JP2021184016A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming device.
特許文献1に記載の画像形成装置は、加熱ベルト(フィルム)方式の定着装置を備える。定着装置は、筒状の定着ベルトと、加熱部と、加圧部材とを備える。加熱部は、定着ベルトの内周面に対向する。加圧部材は、定着ベルトの外周面に当接して定着ベルトを加圧するとともに、回転軸線の周りに回転する。加熱部は、ヒーターと、感熱体とを有する。ヒーターは、回転軸線に平行な軸線方向を長手方向として延びる。感熱体は、ヒーターの熱を感知する。
The image forming apparatus described in
ヒーターは、基板と、抵抗発熱体とを含む。基板は、互いに平行な2つの主面を有する。抵抗発熱体は、2つの主面のうちの一方である発熱面に形成されて一次回路を構成する。 The heater includes a substrate and a resistance heating element. The substrate has two main surfaces parallel to each other. The resistance heating element is formed on one of the two main surfaces, the heating surface, to form a primary circuit.
感熱体は、素子部と、本体部と、絶縁フィルムと、熱伝導部材とを含む。素子部は、ヒーターの温度を検知するための二次回路を構成する。本体部は、素子部が2つの主面のうちの他方である非発熱面に対向するように素子部を支持する。絶縁フィルムは、素子部の表面及び本体部の一部表面を覆う。熱伝導部材は、絶縁フィルムと非発熱面との間に介在する。熱伝導部材は、軸線方向を長手方向として延びる。軸線方向において、絶縁フィルムの幅は熱伝導部材の長さよりも小さい。素子部の近傍の領域において、軸線方向と交差する通紙方向における熱伝導部材の長さは、軸線方向における熱伝導部材の長さよりも小さく、かつ通紙方向における基板の幅よりも小さい。 The heat sensitive body includes an element portion, a main body portion, an insulating film, and a heat conductive member. The element unit constitutes a secondary circuit for detecting the temperature of the heater. The main body supports the element so that the element faces the non-heat-generating surface which is the other of the two main surfaces. The insulating film covers the surface of the element portion and a part of the surface of the main body portion. The heat conductive member is interposed between the insulating film and the non-heating surface. The heat conductive member extends with the axial direction as the longitudinal direction. In the axial direction, the width of the insulating film is smaller than the length of the heat conductive member. In the region near the element portion, the length of the heat conductive member in the paper passing direction intersecting the axial direction is smaller than the length of the heat conductive member in the axial direction and smaller than the width of the substrate in the paper passing direction.
特許文献1に記載の定着装置では、基板の非発熱面と感熱体の素子部との間に熱伝導部材が介在するにもかかわらず、通紙方向における温度の不均一分布の発生を抑制できなかった。その結果、素子部による温度検知結果にばらつきが生じ、ひいては温度検知結果に基づくヒーター電力制御に起因して、定着ベルトと加圧部材との間の定着ニップ領域の温度にばらつきが生じる。
In the fixing device described in
本発明は、通紙方向における温度の不均一分布の発生を抑制しつつ、一次回路と二次回路との間の適切な絶縁距離を確保できる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。 An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming device capable of ensuring an appropriate insulation distance between a primary circuit and a secondary circuit while suppressing the occurrence of non-uniform distribution of temperature in the paper passing direction. do.
本発明の定着装置は、筒状の定着ベルトと、加熱部と、加圧部材とを備える。前記加熱部は、前記定着ベルトの内周面に対向する。前記加圧部材は、前記定着ベルトの外周面に当接して前記定着ベルトを加圧するとともに、回転軸線の周りに回転する。前記加熱部は、ヒーターと、感熱体とを有する。前記ヒーターは、前記回転軸線に平行な軸線方向を長手方向として延びる。前記感熱体は、前記ヒーターの熱を感知する。前記ヒーターは、基板と、抵抗発熱体とを含む。前記基板は、互いに平行な2つの主面を有する。前記抵抗発熱体は、前記2つの主面のうちの一方である発熱面に形成される。前記感熱体は、素子部と、本体部と、絶縁フィルムと、熱伝導部材とを含む。前記素子部は、前記ヒーターの温度を検知する。前記本体部は、前記素子部が前記2つの主面のうちの他方である非発熱面に対向するように前記素子部を支持する。前記絶縁フィルムは、前記素子部の表面及び前記本体部の一部表面を覆う。前記熱伝導部材は、前記絶縁フィルムと前記非発熱面との間に介在する。前記熱伝導部材は、前記軸線方向と交差する通紙方向を長手方向として延びる。前記軸線方向において、前記絶縁フィルムの幅は前記熱伝導部材の幅よりも大きい。 The fixing device of the present invention includes a cylindrical fixing belt, a heating portion, and a pressurizing member. The heating portion faces the inner peripheral surface of the fixing belt. The pressurizing member abuts on the outer peripheral surface of the fixing belt to pressurize the fixing belt and rotates around the rotation axis. The heating unit has a heater and a heat sensitive body. The heater extends with the axial direction parallel to the rotation axis as the longitudinal direction. The heat sensitive body senses the heat of the heater. The heater includes a substrate and a resistance heating element. The substrate has two main surfaces parallel to each other. The resistance heating element is formed on one of the two main surfaces, the heating surface. The heat-sensitive body includes an element portion, a main body portion, an insulating film, and a heat conductive member. The element unit detects the temperature of the heater. The main body supports the element so that the element faces the non-heating surface which is the other of the two main surfaces. The insulating film covers the surface of the element portion and a part of the surface of the main body portion. The heat conductive member is interposed between the insulating film and the non-heating surface. The heat conductive member extends with the paper passing direction intersecting the axial direction as the longitudinal direction. In the axial direction, the width of the insulating film is larger than the width of the heat conductive member.
本発明の画像形成装置は、上記の定着装置と、画像形成部とを備える。前記画像形成部は、記録媒体にトナー像を形成する。前記定着装置は、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる。 The image forming apparatus of the present invention includes the above-mentioned fixing device and an image forming unit. The image forming unit forms a toner image on a recording medium. The fixing device fixes the toner image on the recording medium.
本発明によれば、通紙方向における温度の不均一分布の発生を抑制しつつ、一次回路と二次回路との間の適切な絶縁距離を確保できる定着装置及び画像形成装置が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a fixing device and an image forming apparatus capable of ensuring an appropriate insulation distance between a primary circuit and a secondary circuit while suppressing the occurrence of non-uniform distribution of temperature in the paper passing direction.
本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、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
図1を参照して、実施形態に係る画像形成装置100について説明する。図1は、画像形成装置100の構成の一例を示す概略図である。画像形成装置100は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、又はこれらの機能を兼ね備えた複合機である。以下では、画像形成装置100がモノクロ複合機である実施形態について説明する。なお、図1において、便宜上、左から右への向きをX軸の正の向き、手前から奥への向きをY軸の正の向き、下から上への向きをZ軸の正の向きとする。
The
図1に示されるように、画像形成装置100は、定着装置1と、画像形成部2と、読取部3と、給送部4と、搬送部5と、排出部6とを備える。
As shown in FIG. 1, the
読取部3は、原稿Gの画像を読み取る。読取部3は、読み取った画像から画像データを生成する。給送部4は、複数のシートSを収容し、搬送部5へシートSを給送する。シートSは、例えば紙製又は合成樹脂製である。搬送部5は、複数の搬送ローラー対を含み、画像形成部2にシートSを搬送する。シートSは、「記録媒体」の一例に相当する。
The reading unit 3 reads the image of the document G. The reading unit 3 generates image data from the read image. The feeding section 4 accommodates a plurality of sheets S and feeds the sheets S to the transport section 5. The sheet S is made of, for example, paper or synthetic resin. The transport unit 5 includes a plurality of transport roller pairs and transports the sheet S to the
画像形成部2は、電子写真方式によってシートSにトナー像を形成する。画像形成部2は、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写装置と、クリーニング装置と、除電装置とを含む。トナー像は、例えば原稿Gの画像を示す。定着装置1は、トナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートSに定着させる。搬送部5は、トナー像の定着されたシートSを排出部6に搬送する。排出部6は、画像形成装置100の外部にシートSを排出する。
The
次に、図2及び図3を参照して、定着装置1の構成について説明する。図2は、定着装置1の一例を示す斜視図である。図3は、図2のIII−III断面図である。
Next, the configuration of the fixing
図2及び図3に示されるように、定着装置1は、定着ベルト10と、加圧部材20と、加熱部30と、第1ベルト保持部材61と、第2ベルト保持部材62とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
定着ベルト10は、可撓性を有する筒状のベルトであって、外周面101と、内周面102とを有する。加圧部材20は、加圧ローラーであって、弾性を有する外周面201を備える。加圧部材20の外周面201は、定着ベルト10の外周面101に当接して定着ベルト10を加圧する。その結果、定着ベルト10の外周面101と、加圧部材20の外周面201との間に、定着ニップ領域Nが形成される。
The fixing
加圧部材20は、軸芯24を有する。加圧部材20は、軸芯24が不図示の駆動機構により駆動されて、回転軸線Lの周りに回転する。加圧部材20は、図3において反時計回りの第1回転方向R1に回転する。定着ベルト10は、加圧部材20の回転に従動して、図3において時計回りの第2回転方向R2に回転する。シートSは、定着ニップ領域Nを通過するように、回転軸線Lに平行な軸線方向Mと交差する通紙方向Pに沿って移動する。
The pressurizing
加熱部30は、ヒーター31と、ヒーター保持部材32と、補強部材33と、感熱体34とを含み、定着ベルト10の内周面102に対向する。
The
ヒーター31は、定着ベルト10の内周面102に当接して、定着ベルト10を加熱する。ヒーター31は、例えば、軸線方向Mを長手方向として延びる細長板状のセラミックヒーターである。
The
ヒーター保持部材32は、ヒーター31を保持する。ヒーター保持部材32は、軸線方向Mに沿って延びる断面U字状の耐熱樹脂部材である。ヒーター保持部材32は、好ましくは定着ベルト10の整形のためのリブ321を有する。
The
補強部材33は、軸線方向Mに沿って延びる断面U字状の金属製ステー部材である。補強部材33は、ヒーター保持部材32を補強するように、ヒーター保持部材32と組み合わされる。
The reinforcing
感熱体34は、ヒーター保持部材32に設けられた貫通孔の中でヒーター31に当接して、ヒーター31の熱を感知する。
The heat
定着ベルト10の軸線方向Mにおける両端部は、第1ベルト保持部材61及び第2ベルト保持部材62によって保持される。
Both ends of the fixing
次に、図4、図5、及び図6を参照して、ヒーター31及び感熱体34の詳細構成を説明する。図4は、ヒーター31及び感熱体34の詳細構成を示す平面図である。図5は、図4のV−V断面図である。図6は、図4のVI−VI断面図である。
Next, the detailed configuration of the
図4、図5、及び図6に示されるように、ヒーター31は、基板311と、抵抗発熱体312とを含む。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
基板311は、例えばセラミック基板である。基板311は、互いに平行な2つの主面を有する。2つの主面のうちの一方が発熱面313であり、他方が非発熱面314である。
The
抵抗発熱体312は、不図示の配線体とともに基板311の発熱面313の上に形成されている。抵抗発熱体312及び配線体は、一次回路を構成する。
The
感熱体34は、素子部341と、本体部342と、絶縁フィルム343と、熱伝導部材344とを含む。
The heat
素子部341は、ヒーター31の温度を検知する。素子部341は、例えば、サーミスターを含む。
The
本体部342は、素子部341が基板311の非発熱面314に対向するように、素子部341を支持する。本体部342は、例えば、直方体の形状を有し、樹脂製である。なお、好ましくは、素子部341と本体部342との間にセラミックペーパーのような緩衝部材が設けられる。
The
絶縁フィルム343は、素子部341の表面及び本体部342の一部表面を覆うように、本体部342に巻き付けられている。絶縁フィルム343は、図6に示されるように、軸線方向Mに交差する平面(ZX平面)において本体部342の四周を一周する。絶縁フィルム343は、例えば、ポリイミド製である。
The insulating
熱伝導部材344は、例えば金属製であって、絶縁フィルム343と非発熱面314との間に介在する。熱伝導部材344は、図4に示されるように、通紙方向Pを長手方向として延びる。つまり、通紙方向Pにおける熱伝導部材344の長さL2は、軸線方向Mにおける熱伝導部材344の幅W2よりも大きい。また、図4及び図6に示されるように、通紙方向Pにおいて、熱伝導部材344の長さL2は、基板311の幅W4と略等しい。
The heat
図4及び図5に示されるように、軸線方向Mにおいて、絶縁フィルム343の幅W3は、熱伝導部材344の幅W2よりも大きい。また、軸線方向Mにおいて、熱伝導部材344の幅W2は、素子部341の幅W1よりも大きい。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the axial direction M, the width W3 of the insulating
次に、図4、図5、図6、及び図7を参照して、感熱体34の電気接続について説明する。図7は、感熱体34の電気接続を示す斜視図である。
Next, the electrical connection of the heat
図7に示されるように、感熱体34は、第1ジュメット線345、第2ジュメット線346、第1端子347、及び第2端子348を更に含む。
As shown in FIG. 7, the heat
第1ジュメット線345及び第2ジュメット線346の各々の一端は、素子部341に接続されている。第1ジュメット線345は、素子部341の一方の端部から通紙方向Pと平行に出て、本体部342の表面と絶縁フィルム343との間を通り、第1端子347まで延びる。第2ジュメット線346は、素子部341の他方の端部から通紙方向Pと平行に出て、本体部342の表面と絶縁フィルム343との間を通り、第2端子348まで延びる。第1端子347及び第2端子348は、本体部342の六面のうち素子部341を支持する面に対向する面に形成されている。第1ジュメット線345及び第2ジュメット線346の大部分は、絶縁フィルム343に覆われている。第1端子347及び第2端子348には、配線349が接続されている。素子部341、第1ジュメット線345、第2ジュメット線346、第1端子347、第2端子348、及び配線349は、二次回路を構成する。第1ジュメット線345及び第2ジュメット線346は、「配線部材」の一例に相当する。
One end of each of the
図4及び図6に示されるように、通紙方向Pにおいて、熱伝導部材344の長さL2は、基板311の幅W4と略等しい。したがって、通紙方向Pにおける温度の不均一分布の発生が抑制される。しかも、図4及び図5に示されるように、軸線方向Mにおいて、熱伝導部材344の幅W2は、素子部341の幅W1よりも大きい。したがって、軸線方向Mにおいても一定の領域で、温度の不均一分布の発生が抑制される。
As shown in FIGS. 4 and 6, in the paper passing direction P, the length L2 of the heat
一方、熱伝導部材344は導電性を有するので、軸線方向Mにおける熱伝導部材344の幅W2を大きくすることは、絶縁設計にとって不利である。ところが、図4及び図5に示されるように、軸線方向Mにおいて、熱伝導部材344の幅W2は、絶縁フィルム343の幅W3よりも小さい。したがって、熱伝導部材344のZ軸方向(通紙方向P)に沿って延びる縁部から絶縁フィルム343の一方の面及び他方の面を順次経て素子部341まで至る長い経路で、絶縁が保たれる。つまり、一次回路と二次回路との間の適切な絶縁距離が確保される。また、一次回路から素子部341までの絶縁距離が第1ジュメット線345及び第2ジュメット線346の存在によって短縮されることもない。
On the other hand, since the heat
実施形態によれば、通紙方向Pにおける温度の不均一分布の発生を抑制しつつ、一次回路と二次回路との間の適切な絶縁距離を確保できる定着装置1及び画像形成装置100が提供される。
According to the embodiment, the fixing
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above embodiments. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In order to make the drawings easier to understand, each component is schematically shown, and the number of each component shown may differ from the actual one due to the convenience of drawing. Further, each component shown in the above embodiment is an example, and is not particularly limited, and various changes can be made without substantially deviating from the effect of the present invention.
本発明は、定着装置及び画像形成装置の分野に利用可能である。 The present invention can be used in the fields of fixing devices and image forming devices.
1 定着装置
2 画像形成部
10 定着ベルト
20 加圧部材
30 加熱部
31 ヒーター
34 感熱体
100 画像形成装置
101 外周面
102 内周面
201 外周面
311 基板
312 抵抗発熱体
313 発熱面
314 非発熱面
341 素子部
342 本体部
343 絶縁フィルム
344 熱伝導部材
345 第1ジュメット線(配線部材)
346 第2ジュメット線(配線部材)
L 回転軸線
M 軸線方向
N 定着ニップ領域
P 通紙方向
S シート(記録媒体)
1 Fixing
346 2nd Jumet wire (wiring member)
L Rotating axis M Axial direction N Fixing nip area P Paper passing direction S Sheet (recording medium)
Claims (5)
前記定着ベルトの内周面に対向する加熱部と、
前記定着ベルトの外周面に当接して前記定着ベルトを加圧するとともに、回転軸線の周りに回転する加圧部材と
を備え、
前記加熱部は、
前記回転軸線に平行な軸線方向を長手方向として延びるヒーターと、
前記ヒーターの熱を感知する感熱体と
を有し、
前記ヒーターは、
互いに平行な2つの主面を有する基板と、
前記2つの主面のうちの一方である発熱面に形成された抵抗発熱体と
を含み、
前記感熱体は、
前記ヒーターの温度を検知する素子部と、
前記素子部が前記2つの主面のうちの他方である非発熱面に対向するように前記素子部を支持する本体部と、
前記素子部の表面及び前記本体部の一部表面を覆う絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルムと前記非発熱面との間に介在した熱伝導部材と
を含み、
前記熱伝導部材は、前記軸線方向と交差する通紙方向を長手方向として延び、
前記軸線方向において、前記絶縁フィルムの幅は前記熱伝導部材の幅よりも大きい、定着装置。 With a tubular fixing belt,
The heating portion facing the inner peripheral surface of the fixing belt and
It is provided with a pressurizing member that abuts on the outer peripheral surface of the fixing belt to pressurize the fixing belt and rotates around the rotation axis.
The heating part is
A heater that extends in the longitudinal direction along the axis parallel to the rotation axis,
It has a heat sensitive body that senses the heat of the heater.
The heater is
A substrate having two main surfaces parallel to each other,
Includes a resistance heating element formed on one of the two main surfaces, the heating element.
The heat sensitive body is
The element unit that detects the temperature of the heater and
A main body portion that supports the element portion so that the element portion faces the non-heating surface that is the other of the two main surfaces, and a main body portion.
An insulating film that covers the surface of the element portion and a part of the surface of the main body portion,
Includes a heat conductive member interposed between the insulating film and the non-heating surface.
The heat conductive member extends with the paper passing direction intersecting the axial direction as the longitudinal direction.
A fixing device in which the width of the insulating film is larger than the width of the heat conductive member in the axial direction.
前記配線部材は、前記素子部から前記通紙方向と平行に出て、前記本体部の表面と前記絶縁フィルムとの間を通る、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置。 The heat sensitive body further includes a wiring member connected to the element portion, and the heat sensitive body further includes a wiring member.
The fixing according to any one of claims 1 to 3, wherein the wiring member exits from the element portion in parallel with the paper passing direction and passes between the surface of the main body portion and the insulating film. Device.
記録媒体にトナー像を形成する画像形成部と
を備え、
前記定着装置は前記トナー像を前記記録媒体に定着させる、画像形成装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 4, and the fixing device.
The recording medium is provided with an image forming unit that forms a toner image.
The fixing device is an image forming device that fixes the toner image on the recording medium.
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