JP4546233B2 - Image heating device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する加熱定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関し、特に加熱体の暴走を抑える感熱素子を備えた像加熱装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image heating apparatus suitable for use as a heating and fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to an image heating apparatus provided with a thermal element that suppresses runaway of a heating body.

例えば、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置における画像加熱定着装置、すなわち、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱軟化性の樹脂等によりなるトナーを用いて記録材に形成したトナー画像を永久固着画像として加熱定着処理する画像加熱定着装置としては、従来から、各種タイプの装置が知られており、また実用に供されている。   For example, an image heating and fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a fax machine, that is, a toner made of heat-softening resin or the like by an appropriate image forming process means such as electrophotography, electrostatic recording, or magnetic recording. Various types of apparatuses have been conventionally known and are in practical use as image heating and fixing apparatuses that heat and fix a toner image formed on a recording material as a permanently fixed image.

代表的な装置としては、熱ローラタイプの装置、フィルム加熱方式の装置等が挙げられる。   Typical apparatuses include a heat roller type apparatus and a film heating type apparatus.

フィルム加熱方式の加熱定着装置は、特許文献1に記載されており、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりも速い方式(オンデマンド)の装置である。   A film heating type heat fixing apparatus is described in Patent Document 1, and is a system (on-demand) that has high heat transfer efficiency and quick start-up of the apparatus.

図10はフィルム加熱方式の加熱定着装置の一例におけ、要部の横断面模型図である。16は加熱体としてのヒータであり、図面に垂直方向を長手とする細長・薄板形状の低熱容量ヒータである。このヒータ16は絶縁性で熱伝導率の良い細長・薄板形状のヒータ基板と、この基板に具備させた発熱抵抗体部(通電発熱抵抗体)とを基本構成体とするもので、発熱抵抗体部に対する通電により急速に昇温し、通電遮断により迅速に降温する。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the main part in an example of a film heating type heat fixing apparatus. Reference numeral 16 denotes a heater as a heating element, which is a long and thin plate-shaped low heat capacity heater having a longitudinal direction in the drawing as a longitudinal direction. This heater 16 has an elongated and thin plate-shaped heater substrate having an insulating property and good thermal conductivity, and a heating resistor portion (an energizing heating resistor) provided on the substrate as a basic component. The temperature is rapidly raised by energizing the part, and the temperature is quickly lowered by de-energizing.

17は加熱体支持部材としてのヒータホルダであり、剛性・断熱性を有し、該部材の下面に部材長手に沿って形成されたヒータ嵌め込み溝内に上記のヒータ16を嵌め込んで固定支持させてある。   Reference numeral 17 denotes a heater holder as a heating body support member, which has rigidity and heat insulation. The heater 16 is fitted and fixedly supported in a heater fitting groove formed along the length of the member on the lower surface of the member. is there.

上記のようにヒータホルダ17に支持させたヒータ16の露呈面(ヒータ表面)に対して可撓性部材としての耐熱性フィルム(定着フィルム)27を弾性加圧ローラ22で加圧密着させて摺動搬送させ、該フィルム27を挟んでヒータ16と加圧ローラ22とで形成される圧接ニップ部(定着ニップ部)Nのフィルム27と加圧ローラ22との間に被加熱材としての、未定着画像(トナー画像)tを形成担持させた被記録材Pを導入してフィルム27と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送させることによりヒータ16の熱をフィルム27を介して被記録材Pに付与して被記録材P上の未定着画像tを被記録材Pの面に加熱定着させるものである。定着ニップ部Nを通った被記録材Pはフィルム27の面から分離して搬送される。   As described above, the heat-resistant film (fixing film) 27 as a flexible member is slid by pressing with the elastic pressure roller 22 against the exposed surface (heater surface) of the heater 16 supported by the heater holder 17. Unfixed as a material to be heated between the film 27 and the pressure roller 22 in the pressure nip portion (fixing nip portion) N formed by the heater 16 and the pressure roller 22 with the film 27 interposed therebetween The recording material P on which an image (toner image) t is formed and supported is introduced, and the fixing nip portion N is nipped and conveyed together with the film 27, whereby the heat of the heater 16 is applied to the recording material P through the film 27. Thus, the unfixed image t on the recording material P is heated and fixed on the surface of the recording material P. The recording material P passing through the fixing nip N is separated from the surface of the film 27 and conveyed.

このとき、ヒータ16の異常昇温時にヒータ16の熱で作動してヒータ16への給電を緊急遮断させる感熱素子19をヒータ16の定着フィルム27密着面側とは反対の面に対して接触させて配設してあり、発熱抵抗体部に対する通電に制御不能の事態を生じてヒータ16が異常昇温(ヒータの暴走、許容以上の過昇温)すると、そのヒータ16の異常昇温により感熱素子19が作動して、発熱抵抗体部への通電が緊急遮断される。   At this time, the thermal element 19 that operates with the heat of the heater 16 when the heater 16 is abnormally heated to urgently cut off the power supply to the heater 16 is brought into contact with the surface of the heater 16 opposite to the fixing film 27 contact surface side. If the heater 16 is heated abnormally (heater runaway, excessive temperature rise beyond the permissible level) due to an uncontrollable state of energization to the heating resistor part, the heater 16 is heated by the abnormal temperature rise. The element 19 is actuated, and energization to the heating resistor portion is urgently cut off.

感熱素子19としては、主に温度ヒューズや、サーモスイッチといった、所定の温度以上を感知すると発熱抵抗体部への電流を遮断する仕組みのものが用いられている。   As the heat sensitive element 19, a device such as a thermal fuse or a thermo switch that cuts off the current to the heating resistor section when a predetermined temperature or higher is sensed is used.

このような感熱素子は熱容量が比較的大きいので、ヒータに直接接触させると、この接触領域のヒータ温度が下がってしまい、ヒータ長手方向の感熱素子が接触している領域と接触していない領域とでヒータ温度に差が生じ画像の加熱ムラが生じやすい。逆に、感熱素子をヒータに対して非接触に配置すると感熱素子の応答性が下がってしまう。   Since such a thermal element has a relatively large heat capacity, if it is brought into direct contact with the heater, the heater temperature in this contact area will drop, and the area where the thermal element in the longitudinal direction of the heater is not in contact with the area. As a result, the heater temperature is different, and image heating unevenness is likely to occur. On the contrary, if the thermal element is arranged in a non-contact manner with respect to the heater, the response of the thermal element is lowered.

これらの課題を解決する手段として、特許文献2、3に記載されているような手段が提案されている。即ち、感熱素子とヒータの間にヒータとの接触面積が小さい樹脂製のスペーサを設け、ヒータが異常昇温するとスペーサが軟化して感熱素子がヒータに接触するという構成である。
特開平4−44075号公報 特開平8−305191号公報 特開2002−110313号公報
As means for solving these problems, means as described in Patent Documents 2 and 3 have been proposed. That is, a resin spacer having a small contact area with the heater is provided between the thermal element and the heater, and when the temperature of the heater is abnormally increased, the spacer softens and the thermal element contacts the heater.
JP-A-4-44075 JP-A-8-305191 JP 2002-110313 A

しかしながら、ヒータの異常昇温によりスペーサが軟化しても、感熱素子がヒータにしっかりと接触せず、感熱素子の応答が若干遅れる場合があることが判明した。   However, it has been found that even if the spacer softens due to abnormal heating of the heater, the thermal element does not contact the heater firmly, and the response of the thermal element may be slightly delayed.

例えば、図9に示すように、ヒータが異常昇温していない状態の時、感熱素子19はスペーサ25によりヒータに対して空隙を持って保持されている(図9の(a))。ヒータが異常昇温した時にスペーサ25が軟化すると、感熱素子19はバネ26により押し下げられヒータ面に密着する(図9の(b))。図9の(b)の状態がスペーサが軟化した時の正常の状態である。しかしながら、ヒータの異常昇温時のスペーサ25の軟化状態が必ずしも一様とならずに、感熱素子19が斜めに押し下げられる場合や途中で引掛る場合(図9の(c))があることが判明した。こうした場合において、感熱素子19がヒータ面に対し密着しないため、通電遮断動作が遅れてしまう。   For example, as shown in FIG. 9, when the heater is not abnormally heated, the thermal element 19 is held by the spacer 25 with a gap with respect to the heater ((a) of FIG. 9). When the spacer 25 is softened when the temperature of the heater is abnormally increased, the thermal element 19 is pushed down by the spring 26 and is in close contact with the heater surface ((b) of FIG. 9). The state of FIG. 9B is a normal state when the spacer is softened. However, the softened state of the spacer 25 at the time of abnormal temperature rise of the heater is not necessarily uniform, and the thermal element 19 may be pushed down diagonally or may be caught in the middle ((c) in FIG. 9). found. In such a case, since the thermal element 19 is not in close contact with the heater surface, the energization cutoff operation is delayed.

また感熱素子19の感熱面は必ずしも平滑ではない。例えば、安全対策用の感熱素子19として用いられることの多いサーモスイッチの感熱面は、設計上、図11の(a)のように平面であるが、製造公差により中央凹のもの(図11の(b))や中央凸のもの(図11の(c))が有り得る。感熱面がこうした形状の感熱素子19では、異常昇温時において、付勢部材によってヒータ面に押し付けられても、感熱面がヒータ面に充分に密着しないため、感熱素子19の遮断動作が遅れることがあることが判明した。特に、感熱素子としてサーモスイッチのように平坦な感熱面でヒータの熱を受ける構成の場合、このような課題が生じやすい。   Further, the heat sensitive surface of the heat sensitive element 19 is not necessarily smooth. For example, the thermosensitive surface of a thermoswitch that is often used as a heat-sensitive element 19 for safety measures is a flat surface as shown in FIG. 11A by design, but has a central recess due to manufacturing tolerances (FIG. 11). (B)) and a central convex ((c) of FIG. 11) are possible. In the heat sensitive element 19 having such a heat sensitive surface, even if the heat sensitive element 19 is pressed against the heater surface by the urging member when the temperature rises abnormally, the heat sensitive surface is not sufficiently adhered to the heater surface, so that the shut-off operation of the heat sensitive element 19 is delayed. Turned out to be. In particular, such a problem is likely to occur when the heat sensitive element is configured to receive heat from a heater on a flat heat sensitive surface such as a thermo switch.

上記課題を解決するための本発明は、通電により発熱する発熱抵抗体を有する加熱体と、前記加熱体の異常昇温による熱で作動し、前記発熱抵抗体への通電を遮断する感熱素子と、を有する像加熱装置において、前記加熱体と前記感熱素子の間には樹脂製のスペーサが設けられており、前記スペーサは開口部と枠部、及び枠部から内側に伸びる脚部を有することを特徴とする。   The present invention for solving the above problems includes a heating element having a heating resistor that generates heat when energized, a thermal element that operates with heat due to abnormal temperature rise of the heating element, and interrupts energization to the heating resistor. In the image heating apparatus, a resin spacer is provided between the heating element and the thermal element, and the spacer has an opening, a frame, and a leg extending inward from the frame. It is characterized by.

上記の像加熱装置構成によれば、画像の加熱ムラを抑えつつ加熱体の異常昇温時の通電遮断応答性が優れた装置を提供できる。   According to the above-described image heating apparatus configuration, it is possible to provide an apparatus that is excellent in energization cut-off response at the time of abnormal temperature rise of the heating body while suppressing uneven heating of the image.

(1)画像形成装置例
図1に、本発明の像加熱装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本例のカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る装置であり、プロセススピードは90mm/sec、一分間の印字枚数はUSレターサイズ紙で16枚である。また、一枚目プリント(First Page Out)までの時間(FPOT)は約15秒である。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus equipped with the image heating apparatus of the present invention. The color image forming apparatus of this example is an apparatus that obtains a full color image by superimposing four color toner images of yellow, cyan, magenta, and black using an electrophotographic method, and has a process speed of 90 mm / sec. The number of printed sheets per minute is 16 US letter size paper. The time (FPOT) to the first print (First Page Out) is about 15 seconds.

Y・C・M・Kはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する4つのプロセスカートリッジであり、下から上に順に配列してある。各プロセスカートリッジY・C・M・Kは、それぞれ、像担持体たる感光体ドラム1、帯電手段たる帯電ローラ2、静電潜像を顕像化するための現像手段3、感光体ドラムのクリーニング手段4等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを使用している。   Y, C, M, and K are four process cartridges that respectively form yellow, cyan, magenta, and black color toner images, which are arranged in order from the bottom to the top. Each of the process cartridges Y, C, M, and K includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, a charging roller 2 as a charging unit, a developing unit 3 for developing an electrostatic latent image, and a cleaning of the photosensitive drum. A so-called all-in-one cartridge in which the means 4 and the like are collected in one container is used.

イエローのプロセスカートリッジYの現像手段3にはイエロートナーを、シアンのプロセスカートリッジCの現像手段3にはシアントナーを、マゼンタのプロセスカートリッジMの現像手段3にはマゼンタトナーを、ブラックのプロセスカートリッジKの現像手段3にはブラックトナーを、それぞれ充填してある。   Yellow toner is used for the developing means 3 of the yellow process cartridge Y, cyan toner is used for the developing means 3 of the cyan process cartridge C, magenta toner is used for the developing means 3 of the magenta process cartridge M, and black process cartridge K is used. The developing means 3 is filled with black toner.

感光体ドラム1に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系5が上記4色のプロセスカートリッジY・C・M・Kに対応して設けられている。光学系5としてはレーザー走査露光光学系を用いている。   An optical system 5 that forms an electrostatic latent image by exposing the photosensitive drum 1 is provided corresponding to the four color process cartridges Y, C, M, and K. As the optical system 5, a laser scanning exposure optical system is used.

各プロセスカートリッジY・C・M・Kにおいて、光学系5より、画像データに基づいた走査露光が、帯電手段2により一様に帯電された感光体ドラム1上になされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像手段3の現像ローラに印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像(露後部)電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが感光体ドラム1上の静電潜像に選択的に付着して現像が行われる。   In each of the process cartridges Y, C, M, and K, the optical system 5 performs scanning exposure based on the image data on the photosensitive drum 1 that is uniformly charged by the charging unit 2. An electrostatic latent image corresponding to the scanning exposure image is formed on the surface. By setting the developing bias applied to the developing roller of the developing means 3 from a bias power source (not shown) to an appropriate value between the charged potential and the latent image (exposed rear) potential, the toner charged to a negative polarity Is selectively attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and developed.

すなわち、イエローのプロセスカートリッジYの感光体ドラム1にはイエロートナー像が、シアンのプロセスカートリッジCの感光体ドラム1にはシアントナー像が、マゼンタのプロセスカートリッジMの感光体ドラム1にはマゼンタトナー像が、ブラックのプロセスカートリッジKの感光体ドラム1にはブラックトナー像が、それぞれ形成される。   That is, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1 of the yellow process cartridge Y, a cyan toner image is formed on the photosensitive drum 1 of the cyan process cartridge C, and a magenta toner is applied on the photosensitive drum 1 of the magenta process cartridge M. A black toner image is formed on the photosensitive drum 1 of the black process cartridge K, respectively.

各プロセスカートリッジY・C・M・Kの感光体ドラム1上に現像形成された上記の単色トナー画像は各感光体ドラム1の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体6上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写されることで、中間転写体6上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。   The monochromatic toner images developed and formed on the photosensitive drums 1 of the process cartridges Y, C, M, and K are on the intermediate transfer member 6 that rotates at a substantially constant speed in synchronization with the rotation of the photosensitive drums 1. In the predetermined alignment state, the toner images are sequentially superimposed and primarily transferred, whereby an unfixed full-color toner image is synthesized and formed on the intermediate transfer body 6.

本実施例においては、中間転写体6として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ7、二次転写ローラ対向ローラ14、テンションローラ8の3本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ7によって駆動される。   In the present embodiment, an endless intermediate transfer belt is used as the intermediate transfer member 6, and is suspended and stretched around three rollers: a driving roller 7, a secondary transfer roller facing roller 14, and a tension roller 8. Yes, driven by the drive roller 7.

各プロセスカートリッジY・C・M・Kの感光体ドラム1上から中間転写ベルト6上へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ9を用いている。一次転写ローラ9に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、各プロセスカートリッジY・C・M・Kの感光体ドラム1上から中間転写ベルト6に対して、トナー像が一次転写される。   A primary transfer roller 9 is used as a primary transfer unit of the toner image from the photosensitive drum 1 of each process cartridge Y, C, M, and K to the intermediate transfer belt 6. By applying a primary transfer bias having a polarity opposite to that of toner from a bias power source (not shown) to the primary transfer roller 9, the intermediate transfer belt 6 is placed on the photosensitive drum 1 of each process cartridge Y, C, M, K. In contrast, the toner image is primarily transferred.

各プロセスカートリッジY・C・M・Kにおいて感光体ドラム1上から中間転写ベルト6への一次転写後、感光体ドラム1上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段4により除去される。本実施例においては、クリーニング手段4として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。   After the primary transfer from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 6 in each of the process cartridges Y, C, M, and K, the toner remaining as a transfer residue on the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning unit 4. In the present embodiment, blade cleaning using a urethane blade is used as the cleaning means 4.

上記工程を中間転写ベルト6の回転に同調して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスカートリッジY・C・M・Kにおいて行なわせて、中間転写ベルト6上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成(単色モード)時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。   The above process is performed in the process cartridges Y, C, M, and K for each color of yellow, cyan, magenta, and black in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 6, and the primary transfer toner for each color is transferred onto the intermediate transfer belt 6. The images are formed one after another. It should be noted that the above process is performed only for the target color during image formation of only a single color (monochromatic mode).

一方、記録材(被記録材)供給部となる記録材カセット10にセットされた記録材Pは、給送ローラ11により給送され、レジストローラ12により所定の制御タイミングで、二次転写ローラ対向ローラ14に懸回されている中間転写ベルト6部分と二次転写手段としての二次転写ローラ13とのニップ部に搬送される。   On the other hand, the recording material P set in the recording material cassette 10 serving as a recording material (recording material) supply unit is fed by the feeding roller 11 and is opposed to the secondary transfer roller by the registration roller 12 at a predetermined control timing. It is conveyed to a nip portion between the intermediate transfer belt 6 suspended around the roller 14 and the secondary transfer roller 13 as a secondary transfer means.

中間転写ベルト6上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ13に不図示のバイアス印加手段より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材P上に一括転写される。   The primary transfer toner image formed on the intermediate transfer belt 6 is collectively collected on the recording material P by a bias having a polarity opposite to that of a toner applied from a bias application unit (not shown) to a secondary transfer roller 13 as a secondary transfer unit. Transcribed.

二次転写後に中間転写ベルト6上に残った二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング手段15により除去される。本実施例においては、感光体ドラム1のクリーニング手段4と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。   The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 6 after the secondary transfer is removed by the intermediate transfer belt cleaning means 15. In this embodiment, the intermediate transfer member is cleaned with a urethane blade, like the cleaning unit 4 of the photosensitive drum 1.

記録材P上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Fを通過することで、記録材P上に溶融定着され、排紙パス31を通って排紙トレイ32に送り出されて画像形成装置の出力画像(フルカラープリント、もしくはモノカラープリント)となる。   The toner image secondarily transferred onto the recording material P passes through the fixing device F as a fixing unit, and is fused and fixed onto the recording material P. Then, the toner image is sent to the discharge tray 32 through the discharge path 31. It becomes an output image (full color print or mono color print) of the image forming apparatus.

(2)定着装置(像加熱装置)F
図2は定着装置Fの概略構成模型図である。本例の定着装置Fは、可撓性の回転体(定着ベルト)を用いた加圧ローラ駆動方式(テンションレスタイプ)の像加熱装置である。
(2) Fixing device (image heating device) F
FIG. 2 is a schematic configuration model diagram of the fixing device F. The fixing device F of this example is a pressure roller driving type (tensionless type) image heating device using a flexible rotating body (fixing belt).

1)装置Fの全体的構成
20は定着ベルト(可撓性の回転体)であり、ポリイミドの基層上に弾性層を設けた円筒形状の部材である。この定着ベルト20は後記3)項で詳述する。
1) Overall Configuration of Device F Reference numeral 20 denotes a fixing belt (flexible rotating body), which is a cylindrical member in which an elastic layer is provided on a polyimide base layer. The fixing belt 20 will be described in detail later in section 3).

22は加圧ローラである。17は断面が略半円弧形状で、樋型の耐熱性ヒータホルダ(加熱体保持部材)、16は熱源としてのヒータ(加熱体)であり、ヒータホルダ17の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。定着ベルト20はこのヒータホルダ17にルーズに外嵌させてある。ヒータ16は本実施例では後記2)項で詳述するようなセラミックヒータである。   Reference numeral 22 denotes a pressure roller. Reference numeral 17 denotes a substantially semicircular arc-shaped cross section, and a vertical heat-resistant heater holder (heating body holding member). Reference numeral 16 denotes a heater (heating body) as a heat source, which is disposed on the lower surface of the heater holder 17 along the length of the holder. It is. The fixing belt 20 is loosely fitted on the heater holder 17. In this embodiment, the heater 16 is a ceramic heater which will be described in detail in section 2) below.

ヒータホルダ17は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂の成型品である。本実施例のヒータホルダはヒータ16を保持する機能だけでなく定着ベルト20をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト7755(商品名)を使用した。ゼナイト7755の最高使用可能温度(耐熱温度)は、約270℃である。   The heater holder 17 is a molded product of liquid crystal polymer resin having high heat resistance. The heater holder of this embodiment serves not only to hold the heater 16 but also to guide the fixing belt 20. In this example, DuPont Zenite 7755 (trade name) was used as the liquid crystal polymer. The maximum usable temperature (heat resistant temperature) of Zenite 7755 is about 270 ° C.

加圧ローラ22は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約3mmのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約40μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ22は芯金の両端部を装置フレーム24の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ22の上側に、前記のヒータ16・ヒータホルダ17・定着ベルト20等から成る加熱アセンブリをヒータ16側を下向きにして加圧ローラ22に並行に配置し、ヒータホルダ17の両端部を不図示の加圧機構により片側98N(10kgf)、総圧196N(20kgf)の力で加圧ローラ22方向に附勢してある。これにより加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Nを形成させてある。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Pの除去が容易な構成となっている。   The pressure roller 22 is formed by forming a silicone rubber layer having a thickness of about 3 mm on a stainless steel core by injection molding and coating a PFA resin tube having a thickness of about 40 μm thereon. The pressure roller 22 is disposed such that both ends of the core bar are rotatably supported by bearings between a side plate (not shown) and a front side plate of the apparatus frame 24. On the upper side of the pressure roller 22, the heating assembly including the heater 16, the heater holder 17, the fixing belt 20, and the like is disposed in parallel to the pressure roller 22 with the heater 16 facing downward, and both ends of the heater holder 17 are not attached. It is urged toward the pressure roller 22 by a force of 98 N (10 kgf) on one side and a total pressure of 196 N (20 kgf) by the illustrated pressure mechanism. As a result, a fixing nip portion N having a predetermined width necessary for heat fixing is formed. The pressurization mechanism has a pressure release mechanism, and is configured to release the pressurization and remove the recording material P at the time of jam processing or the like.

18は温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ18はヒータホルダ17の上方において定着ベルト20の内面に弾性的に接触させてあり、定着ベルト20の内面の温度を検知する。   Reference numeral 18 denotes a thermistor as temperature detecting means. The thermistor 18 is elastically brought into contact with the inner surface of the fixing belt 20 above the heater holder 17 and detects the temperature of the inner surface of the fixing belt 20.

サーミスタ18は、ヒータホルダ17に固定支持させたステンレス製のアームの先端に取り付けられている。アームは弾性を有するので、定着ベルト20の内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト20の内面に常に接する状態に保たれる。   The thermistor 18 is attached to the tip of a stainless steel arm fixedly supported by the heater holder 17. Since the arm has elasticity, the thermistor element is always kept in contact with the inner surface of the fixing belt 20 even when the movement of the inner surface of the fixing belt 20 becomes unstable.

サーミスタ18は、制御回路部(CPU)21と電気的に接続されている。制御回路部21は、サーミスタ18の出力に基づいてヒータ駆動回路部28(図3)を制御する。本実施例の制御回路部21はサーミスタ18の検知温度が所定の制御温度を維持するようにヒータ16(正確には後述する発熱抵抗体bへの)への通電を制御している。本実施例の制御温度は180℃である。   The thermistor 18 is electrically connected to a control circuit unit (CPU) 21. The control circuit unit 21 controls the heater drive circuit unit 28 (FIG. 3) based on the output of the thermistor 18. The control circuit unit 21 of this embodiment controls energization to the heater 16 (more precisely, to a heating resistor b described later) so that the detected temperature of the thermistor 18 maintains a predetermined control temperature. The control temperature in this embodiment is 180 ° C.

23は装置フレーム24に組付けた入り口ガイドであり、34は定着排紙ローラである。入り口ガイド23は、二次転写ニップを抜けた記録材Pが、定着ニップ部Nに正確に進入するよう、記録材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド23は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂により形成されている。   Reference numeral 23 denotes an entrance guide assembled to the apparatus frame 24, and 34 denotes a fixing paper discharge roller. The entrance guide 23 serves to guide the recording material so that the recording material P that has passed through the secondary transfer nip accurately enters the fixing nip portion N. The entrance guide 23 of the present embodiment is formed of polyphenylene sulfide (PPS) resin.

19は感熱素子たるサーモスイッチ、25はヒータ16とサーモスイッチ19の間に配置されている樹脂製のスペーサである。スペーサ25はヒータホルダ17の一部に設けられた穴部に挿入してある。サーモスイッチ19は、スペーサ25を介して、付勢部材たるバネ26により、ヒータ16の裏面方向に付勢されている。本実施例のサーモスイッチの作動温度は約200℃である。   Reference numeral 19 denotes a thermo switch as a heat sensitive element, and 25 denotes a resin spacer disposed between the heater 16 and the thermo switch 19. The spacer 25 is inserted into a hole provided in a part of the heater holder 17. The thermo switch 19 is urged toward the back surface of the heater 16 by a spring 26 as an urging member via a spacer 25. The operating temperature of the thermoswitch of this embodiment is about 200 ° C.

25はヒータとサーモスイッチの間に配置された樹脂製のスペーサである。このスペーサの軟化点はヒータホルダの耐熱温度より低くサーモスイッチの作動温度よりも高く設定されており、本実施例のスペーサの軟化点は約250℃に設定されている。本実施例で用いているサーモスイッチの作動温度は上述のように約200℃であり、この程度の作動温度のサーモスイッチは低価格で入手できるメリットがある。しかしながら、サーモスイッチの作動温度とヒータの制御温度の差が小さいので、スペーサを設けない(サーモスイッチがヒータに直接接触する)構成やサーモスイッチの作動温度より軟化点が低いスペーサを用いる構成では、ヒータが正常作動時に若干オーバーシュートしただけでもサーモスイッチが作動してしまう。これに対し、本実施例のようにサーモスイッチの作動温度よりも軟化点が高いスペーサを用いれば、ヒータが正常に作動している時にサーモスイッチが作動してしまうのを防止でき、ヒータの異常昇温によりスペーサが軟化すれば即座にサーモスイッチが作動するので、安全対策機能の信頼性が高まる。   Reference numeral 25 denotes a resin spacer disposed between the heater and the thermo switch. The softening point of the spacer is set to be lower than the heat resistant temperature of the heater holder and higher than the operating temperature of the thermoswitch, and the softening point of the spacer of this embodiment is set to about 250 ° C. The operating temperature of the thermoswitch used in this embodiment is about 200 ° C. as described above, and a thermoswitch having such an operating temperature has an advantage that it can be obtained at a low price. However, since the difference between the operating temperature of the thermo switch and the control temperature of the heater is small, in a configuration in which a spacer is not provided (the thermo switch is in direct contact with the heater) or in a configuration using a spacer whose softening point is lower than the operating temperature of the thermo switch, Even if the heater overshoots slightly during normal operation, the thermoswitch will operate. On the other hand, if a spacer with a softening point higher than the operating temperature of the thermoswitch is used as in this embodiment, the thermoswitch can be prevented from operating when the heater is operating normally, and the heater malfunctions. If the spacer softens due to a rise in temperature, the thermoswitch is activated immediately, increasing the reliability of the safety function.

サーモスイッチ19は、ヒータ16への給電線(不図示)に対して直列に接続され、所定の温度以上を感知するとヒータ16への通電を遮断する構成となっている。   The thermo switch 19 is connected in series with a power supply line (not shown) to the heater 16 and is configured to cut off the energization of the heater 16 when a temperature above a predetermined temperature is detected.

加圧ローラ22は駆動手段Mにより矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ22が回転すると摩擦力により円筒状の定着ベルト20が従動回転する。定着ベルト20の内面にはグリスが塗布され、ヒータ16やヒータホルダ17と定着ベルト20内面との摺動性を確保している。   The pressure roller 22 is rotationally driven by the driving means M in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. When the pressure roller 22 rotates, the cylindrical fixing belt 20 is driven to rotate by frictional force. Grease is applied to the inner surface of the fixing belt 20 to ensure slidability between the heater 16 and the heater holder 17 and the inner surface of the fixing belt 20.

トナー像が形成された記録材Pは定着ニップ部Nで挟持搬送されることにより加熱定着される。定着ニップ部Nを通過した記録材Pは定着ベルト20の曲率により自然に定着ベルトから分離され、定着排紙ローラ33で排出される。   The recording material P on which the toner image is formed is heated and fixed by being nipped and conveyed at the fixing nip N. The recording material P that has passed through the fixing nip N is naturally separated from the fixing belt by the curvature of the fixing belt 20 and is discharged by the fixing discharge roller 33.

2)ヒータ(加熱体)16
熱源としてのヒータ16は、細長い板状の基板(絶縁性の平板状の基板)と、この基板上に形成された発熱抵抗体層と、更に発熱抵抗体層を覆う耐熱ガラス層を有する。
2) Heater (heating body) 16
The heater 16 as a heat source has an elongated plate-like substrate (insulating flat plate-like substrate) , a heating resistor layer formed on the substrate, and a heat-resistant glass layer covering the heating resistor layer.

図3はそのようなセラミックヒータの一例の構造模型図であり、(a)は一部切欠き表面模型図、(b)は裏面模型図、(c)は拡大横断面模型図である。   FIG. 3 is a structural model diagram of an example of such a ceramic heater, where (a) is a partially cutaway surface model diagram, (b) is a back model diagram, and (c) is an enlarged cross-sectional model diagram.

図3に基づきヒータ16の構造を詳述する。aはアルミナ製の基板、bは基板上に銀パラジウム(Ag/Pd)合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷して形成された発熱抵抗体層であり、厚みは10μm程度、幅は1〜5mm程度である。c及びdは発熱抵抗体層と同様に基板上に銀ペーストをスクリーン印刷して形成された電極部であり、この電極部c及びdに給電用コネクタ27が繋がれる。e及びfは電極部と発熱抵抗体層を電気的に繋ぐ電路部であり、やはり基板上にスクリーン印刷されている。gは発熱抵抗体層bと電路部e・fの保護と絶縁性を確保するためにそれ等の上に形成した厚み10μm程度のガラスコート層である。このガラスコート層が定着ベルト内面と接触する。   The structure of the heater 16 will be described in detail with reference to FIG. a is a substrate made of alumina, b is a heating resistor layer formed by screen-printing a conductive paste containing a silver palladium (Ag / Pd) alloy on the substrate, the thickness is about 10 μm, and the width is 1 to 5 mm. Degree. c and d are electrode portions formed by screen-printing silver paste on the substrate in the same manner as the heating resistor layer, and a power feeding connector 27 is connected to the electrode portions c and d. e and f are electric circuit portions that electrically connect the electrode portions and the heating resistor layers, and are also screen-printed on the substrate. g is a glass coat layer having a thickness of about 10 μm formed on the heating resistor layer b and the electric circuit portions e and f in order to ensure protection and insulation. This glass coat layer is in contact with the inner surface of the fixing belt.

ヒータ駆動回路部28から上記の給電用コネクタ27を介して第1と第2の電極部c・dに給電されることで発熱抵抗体層bが発熱してヒータ16が迅速に昇温する。ヒータ駆動回路部28は制御回路部(CPU)21により制御される。   Power is supplied from the heater drive circuit section 28 to the first and second electrode sections c and d via the power supply connector 27, so that the heating resistor layer b generates heat and the heater 16 quickly rises in temperature. The heater drive circuit unit 28 is controlled by a control circuit unit (CPU) 21.

画像形成装置本体にプリント命令が入ると、ヒータへの通電が開始されると共に加圧ローラ22及び定着ベルト20が回転を開始する。ヒータ16への通電は、PID制御によりコントロールされ、定着ベルト20の内面温度、すなわちメインサーミスタ18の検知温度が180℃になるように、入力電力が制御される。   When a print command is input to the main body of the image forming apparatus, energization to the heater is started and the pressure roller 22 and the fixing belt 20 start to rotate. Energization of the heater 16 is controlled by PID control, and the input power is controlled so that the inner surface temperature of the fixing belt 20, that is, the detected temperature of the main thermistor 18 becomes 180 ° C.

3)定着ベルト20
定着ベルト20は、耐熱樹脂のフィルムであり、材質がポリイミドで厚み約50μmの基層、この基層上に設けられており、材質がシリコーンゴムで厚み約250μmの弾性層、この弾性層上に設けられており、材質がPFAで厚み約30μmの樹脂チューブ層を有する。
3) Fixing belt 20
The fixing belt 20 is a heat-resistant resin film. The material is polyimide, and a base layer having a thickness of about 50 μm is provided on the base layer. The material is silicone rubber, and an elastic layer having a thickness of about 250 μm is provided on the elastic layer. It has a resin tube layer made of PFA and having a thickness of about 30 μm.

シリコーンゴム層には、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト20の熱容量を小さくすることが、すばやい温度立ち上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約4.19×10−3J/sec・cm・Kと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。   For the silicone rubber layer, it is desirable to use a material having a high thermal conductivity as much as possible and to reduce the heat capacity of the fixing belt 20 from the viewpoint of quick temperature rise. In this example, a material having a thermal conductivity of about 4.19 × 10 −3 J / sec · cm · K and a silicone rubber having a high thermal conductivity were used.

一方、OHT透過性や、定着後の画像の光沢ムラといった、画質の観点からは、定着ベルト20のゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、200μm以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚み250μmとした。   On the other hand, it is desirable to make the rubber layer of the fixing belt 20 as thick as possible from the viewpoint of image quality such as OHT permeability and uneven glossiness of the image after fixing. According to the study by the present inventors, it has been found that a rubber thickness of 200 μm or more is necessary to obtain a satisfactory level of image quality. The silicone rubber layer in this example was 250 μm thick.

こうして形成した定着ベルト20の熱容量を測定したところ、1.17×10−1J/cm・K(定着ベルト1cmあたりの熱容量)であった。一般に、定着ベルト20の熱容量が4.19J/cm・K以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に4.19×10−2J/cmK以下にしようとすると、定着ベルト20のゴム層を極端に薄くせざるを得なくなり、OHT透過性や画像の光沢ムラのレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト20の熱容量は、4.19×10−2J/cmK以上4.19J/cmK以下の範囲に含まれるのが望ましい。 The heat capacity of the fixing belt 20 thus formed was measured and found to be 1.17 × 10 −1 J / cm 2 · K (heat capacity per 1 cm 2 of the fixing belt). Generally, when the heat capacity of the fixing belt 20 is 4.19 J / cm 2 · K or more, the temperature rise becomes dull and the on-demand property is impaired. On the other hand, if an attempt is made to reduce it to 4.19 × 10 −2 J / cm 2 K or less, the rubber layer of the fixing belt 20 must be made extremely thin, and the OHT permeability, the level of gloss unevenness of the image, etc. The thickness of the rubber layer necessary for maintaining the image quality cannot be secured. Therefore, the on-demand property, the heat capacity of the fixing belt 20 that satisfies both of image quality, it is desirable that in a range of 4.19 × 10 -2 J / cm 2 K or more 4.19J / cm 2 K .

さらに、定着ベルト20の表面にフッ素樹脂層(本実施例ではPFAチューブ)を設けることで表面の離型性が向上し、定着ベルト20の表面にトナーが一旦付着しても、再度記録材Pにオフセットトナーが移動しやすくなりオフセット現象を防止することができる。   Further, by providing a fluororesin layer (in this embodiment, a PFA tube) on the surface of the fixing belt 20, the surface releasability is improved. Even if the toner once adheres to the surface of the fixing belt 20, the recording material P is again formed. In addition, the offset toner can easily move, and the offset phenomenon can be prevented.

また、定着ベルト20の表面のフッ素樹脂層を塗布により形成するのではなく弾性層の上にチューブを被せて形成することで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。   Further, by forming the fluororesin layer on the surface of the fixing belt 20 by covering the elastic layer with a tube, it is possible to more easily form a uniform fluororesin layer. .

(3)異常昇温時におけるサーモスイッチ19の動作
1)サーモスイッチ(感熱素子)19
図4に、サーモスイッチ19の断面概略図を示す。サーモスイッチ・ケース50(下部が感熱面になっている)は、バイメタル51とバイメタル上に配置されたピン52を内包し、ピン52は通電プレート53を支持している。通電プレート53は、接点55において通電プレート54と接しており、ヒータ16が異常昇温を起こしていない通常時には図4の(a)のようにこの接点55を介してヒータへの通電が可能な状態になっている。一方、ヒータ16の異常昇温時には図4の(b)のように、バイメタル51が正常時とは逆側に反り、ピン52を押し上げる。これによって通電プレート53も押し上げられ、接点55が開放され、ヒータへの通電が不可能な状態になる。
(3) Operation of thermo switch 19 at abnormal temperature rise 1) Thermo switch (thermal element) 19
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the thermo switch 19. The thermoswitch case 50 (the lower part is a heat-sensitive surface) includes a bimetal 51 and a pin 52 disposed on the bimetal, and the pin 52 supports a current-carrying plate 53. The energizing plate 53 is in contact with the energizing plate 54 at the contact point 55, and the heater 16 can be energized via the contact point 55 as shown in FIG. It is in a state. On the other hand, when the heater 16 is abnormally heated, as shown in FIG. 4B, the bimetal 51 warps in the opposite direction to the normal state and pushes the pin 52 up. As a result, the energization plate 53 is also pushed up, the contact 55 is opened, and the heater cannot be energized.

以上から判るように、ヒータ16の異常昇温時に、サーモスイッチ19を素早く動作させるためには、バイメタル51の存在するサーモスイッチ・ケース50の中心部にヒータの熱を伝えることが好ましい。   As can be seen from the above, it is preferable to transfer the heat of the heater to the center of the thermoswitch case 50 where the bimetal 51 exists in order to quickly operate the thermoswitch 19 when the heater 16 is abnormally heated.

図5に本実施例におけるサーモスイッチ19周辺の詳細断面図を示す。また、図6の(a)・(b)・(c)・(d)にそれぞれスペーサ25を底面側(ヒータ側)から見た場合の形状例を示す。また、図12にスペーサの斜視図を、図13にヒータホルダにスペーサを載せた状態の斜視図を示す。サーモスイッチ19は、バネ26により、4.9N(500gf)の付勢力をもって、ヒータ16の方向(加熱体側)に付勢されている。またサーモスイッチ19とヒータ16の間には樹脂製のスペーサ25が配置されている。 FIG. 5 shows a detailed sectional view around the thermoswitch 19 in the present embodiment. 6A, 6B, 6C, and 6D show examples of shapes when the spacer 25 is viewed from the bottom surface side (heater side). FIG. 12 is a perspective view of the spacer, and FIG. 13 is a perspective view of the heater holder with the spacer placed thereon. The thermo switch 19 is biased by the spring 26 in the direction of the heater 16 (on the heating body side) with a biasing force of 4.9 N (500 gf). A resin spacer 25 is disposed between the thermo switch 19 and the heater 16.

スペーサ25には、ヒータホルダ17の穴部の周囲17aと係合する「つば」部25eが設けられている。バネ26でサーモスイッチ19を付勢すると、つば部25eがヒータホルダ17の穴部の周囲17aに突き当たり、それ以上ヒータ側に押し込まれないようになっている。これにより、ヒータ16に大きな圧力が掛からないようになっている。また、つば部25eがヒータホルダ17の穴部の周囲17aに突き当たる大きさなので、スペーサ25がヒータホルダ17のヒータ保持面側から脱落しない。このような構造であるので、ヒータ16、ヒータホルダ17、スペーサ25、サーモスイッチ19、バネ26等を組み易く、組み立て性が向上する。また本実施例においては、スペーサ25のサーモスイッチ支持面の厚さを0.5mmに設定している。上述のように、このスペーサ25の軟化点は約250℃であり、ヒータ16が異常昇温すると軟化するように設定されている。   The spacer 25 is provided with a “rib” portion 25 e that engages with the periphery 17 a of the hole portion of the heater holder 17. When the thermo switch 19 is biased by the spring 26, the collar portion 25e hits the periphery 17a of the hole portion of the heater holder 17 and is not pushed further into the heater side. As a result, a large pressure is not applied to the heater 16. Further, since the collar portion 25e is large enough to abut the periphery 17a of the hole portion of the heater holder 17, the spacer 25 does not fall off from the heater holding surface side of the heater holder 17. Since it is such a structure, it is easy to assemble the heater 16, the heater holder 17, the spacer 25, the thermo switch 19, the spring 26, etc., and assemblability improves. In this embodiment, the thickness of the thermoswitch support surface of the spacer 25 is set to 0.5 mm. As described above, the softening point of the spacer 25 is about 250 ° C., and is set so as to soften when the heater 16 is abnormally heated.

図5、図6及び図13に示すように、スペーサ25は、開口部25bと、開口部25bの周囲の枠部25c、枠部25cから内側に伸びる脚部25d、を有する。そして、脚部25dの存在により、スペーサ25が軟化した時にヒータ16の熱がサーモスイッチ19に伝わり易くなっている。   As shown in FIGS. 5, 6, and 13, the spacer 25 includes an opening 25b, a frame 25c around the opening 25b, and a leg 25d extending inward from the frame 25c. The presence of the leg portion 25d makes it easy for the heat of the heater 16 to be transferred to the thermo switch 19 when the spacer 25 is softened.

上述のスペーサ25のサーモスイッチ支持面における、開口部25bと脚部25dの面積比は、定着装置の使用状況や感熱素子19の動作温度などに合わせ適宜設定すればよいが、本実施例のように、感熱素子としてサーモスイッチ19を用いる場合、サーモスイッチ19は上述のような内部構成であるため、サーモスイッチ19の確実な動作を確保するには、開口部がサーモスイッチ・ケース50の感熱面の中央領域にないこと、即ち脚部25dが感熱面の中央領域にある構造が望ましい。   The area ratio between the opening 25b and the leg 25d on the thermoswitch support surface of the spacer 25 described above may be set as appropriate according to the use state of the fixing device, the operating temperature of the thermal element 19, and the like. In addition, when the thermo switch 19 is used as the heat sensitive element, the thermo switch 19 has the internal configuration as described above. Therefore, in order to ensure the reliable operation of the thermo switch 19, the opening is the heat sensitive surface of the thermo switch case 50. In other words, a structure in which the leg portion 25d is in the central region of the heat sensitive surface is desirable.

一方で、脚部25dの伝熱によって、ヒータが異常昇温していない通常時にサーモスイッチ19が動作することを避けるため、開口部25bは出来る限り大きく取ることが望ましい。また、ヒータが異常昇温していない時のヒータからスペーサへの放熱を抑える意味でも開口部を大きくする構成が好ましい。   On the other hand, it is desirable to make the opening 25b as large as possible in order to prevent the thermoswitch 19 from operating at normal times when the heater is not abnormally heated due to heat transfer of the leg 25d. Moreover, the structure which enlarges an opening part is preferable also in the meaning which suppresses the thermal radiation from the heater to a spacer when the heater is not abnormally heated up.

また、脚部25dを設けることにより開口部25bを複数形成すれば、通常時及び異常昇温時に、サーモスイッチ19の姿勢を安定させることができる。   Further, if a plurality of openings 25b are formed by providing the leg portions 25d, the posture of the thermo switch 19 can be stabilized during normal times and during abnormal temperature rise.

図6の(a)・(b)・(c)・(d)にそれぞれスペーサ25のサーモスイッチ支持面の形状例を示す。これらは円形のサーモスイッチ・ケース50を収める場合の例で、本発明はこれら形状に限定されるものではない。なお本実施例においては(a)の形状のスペーサ25を用いた。(a)・(b)・(c)の形状のスペーサは、脚部25dが円形の枠部25cの中央で交差しており、中央領域に脚部が存在している。また、(d)のスペーサは脚部25dは一本であるが中央領域に脚部が存在する形状になっている。つまり、いずれの形状のものも中央部に脚部が存在する構成になっている。   FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D show examples of the shape of the thermoswitch support surface of the spacer 25, respectively. These are examples when the circular thermoswitch case 50 is accommodated, and the present invention is not limited to these shapes. In this embodiment, the spacer 25 having the shape (a) is used. In the spacers of the shapes (a), (b), and (c), the leg portions 25d intersect at the center of the circular frame portion 25c, and the leg portions exist in the central region. The spacer (d) has a single leg 25d but a leg in the central region. That is, any shape has a structure in which a leg is present in the center.

また、スペーサが軟化していない状態でスペーサの中央部(脚部)とサーモスイッチ感熱面は接触しているが、脚部の面積に対して開口部の面積を大きく設定することによりサーモスイッチへの伝熱を抑えられるので、ヒータが異常昇温していない正常時にサーモスイッチが作動するのを防止できる。   In addition, the center part (leg part) of the spacer is in contact with the thermoswitch heat-sensitive surface when the spacer is not softened, but by setting the area of the opening larger than the area of the leg part, Therefore, it is possible to prevent the thermoswitch from operating when the heater is not heated abnormally.

スペーサ25の材質として、本実施例においては、軟化温度が約250℃のガラス繊維入りポリエチレンテレフタレート樹脂を用いた。上述のようにサーモスイッチの作動温度(200℃)よりも軟化点が高いスペーサなので、ヒータが正常に作動している時にサーモスイッチが作動してしまうのを防止でき、ヒータの異常昇温によりスペーサが軟化すれば即座にサーモスイッチが作動するので、安全対策機能の信頼性が高まる。また、スペーサの軟化点(約250℃)はヒータホルダの耐熱温度(約270℃)より低く設定されている。この設定により、ヒータの異常昇温が発生してもスペーサがヒータホルダより先に軟化しサーモスイッチが作動するので、ヒータホルダを傷めることがなく、ヒータホルダの再利用が可能になる。   As a material for the spacer 25, in this embodiment, a polyethylene terephthalate resin containing glass fiber having a softening temperature of about 250 ° C. was used. As described above, since the spacer has a softening point higher than the operating temperature (200 ° C.) of the thermo switch, it can prevent the thermo switch from operating when the heater is operating normally. If the softens, the thermoswitch will operate immediately, increasing the reliability of the safety function. The softening point (about 250 ° C.) of the spacer is set lower than the heat resistant temperature (about 270 ° C.) of the heater holder. With this setting, even if an abnormal temperature rise of the heater occurs, the spacer softens before the heater holder and the thermo switch operates, so that the heater holder can be reused without damaging the heater holder.

2)異常昇温時の動作
何らかの原因で、ヒータ16が異常昇温した際に、従来は、スペーサ25が軟化して、サーモスイッチ19とヒータ16との距離が減少することによりサーモスイッチ19を動作させる形態であったが、本発明においては、図7の(a)のように、ヒータの異常昇温時の熱によりスペーサ25を軟化、溶解させサーモスイッチ19とヒータ16との距離を減少させると共に、スペーサ25のサーモスイッチ支持面の溶解により、サーモスイッチ19とヒータ16間を、溶解したスペーサ25の樹脂材25aで満たし、この樹脂材25aを介しヒータ16の熱をサーモスイッチ19に伝熱させ、サーモスイッチ19を動作させる。従って、図7の(b)ように、ヒータの異常昇温によりスペーサが軟化した時にサーモスイッチ19の姿勢が傾いても、サーモスイッチとヒータの間には軟化前の脚部に相当する樹脂が存在するので、この軟化した樹脂を介した熱伝導によりサーモスイッチを素早く作動させることができる。サーモスイッチ19の動作によりヒータ16への通電が遮断され、ヒータ16の異常昇温による、定着装置Fの破損が防止される。
2) Operation at Abnormal Temperature Increase Conventionally, when the heater 16 is abnormally heated for some reason, the spacer 25 is softened, and the distance between the thermo switch 19 and the heater 16 is reduced. In the present invention, as shown in FIG. 7A, the distance between the thermo switch 19 and the heater 16 is reduced by softening and melting the spacer 25 by the heat at the time of abnormal heating of the heater. At the same time, by melting the thermoswitch support surface of the spacer 25, the space between the thermoswitch 19 and the heater 16 is filled with the melted resin material 25a of the spacer 25, and the heat of the heater 16 is transmitted to the thermoswitch 19 through this resin material 25a. The thermo switch 19 is operated by heating. Therefore, as shown in FIG. 7B, even if the position of the thermo switch 19 is tilted when the spacer is softened due to abnormal heating of the heater, resin corresponding to the leg portion before softening is interposed between the thermo switch and the heater. Since it exists, the thermoswitch can be quickly activated by heat conduction through the softened resin. The operation of the thermo switch 19 cuts off the power to the heater 16 and prevents the fixing device F from being damaged due to the abnormal temperature rise of the heater 16.

図8に、電力制御を行わず、1000Wの電力をヒータ16に投入し、ヒータ16の裏面の昇温速度を測定したグラフを示す。このグラフからわかるとおり、ヒータ16の裏面の温度は、5.5秒で300℃に達する。ヒータホルダ17の材質として用いられているゼナイト7755は、270℃まで使用可能であるが、300℃を超えると、ヒータ16の熱および、加圧部材による圧力で、変形を生じるため、ヒータ16裏面の温度が300℃に達する前に、サーモスイッチ19を動作させる必要がある。   FIG. 8 shows a graph in which 1000 W of power is supplied to the heater 16 without power control and the temperature increase rate on the back surface of the heater 16 is measured. As can be seen from this graph, the temperature of the back surface of the heater 16 reaches 300 ° C. in 5.5 seconds. Zenite 7755 used as the material of the heater holder 17 can be used up to 270 ° C., but if it exceeds 300 ° C., deformation occurs due to the heat of the heater 16 and the pressure of the pressure member. Before the temperature reaches 300 ° C., it is necessary to operate the thermo switch 19.

本実施例の定着装置を用いて、1000Wの電力を投入した暴走試験を実施したところ、サーモスイッチ19は電力投入開始から3.7秒で動作し、ヒータ16への通電を遮断した。   When the runaway test was performed with the power of 1000 W applied using the fixing device of this example, the thermoswitch 19 operated 3.7 seconds from the start of power application, and the energization of the heater 16 was cut off.

また、本実施例の定着装置を画像形成装置に装着し、通常の画像出力に供したところ、トナーの定着不良やトナー面のグロスムラなどない、良好な画像が得られた。   In addition, when the fixing device of this example was mounted on an image forming apparatus and used for normal image output, a good image without toner fixing failure and gloss unevenness on the toner surface was obtained.

本実施例においては、感熱素子として、サーモスイッチ19を使用したが、温度ヒューズ、サーミスタ等、他の素子を使用しても、一向に差し支えない。特に、本実施例のサーモスイッチのように感熱面が平坦な形状の感熱素子の場合、スペーサが軟化した時にサーモスイッチの姿勢が傾きやすく、このような感熱素子を用いる場合に効果が大きい。   In the present embodiment, the thermo switch 19 is used as the heat sensitive element, but other elements such as a temperature fuse and a thermistor may be used. In particular, in the case of a heat sensitive element having a flat heat sensitive surface like the thermo switch of the present embodiment, the attitude of the thermo switch tends to be inclined when the spacer is softened, and the effect is great when such a heat sensitive element is used.

また、本実施例においては、定着装置の可撓性の回転体20として、カラー画像形成装置用の、定着スリーブ表面に弾性層を設けたタイプを使用したが、定着スリーブ表面に弾性層の無い、モノクロ画像形成装置用定着装置に本発明を適用してもよい。モノクロ画像型性装置においても、特に高速化等により、ヒータ16裏面が高温になる構成では、本発明は有効である。   In this embodiment, the flexible rotating body 20 of the fixing device is a type for the color image forming apparatus in which an elastic layer is provided on the surface of the fixing sleeve, but there is no elastic layer on the surface of the fixing sleeve. The present invention may be applied to a fixing device for a monochrome image forming apparatus. Even in a monochrome image type apparatus, the present invention is effective particularly in a configuration in which the back surface of the heater 16 becomes high due to high speed or the like.

さらに、本実施例においては、定着スリーブ20の加熱方法として、定着スリーブ20内部にヒータホルダ17およびヒータ16を配置し、定着スリーブ内面から加熱方式を採用したが、ヒータ16を定着スリーブ20外周面に接触させ、定着スリーブ20表面を直接加熱する定着方式を採用することもできる。また、剛体の定着ローラを用いた定着装置に適用することもできる。この場合、定着ローラが加熱体に相当し、定着ローラ内部に配置する熱源が発熱抵抗体に相当する。そして定着ローラ表面と感熱素子の間に本実施例のスペーサを配置すればよい。   Further, in this embodiment, as the heating method of the fixing sleeve 20, the heater holder 17 and the heater 16 are arranged inside the fixing sleeve 20 and the heating method is adopted from the inner surface of the fixing sleeve. It is also possible to employ a fixing method in which the surface of the fixing sleeve 20 is directly contacted and heated. The present invention can also be applied to a fixing device using a rigid fixing roller. In this case, the fixing roller corresponds to a heating body, and the heat source disposed inside the fixing roller corresponds to a heating resistor. The spacer of this embodiment may be disposed between the surface of the fixing roller and the thermal element.

本実施例のヒータホルダ17の材料として液晶ポリマー(LCP)であるゼナイト7755(商品名)、スペーサ25材料としては、ポリエチレンテレフタレートを用いたが、この他にもヒータホルダ17の材質として鉄、アルミ等の金属や、他のグレードのLCP、また、スペーサ25の材質としては、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)で、ゼナイト7755と異なる耐熱グレードの材質等、さまざまな材料の組み合わせを用いることができる。この組み合わせ方法は、ヒータホルダ17の融点が、スペーサ25の融点よりも高く設定されている限り、自由である。   As the material of the heater holder 17 of this embodiment, Zenite 7755 (trade name), which is a liquid crystal polymer (LCP), and polyethylene terephthalate as the material of the spacer 25 are used. Metal, other grades of LCP, and spacers 25 are made of various materials such as polyimide, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), and heat resistant grade materials different from Zenite 7755. be able to. This combination method is free as long as the melting point of the heater holder 17 is set higher than the melting point of the spacer 25.

<その他>
1)本発明の像加熱装置は、画像加熱定着装置としてばかりでなく、たとえば,一度定着された画像を担持した被記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置、シート状物を供給して乾燥処理・ラミネート処理する等の像加熱装置、インクジェットプリンタ等に用いられる乾燥用の像加熱装置等として広く使用できる。
<Others>
1) The image heating apparatus of the present invention is not only an image heating and fixing apparatus, but also, for example, an image heating apparatus that heats a recording material carrying an image once fixed to improve the surface properties such as gloss, The present invention can be widely used as an image heating apparatus for processing, an image heating apparatus for supplying a sheet-like material for drying and laminating, an image heating apparatus for drying used in an inkjet printer, and the like.

2)実施例では加熱体16として図3に例示したような構造のセラミックスヒータを用いているが、これとは異なる構造のセラミックスヒータであっても勿論よい。発熱抵抗体bを基材aの可撓性部材摺動面とは反対側の面に設けた所謂背面加熱型のセラミックスヒータであってもよい。また発熱抵抗体としてニクロム線等を用いた加熱体等でもよい。   2) Although the ceramic heater having the structure illustrated in FIG. 3 is used as the heating body 16 in the embodiment, it is needless to say that a ceramic heater having a different structure may be used. A so-called back surface heating type ceramic heater in which the heating resistor b is provided on the surface of the substrate a opposite to the sliding surface of the flexible member may be used. Further, a heating body using nichrome wire or the like may be used as the heating resistor.

実施例1における画像形成装置例の概略構成模型図Schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus in Embodiment 1 実施例1における定着装置の断面図Sectional view of the fixing device in Embodiment 1 実施例1におけるヒータ(加熱体)の構造を示す図The figure which shows the structure of the heater (heating body) in Example 1. (a)はサーモスイッチの通常時を示す図、(b)はサーモスイッチのヒータ異常昇温時を示す図(A) is a figure which shows the normal time of a thermoswitch, (b) is a figure which shows the time of the heater abnormal temperature rise of a thermoswitch 実施例1におけるサーモスイッチ周辺の詳細図Detailed view of the periphery of the thermoswitch in Example 1 (a)・(b)・(c)はそれぞれスペーサの形態例を示す図(A), (b), (c) is a figure which shows the form example of a spacer, respectively. (a)はヒータ異常昇温時を示す図、(b)は加熱体異常昇温時にサーモスイッチが斜めに当接した場合を示す図(A) is a diagram showing when the heater is abnormally heated, and (b) is a diagram showing a case where the thermoswitch is in contact with the diagonal when the heated body is abnormally heated. 実施例1における、1000W電力投入時のヒータ16の昇温カーブを示すグラフThe graph which shows the temperature increase curve of the heater 16 at the time of 1000W electric power input in Example 1 比較例1の説明図Explanatory drawing of the comparative example 1 従来例の定着装置の断面図Sectional view of a conventional fixing device (a)・(b)・(c)はそれぞれサーモスイッチ・ケースの断面形状を示す図(A), (b), (c) is a diagram showing the cross-sectional shape of the thermoswitch case スペーサの斜視図Perspective view of spacer ヒータホルダにスペーサを載せた状態の斜視図Perspective view of spacer mounted on heater holder

符号の説明Explanation of symbols

16 ヒータ
17 ヒータホルダ
19 サーモスイッチ
20 定着スリーブ
25 スペーサ
26 付勢部材
16 Heater 17 Heater holder 19 Thermo switch 20 Fixing sleeve 25 Spacer 26 Energizing member

Claims (9)

通電により発熱する発熱抵抗体を有する加熱体と、前記加熱体の異常昇温による熱で作動し、前記発熱抵抗体への通電を遮断する感熱素子と、を有する像加熱装置において、
前記加熱体と前記感熱素子の間には樹脂製のスペーサが設けられており、前記スペーサは開口部と枠部、及び枠部から内側に伸びる脚部を有することを特徴とする像加熱装置。
In an image heating apparatus comprising: a heating element having a heating resistor that generates heat by energization; and a thermal element that operates with heat due to abnormal temperature rise of the heating element and interrupts energization to the heating resistor.
A resin spacer is provided between the heating element and the thermal element, and the spacer has an opening, a frame, and a leg extending inward from the frame.
前記装置は更に、前記加熱体を保持する樹脂製の加熱体保持部材を有し、前記スペーサの軟化点は前記加熱体保持部材の耐熱温度より低いことを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The image according to claim 1, wherein the apparatus further includes a resin-made heating body holding member that holds the heating body, and a softening point of the spacer is lower than a heat resistant temperature of the heating body holding member. Heating device. 前記スペーサの軟化点は、前記感熱素子の作動温度より高いことを特徴とする請求項2に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 2, wherein a softening point of the spacer is higher than an operating temperature of the thermal element. 前記スペーサは、前記加熱体保持部材に保持されていることを特徴とする請求項2に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 2, wherein the spacer is held by the heating body holding member. 前記感熱素子を前記加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、前記付勢部材は前記加熱体の異常昇温時の前記スペーサの軟化に伴い、前記感熱素子を前記加熱体側へ移動させる付勢力を有することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の像加熱装置。   And a biasing member that biases the thermal element toward the heating body, and the biasing member moves the thermal element toward the heating body as the spacer softens when the heating body is abnormally heated. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus has an urging force to be applied. 前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、前記基板に具備させた前記発熱抵抗体からなることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating body includes an insulating flat substrate and the heating resistor provided on the substrate. 前記装置は更に、前記加熱体に接触しつつ移動する可撓性の回転体と、前記可撓性の回転体を介して前記加熱体と共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の像加熱装置。   The apparatus further includes a flexible rotating body that moves while being in contact with the heating body, and a pressure roller that forms a nip portion with the heating body via the flexible rotating body. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is characterized. 前記可撓性の回転体は、耐熱樹脂のフィルムであることを特徴とする請求項7に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 7, wherein the flexible rotating body is a heat-resistant resin film. 前記可撓性の回転体は、弾性層を有することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の像加熱装置。 The rotating body of flexible, An apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that an elastic layer.
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