるヒータ22の保持形状が実施例1、2のいずれともと異なっているため、ヒータホルダ21の保持形状について説明する。その他の実施例1、2と共通の符号を付した要素は実施例1、2と同様の構成及び作用を有するものとする。 The fixing device and the image forming device according to the third embodiment will be described. In this embodiment, since the holding shape of the heater 22 in the heater holder 21 is different from that of both the first and second embodiments, the holding shape of the heater holder 21 will be described. The other elements having the same reference numerals as those of Examples 1 and 2 shall have the same configuration and operation as those of Examples 1 and 2.

図19に実施例3におけるヒータホルダ21の断面形状とヒータ22の保持状態の概略図を示す。本実施例は、ヒータホルダ21がヒータ22を保持する保持部W3(ヒータ22の加圧ローラ30に対向する面とは反対側の面をヒータホルダ21が保持する部分)が、加圧ローラ側に凹状に湾曲した面で構成されている。 FIG. 19 shows a schematic view of the cross-sectional shape of the heater holder 21 and the holding state of the heater 22 in the third embodiment. In this embodiment, the holding portion W3 in which the heater holder 21 holds the heater 22 (the portion where the heater holder 21 holds the surface of the heater 22 opposite to the surface facing the pressure roller 30) is concave on the pressure roller side. It is composed of curved surfaces.

本実施例のヒータホルダ21によっても、加圧ローラ30からの加圧力によってヒータ22は保持部W3の湾曲に沿って加圧ローラ側に凹状に変形するため、定着フィルム23と加圧ローラ30の圧接部(定着ニップ部)は凹状に変形する。また、実施例1と同様に、圧接部(定着ニップ部)における圧力分布が分散することによる消費電力の低減や定着装置の長寿命化が可能となる。 Even with the heater holder 21 of this embodiment, the heater 22 is deformed concavely toward the pressure roller side along the curvature of the holding portion W3 due to the pressure applied from the pressure roller 30, so that the fixing film 23 and the pressure roller 30 are pressure-welded. The portion (fixing nip portion) is deformed in a concave shape. Further, as in the first embodiment, the pressure distribution in the pressure contact portion (fixing nip portion) is dispersed, so that the power consumption can be reduced and the life of the fixing device can be extended.

実施例4に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。本実施例は、ヒータホルダ21におけるヒータ22の保持形状が実施例1〜3のいずれともと異なっているため、ヒータホルダ21の保持形状について説明する。その他の実施例1、2と共通の符号を付した要素は実施例1〜3と同様の構成及び作用を有するものとする。 The fixing device and the image forming device according to the fourth embodiment will be described. In this embodiment, since the holding shape of the heater 22 in the heater holder 21 is different from that of any of the first to third embodiments, the holding shape of the heater holder 21 will be described. The other elements having the same reference numerals as those of Examples 1 and 2 shall have the same configuration and operation as those of Examples 1 to 3.

図20は、実施例4におけるヒータホルダ21を加圧ローラ30側から見た斜視図である。斜線部として示す保持部W4は、図8に示す実施例1の保持部W1と同様に、加圧ローラから加圧されるヒータ22をヒータホルダ21が保持する部分である。本実施例では、ヒータ22の変形を可能とするヒータホルダ21の凹形状を、長手方向に関してヒータ22が設けられている範囲の一部であって、長手方向における定着ニップ部の中央位置に対して対称に設けている。 FIG. 20 is a perspective view of the heater holder 21 in the fourth embodiment as viewed from the pressure roller 30 side. The holding portion W4 shown as a shaded portion is a portion where the heater holder 21 holds the heater 22 pressurized by the pressurizing roller, similarly to the holding portion W1 of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, the concave shape of the heater holder 21 that enables the heater 22 to be deformed is a part of the range in which the heater 22 is provided in the longitudinal direction, with respect to the central position of the fixing nip portion in the longitudinal direction. It is provided symmetrically.

図21は図20における点線部A(長手方向におけるヒータ22及び定着ニップ部Nfの中央位置)のヒータホルダ21の断面を示したものである。この位置では、保持部W4はヒータ22の幅方向に互いに離れた2箇所に分かれており、ヒータホルダ21はヒータ22が加圧ローラ側に凹状に変形することを許容する形状となっている。 FIG. 21 shows a cross section of the heater holder 21 of the dotted line portion A (center position of the heater 22 and the fixing nip portion Nf in the longitudinal direction) in FIG. 20. At this position, the holding portion W4 is divided into two positions separated from each other in the width direction of the heater 22, and the heater holder 21 has a shape that allows the heater 22 to be concavely deformed toward the pressurizing roller side.

一方、図22は図20における点線部D,E(長手方向におけるヒータ22の端部付近の位置)のヒータホルダ21の断面を示したものである。この位置では、保持部W4は平面状であり、ヒータホルダ21はヒータ22が加圧ローラ側に凹状に変形することを規制する。 On the other hand, FIG. 22 shows a cross section of the heater holder 21 of the dotted line portions D and E (positions near the ends of the heater 22 in the longitudinal direction) in FIG. 20. At this position, the holding portion W4 is flat, and the heater holder 21 regulates that the heater 22 is concavely deformed toward the pressure roller side.

このように、加圧ローラ30の軸方向(X’−X方向、定着装置の長手方向)において、ヒータホルダ21がヒータ22の変形を許容しつつ保持する部分を、長手方向に関してヒータ22が設けられている範囲の一部としてもよい。図20〜図22に示す構成例では、長手方向における中央部においてヒータ22の変形を許容し、それ以外の部分(長手方向の両端部)ではヒータ22の変形を許容しない構成としている。 In this way, the heater 22 is provided in the longitudinal direction of the portion where the heater holder 21 holds the heater 22 while allowing the deformation of the heater 22 in the axial direction (X'-X direction, longitudinal direction of the fixing device) of the pressurizing roller 30. It may be a part of the range. In the configuration examples shown in FIGS. 20 to 22, the heater 22 is allowed to be deformed at the central portion in the longitudinal direction, and the heater 22 is not allowed to be deformed at other portions (both ends in the longitudinal direction).

記録材の巻き付きは、加圧ローラ30の軸方向(X’−X方向)において、起点になる場所が決まっている場合がある。この構成は、長手方向の中央部が巻き付きの起点になる場合に効果的である。本実施例で用いる金属基板のヒータ22は、一般的なセラミックス基板のヒータよりも柔軟であることから、このような3次元に変形させるような保持方法においても効果を得ることができる。 The winding of the recording material may have a predetermined starting point in the axial direction (X'-X direction) of the pressure roller 30. This configuration is effective when the central portion in the longitudinal direction is the starting point of winding. Since the heater 22 on the metal substrate used in this embodiment is more flexible than the heater on a general ceramic substrate, it is possible to obtain an effect even in such a holding method of deforming into three dimensions.

なお、記録材の巻き付きの起点になる場所が長手方向の端部である場合には、図23のような構成も可能である。この変形例の場合、点線部A(長手方向におけるヒータ22及び定着ニップ部Nfの中央位置)のヒータホルダ21の断面は図22と同様であり、ヒータ22の変形を規制する形状となっている。一方、点線部D,E(長手方向におけるヒータ22の端部付近の位置)のヒータホルダ21の断面は図21と同様であり、ヒータ22が加圧ローラ側に凹状に変形することを許容する形状となっている。この変形例によっても、記録材の記録材の耐巻き付き性能の向上が可能である。 When the starting point for winding the recording material is the end portion in the longitudinal direction, the configuration shown in FIG. 23 is also possible. In the case of this modification, the cross section of the heater holder 21 of the dotted line portion A (the center position of the heater 22 and the fixing nip portion Nf in the longitudinal direction) is the same as that in FIG. 22, and has a shape that regulates the deformation of the heater 22. On the other hand, the cross sections of the heater holders 21 of the dotted line portions D and E (positions near the ends of the heater 22 in the longitudinal direction) are the same as those in FIG. It has become. This modification also makes it possible to improve the wrapping resistance performance of the recording material of the recording material.

(その他の実施例)
上述した各実施例はモノクロ画像形成装置を用いて説明した。しかし、本技術は、記録材搬送ベルトを用いたタンデム型のカラー画像形成装置や、4サイクル型の中間転写方式のカラー画像形成装置や、タンデム型の中間転写方式のカラー画像形成装置にも適用できる。また、中間転写方式において記録材搬送ベルトを用いたカラー画像形成装置、さらには、4つ以上のトナーを使用した画像形成装置など、類似の構成に用いた定着装置においても本技術を適用できる。
(Other Examples)
Each of the above-described examples has been described using a monochrome image forming apparatus. However, this technology is also applied to tandem type color image forming devices using recording material transport belts, 4-cycle type intermediate transfer type color image forming devices, and tandem type intermediate transfer type color image forming devices. can. The present technology can also be applied to a fixing device used in a similar configuration, such as a color image forming device using a recording material transport belt in an intermediate transfer method, and an image forming device using four or more toners.

また、上述した各実施例において、ヒータホルダ21の保持形状として、3つの形状例について説明した。しかし、その他の大きさのものや、その他の形状においても、金属基板のヒータ22を凹形状に保持することができていれば同様の効果が得られ、本技術を適用できる。 Further, in each of the above-described examples, three shape examples have been described as the holding shapes of the heater holder 21. However, the same effect can be obtained with other sizes and other shapes as long as the heater 22 on the metal substrate can be held in a concave shape, and the present technology can be applied.

なお、実施例4において、ヒータホルダ21の保持形状として、加圧ローラ30の軸方向に3分割した形状例について説明した。しかし、2分割やそれ以上の分割をした構成や、ヒータ22を変形させる形状から変形させない形状に連続的につながった構成においても、金属基板のヒータ22を凹形状に保持することができていれば同様の効果が得られ、本技術を適用できる。 In Example 4, as the holding shape of the heater holder 21, a shape example in which the pressure roller 30 is divided into three in the axial direction has been described. However, the heater 22 on the metal substrate can be held in a concave shape even in a configuration in which the heater 22 is divided into two or more, or in a configuration in which the heater 22 is continuously connected from a deformable shape to a non-deformable shape. If the same effect is obtained, this technology can be applied.

また、例えばヒータ22を凹形状のヒータホルダ21に接着することで、加圧ローラ30による加圧の有無によらず、ヒータ22が常時加圧ローラ側に凹状となった状態でヒータホルダ21に保持される構成としてもよい。 Further, for example, by adhering the heater 22 to the concave heater holder 21, the heater 22 is always held in the heater holder 21 in a state of being concave toward the pressurizing roller side regardless of the presence or absence of pressurization by the pressurizing roller 30. It may be configured as such.

また、上述した各実施例の定着装置は、ヒータ22がフィルム内面に直接接触しているが、ヒータとフィルム内面との間に、熱伝導性が高いシート状の部材(例えば材質が合金鉄やアルミのシート状の部材)を配置してもよい。つまり、ヒータがシート状の部材を介してフィルムを加熱する構成のニップ部形成ユニットを用いてもよい。 Further, in the fixing device of each of the above-described embodiments, the heater 22 is in direct contact with the inner surface of the film, but a sheet-like member having high thermal conductivity (for example, the material is ferroalloy) is used between the heater and the inner surface of the film. (Aluminum sheet-like member) may be arranged. That is, a nip portion forming unit having a structure in which the heater heats the film via the sheet-shaped member may be used.

9…定着装置/21…ニップ部形成ユニット、保持部材(ヒータホルダ)/22…ニップ部形成ユニット、ヒータ/22a…基板/22b…絶縁層/22c…発熱体/23…フィルム(定着フィルム)/30…加圧部材(加圧ローラ)/100…画像形成装置(プリンタ)/Nf…ニップ部(定着ニップ部)

9 ... Fixing device / 21 ... Nip part forming unit, holding member (heater holder) / 22 ... Nip part forming unit, heater / 22a ... Substrate / 22b ... Insulating layer / 22c ... Heating element / 23 ... Film (fixing film) / 30 ... Pressurizing member (pressurizing roller) / 100 ... Image forming device (printer) / Nf ... Nip part (fixing nip part)

Claims (8)

筒状のフィルムと、ヒータ及び前記ヒータを保持する保持部材を有し前記フィルムの内面と摺接するニップ部形成ユニットと、前記フィルムを挟んで前記ニップ部形成ユニットと対向し前記フィルムとの間にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー像を加熱し記録材に定着させる定着装置において、
前記ヒータは、金属製の基板と、前記基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に配置され、通電されることで発熱する発熱体と、を有し、
前記ヒータは、定着装置の長手方向に見た場合に、前記ヒータの前記加圧部材側の面が凹状に湾曲した状態で前記保持部材に保持されている、
ことを特徴とする定着装置。
Between a tubular film, a nip portion forming unit having a heater and a holding member for holding the heater and in sliding contact with the inner surface of the film, and the film facing the nip portion forming unit with the film sandwiched between them. In a fixing device having a pressurizing member forming a nip portion, the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material while the recording material is sandwiched and conveyed by the nip portion.
The heater has a metal substrate, an insulating layer formed on the substrate, and a heating element arranged on the insulating layer and generating heat when energized.
The heater is held by the holding member in a state where the surface of the heater on the pressure member side is concavely curved when viewed in the longitudinal direction of the fixing device.
A fixing device characterized in that.
前記保持部材には、前記ヒータが撓むことを許容する凹形状が設けられ、
前記ヒータは、前記フィルムを介して前記加圧部材に押圧されていない状態では前記長手方向に見て直線状であり、前記フィルムを介して前記加圧部材に押圧されている状態では前記凹形状に向かって撓む、
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The holding member is provided with a concave shape that allows the heater to bend.
The heater is linear when viewed in the longitudinal direction when not pressed by the pressurizing member via the film, and has a concave shape when pressed by the pressurizing member via the film. Bend towards
The fixing device according to claim 1.
前記保持部材は、記録材の搬送方向に関して前記凹形状の両側に設けられた第1保持部及び第2保持部であって、前記ヒータの前記加圧部材に対向する面とは反対側の面を保持する第1保持部及び第2保持部を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
The holding member is a first holding portion and a second holding portion provided on both sides of the concave shape with respect to the transport direction of the recording material, and is a surface of the heater opposite to the surface of the heater facing the pressure member. Has a first holding part and a second holding part for holding the
The fixing device according to claim 2, wherein the fixing device is characterized by the above.
前記搬送方向における前記第1保持部及び前記第2保持部の間隔が3mm以上である、
ことを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
The distance between the first holding portion and the second holding portion in the transport direction is 3 mm or more.
The fixing device according to claim 3, wherein the fixing device is characterized by the above.
前記凹形状が、前記長手方向に関して前記ヒータが設けられている範囲の全長に亘って設けられている、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。
The concave shape is provided over the entire length of the range in which the heater is provided in the longitudinal direction.
The fixing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the fixing device is characterized by the above.
前記凹形状が、前記長手方向に関して前記ヒータが設けられている範囲の一部であって、前記長手方向における前記ニップ部の中央位置に対して対称に設けられている、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。
The concave shape is a part of the range in which the heater is provided in the longitudinal direction, and is provided symmetrically with respect to the central position of the nip portion in the longitudinal direction.
The fixing device according to any one of claims 2 to 4, wherein the fixing device is characterized by the above.
前記基板の厚みが0.6mm未満である、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。
The thickness of the substrate is less than 0.6 mm.
The fixing device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
回転する像担持体と、
前記像担持体の表面に担持されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段によって記録材に転写されたトナー像を記録材に定着させる請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
With a rotating image carrier,
A transfer means for transferring a toner image supported on the surface of the image carrier to a recording material, and
The fixing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the toner image transferred to the recording material by the transfer means is fixed to the recording material.
An image forming apparatus comprising.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230116189A1 (en) * 2021-10-11 2023-04-13 Canon Kabushiki Kaisha Heater, heating device, and image forming apparatus

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