JP4928293B2 - Fixing device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置(定着器)に関するThe present invention, electronic photocopiers, relates to a fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic printer (fixing device).

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着装置(定着器)として、セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する可撓性部材と、可撓性部材を介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものがある。特許文献1、2にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー画像を担持する記録材は定着装置の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画像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリンタ指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間(FPOT:first printout time)を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。 As a fixing device (fixing device) mounted on an electrophotographic copying machine or printer, a heater having a heating element on a ceramic substrate, a flexible member that moves while contacting the heater, and a flexible member There are some which have a pressure roller which forms a heater and a nip part via. Patent Documents 1 and 2 describe this type of fixing device. The recording material carrying the unfixed toner image is heated while being nipped and conveyed by the nip portion of the fixing device, whereby the image on the recording material is heated and fixed on the recording material. This fixing device has an advantage that the time required for starting energization of the heater and raising the temperature to the fixable temperature is short. Therefore, a printer equipped with this fixing device can shorten the time (FPOT: first printout time) after the printer command is input until the first image is output. This type of fixing device also has an advantage that power consumption during standby for waiting for a print command is small.

ところで、可撓性部材を用いた定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域(非通紙領域)が過度に昇温(いわゆる非通紙部昇温)することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを保持するホルダや加圧ローラが熱により損傷する場合がある。   By the way, when a small-size recording material is continuously printed at the same print interval as a large-size recording material with a printer equipped with a fixing device using a flexible member, the area where the recording material of the heater does not pass (non-sheet passing area) Is known to increase excessively (so-called non-sheet passing portion temperature increase). If the non-sheet passing area of the heater is excessively heated, the holder and the pressure roller that hold the heater may be damaged by heat.

そこで、上記定着装置を搭載するプリンタは、小サイズの記録材を連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。   Therefore, a printer equipped with the above fixing device has a control to widen the print interval when continuously printing a small size recording material than when continuously printing a large size recording material, and overheats the non-sheet passing area of the heater. Keeping the temperature down.

しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当りの出力枚数いわゆるスループットを減らすものであり、単位時間当たりの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等或いは若干少ない程度に抑えることが望まれる。   However, the control to increase the print interval is to reduce the number of output sheets per unit time, so-called throughput, and it is desired to suppress the number of output sheets per unit time to the same level or slightly less than the case of a large size recording material.

そこで、従来、定着装置のヒータを改良することが行われている。   Therefore, conventionally, the heater of the fixing device has been improved.

特許文献3、4、5には、非通紙領域において過昇温を抑制できるようにしたヒータが提案されている。そのヒータの一例を図10に示す。   Patent Documents 3, 4, and 5 propose heaters that can suppress excessive temperature rise in the non-sheet passing region. An example of the heater is shown in FIG.

ヒータ23は、細長い基板27の長手方向と直交する短手方向(幅方向)の一端側と他端側にそれぞれ該基板27の長手方向に沿って導電部29・30を設けている。そしてその導電部29・30間にPTC(抵抗の正の温度係数)特性を有する発熱体26を基板27の長手方向に沿って設けている。そして導電部29・30に給電用電極29a・30aを通じて通電することにより発熱体26が発熱する。   The heater 23 is provided with conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the lateral direction (width direction) orthogonal to the longitudinal direction of the elongated substrate 27, respectively. A heating element 26 having a PTC (positive temperature coefficient of resistance) characteristic is provided between the conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27. The heating element 26 generates heat by energizing the conductive portions 29 and 30 through the power supply electrodes 29a and 30a.

上記ヒータにおいて、プリンタに用いられる大サイズの記録材が通過する領域(大サイズ通紙領域)に小サイズの記録材を通過させた場合には、その小サイズの記録材が通過する領域(小サイズ通紙領域)の外側に非通紙領域が生ずる。小サイズ通紙領域は記録材に熱が奪われるため比較的熱が下がるけれども、非通紙領域は記録材に熱が奪われないため温度が上昇していく。しかしながら、発熱するほど発熱体の抵抗が上昇し発熱を抑制する効果が働くため、非通紙領域の温度上昇を抑制することができる。
特開2000−173752号公報 特開2001-100556号公報 特開平5−19652号公報 特開2005−209493号公報 特開2005−234540号公報
In the above heater, when a small size recording material is passed through an area (large size paper passing area) through which a large size recording material used in a printer passes, an area (small size) through which the small size recording material passes. A non-paper passing area is generated outside the size paper passing area). In the small-size sheet passing area, the recording material is deprived of heat, so that the heat is relatively lowered. However, in the non-sheet passing area, the recording material is not deprived of heat, and the temperature rises. However, as the heat is generated, the resistance of the heating element increases and the effect of suppressing the heat generation works, so that the temperature increase in the non-sheet passing region can be suppressed.
JP 2000-173752 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-100556 Japanese Patent Laid-Open No. 5-19652 JP 2005-209493 A JP 2005-234540 A

上記ヒータにおいて、異常昇温時の熱的応力や、衝撃等による機械的応力等により基板の短手方向にヒータ割れが生じた場合、導電部及び発熱体が基板の長手方向において断線することがある。その場合、電極から断線箇所までの間に導電部と発熱体が残っていれば通電経路が構成されるために、導電部への通電によって発熱体が発熱してしまう。   In the above heater, if the heater cracks in the short direction of the substrate due to thermal stress at abnormal temperature rise or mechanical stress due to impact etc., the conductive part and the heating element may be disconnected in the longitudinal direction of the substrate. is there. In that case, if the conductive part and the heating element remain between the electrode and the disconnection point, an energization path is formed, and thus the heating element generates heat by energizing the conductive part.

そこで、本発明の目的は、基板の長手方向において導電部及び発熱体が断線した場合に、発熱体への通電を検知できるようにした定着装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device capable of detecting energization to a heating element when a conductive portion and the heating element are disconnected in the longitudinal direction of the substrate.

上記目的を達成するための構成は、
筒状の定着フィルムと、
基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている第1導電部と、前記基板の長手方向に沿って設けられている第2導電部と、前記基板の長手方向に亘って前記第1導電部と前記第2導電部の間に繋がれている発熱体と、前記第1導電部と電気的に繋がっており給電用コネクタが繋がれる第1電極と、前記第2導電部と電気的に繋がっており給電用コネクタが繋がれる第2電極と、を有し、前記第1電極と前記第2電極が前記基板の長手方向の同じ側の端部に設けられており、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、
前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に画像を担持する記録材を前記長手方向に対して直交する方向に挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ヒータの温度を感知しており前記ヒータが異常昇温した場合に前記発熱体への通電を遮断するための保安素子と、
を有する定着装置において、
前記保安素子が、前記長手方向において、前記第1及び第2電極が設けられている側の前記発熱体の端部に設けられていることを特徴とする。
The configuration for achieving the above object is as follows:
A cylindrical fixing film;
A first conductive portion provided along the longitudinal direction of the substrate, a second conductive portion provided along the longitudinal direction of the substrate, and the first conductive portion along the longitudinal direction of the substrate. A heating element connected between the conductive part and the second conductive part, a first electrode electrically connected to the first conductive part and connected to the power feeding connector, and the second conductive part electrically A second electrode to which a power feeding connector is connected, and the first electrode and the second electrode are provided at the end of the same side in the longitudinal direction of the substrate, A heater in contact with the inner surface;
A pressure roller that forms a fixing nip portion that sandwiches and conveys a recording material carrying an image together with the heater through the fixing film in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
A safety element that senses the temperature of the heater and shuts off the power to the heating element when the heater is abnormally heated;
In a fixing device having
The safety element is provided in an end portion of the heating element on the side where the first and second electrodes are provided in the longitudinal direction.

本発明によれば、基板の長手方向において導電部及び発熱体が断線した場合に、発熱体への通電を検知できるようにした定着装置の提供を実現できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device that can detect energization of a heating element when the conductive portion and the heating element are disconnected in the longitudinal direction of the substrate.

本発明を図面に基づいて説明する。   The present invention will be described with reference to the drawings.

(1)画像形成装置例
図8は本発明に係る定着装置搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus Figure 8 is a block schematic drawing of an example of an image forming apparatus capable of mounting the constant Chakusochi engagement Ru in the present invention. This image forming apparatus is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process.

1は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと記す)であり、矢印方向に所定の周速度をもって回転される。この感光体ドラム1は、OPC、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されている。   Reference numeral 1 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier, which is rotated at a predetermined peripheral speed in the direction of an arrow. The photosensitive drum 1 is configured by forming a photosensitive material such as OPC or amorphous silicon on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel.

回転中の感光ドラム1の外周面(表面)は帯電手段としての帯電ローラ2によって一様に帯電される。次に、感光体ドラム1の一様帯電面に対して、画像露光手段としてのレーザービームスキャナ3から出力される画像情報に対応して変調されたレーザー光Lによる走査露光がなされる。これにより感光体ドラム1表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置24によりトナー(現像剤)によってトナー像として現像(可視化)される。   The outer peripheral surface (surface) of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging roller 2 as charging means. Next, the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 is subjected to scanning exposure with a laser beam L modulated in accordance with image information output from a laser beam scanner 3 serving as an image exposure unit. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1. This electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image by the developing device 24 with toner (developer).

一方、被加熱材としての記録材Pは給送カセット5から給送ローラ6によって一枚ずつ分離給送され、レジストローラ7に送られる。そのレジストローラ7によって記録材Pは感光体ドラム1表面に形成されたトナー画像と同期を取られ、シートパス8aを通じて感光体ドラム1と転写ローラ9とで形成される転写ニップ部Tに導入される。すなわち、感光体ドラム1表面のトナー像の先端部が転写ニップ部Tに到達したとき、記録材Pの先端部もちょうど転写ニップ部Tに到達するタイミングとなるようにレジストローラ7により記録材Pの搬送が制御される。   On the other hand, the recording material P as a material to be heated is separated and fed one by one from the feeding cassette 5 by the feeding roller 6 and sent to the registration roller 7. The recording material P is synchronized with the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 by the registration roller 7 and is introduced into the transfer nip T formed by the photosensitive drum 1 and the transfer roller 9 through the sheet path 8a. The That is, when the leading edge of the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 reaches the transfer nip T, the registration roller 7 causes the recording material P so that the leading edge of the recording material P just reaches the transfer nip T. Is controlled.

転写ニップ部Tに導入された記録材Pはこの転写ニップ部Tで挟持搬送され、その間、転写ローラ9には不図示の転写バイアス印加電源からトナーと逆極性の転写バイアスが印加される。感光体ドラム1表面のトナー像はその転写バイアスの作用によって記録材P面に静電的に転写される。   The recording material P introduced into the transfer nip T is nipped and conveyed by the transfer nip T. During this time, a transfer bias having a polarity opposite to that of toner is applied to the transfer roller 9 from a transfer bias application power source (not shown). The toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred onto the recording material P surface by the action of the transfer bias.

転写ニップ部Tにおいてトナー像の転写を受けた記録材Pは感光体ドラム1表面から分離されてシートパス8bを通って定着装置11へ搬送される。そしてその定着装置11によってトナー像は記録材P面上に加熱定着される。定着装置11を出た記録材Pはシートパス8c側に進路案内されて排出口13から排出トレイ14上に排出される。   The recording material P that has received the transfer of the toner image at the transfer nip T is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 11 through the sheet path 8b. The fixing device 11 heats and fixes the toner image on the surface of the recording material P. The recording material P exiting the fixing device 11 is guided to the sheet path 8c side and is discharged from the discharge port 13 onto the discharge tray.

トナー像の転写後、感光体ドラム1表面はクリーニング装置10により転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。   After the transfer of the toner image, the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning device 10 after removal of transfer residual toner, paper dust, and the like, and is repeatedly used for image formation.

(2)定着装置
図2は定着装置11の一例の縦断面模型図である。図3は定着装置11の横断面模型図である。図4は定着装置11を記録材導入側から見た図である。
(2) Fixing Device FIG. 2 is a vertical cross-sectional model view of an example of the fixing device 11. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fixing device 11. FIG. 4 is a view of the fixing device 11 as viewed from the recording material introduction side.

以下の説明において、定着装置又はその定着装置を構成している部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。   In the following description, with respect to the fixing device or the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The short side direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material.

また、本実施例に示す加熱体としてのヒータに関し、従来のヒータと構成上の差異を容易に理解できるようにするために、従来のヒータと同じ部材・部分には同じ符号を付している。 Also relates to a heater as a heating body shown in this embodiment, in order that the conventional heater and configuration Naruue differences can be readily appreciated, the same members and parts as the conventional heaters are denoted by the same reference numerals Yes.

本実施例に示す定着装置11は、加熱体としてのセラミックヒータ23と、可撓性部材としての定着フィルム22と、ガイド部材としてのステー21と、加圧部材としての加圧ローラ24と、を有する。ステー21と、フィルム22と、ヒータ23と、加圧ローラ24は、何れも長手方向に細長い部材である。   The fixing device 11 shown in the present embodiment includes a ceramic heater 23 as a heating body, a fixing film 22 as a flexible member, a stay 21 as a guide member, and a pressure roller 24 as a pressure member. Have. The stay 21, the film 22, the heater 23, and the pressure roller 24 are all elongated members in the longitudinal direction.

ステー21は耐熱性及び剛性を有する所定の材料を用いて縦断面樋型形状に形成してある。ステー21にはヒータ23を保持させている。フィルム22は耐熱性フィルムによりエンドレス(円筒状)に形成してある。そしてそのフィルム22はステー21に外嵌されている。フィルム22の内周長とステー21の外周長はフィルム22の方を例えば3mm程度大きくしてある。従ってフィルム22は周長に余裕を持ってステー21に外嵌させてある。フィルム22の内周面とステー21の外周面との間には潤滑剤(不図示)を介在させてある。これによってステー21の外周面と接触しながら回転するフィルム22の摺動抵抗を低下させている。潤滑剤としてはフッ素樹脂PTFEで増稠したPFPE(パーフロロポリエーテル)グリスを使用している。   The stay 21 is formed in a vertical cross-sectional saddle shape using a predetermined material having heat resistance and rigidity. The stay 21 holds a heater 23. The film 22 is formed endless (cylindrical) by a heat resistant film. The film 22 is fitted on the stay 21. The inner peripheral length of the film 22 and the outer peripheral length of the stay 21 are made larger by about 3 mm for the film 22, for example. Therefore, the film 22 is externally fitted to the stay 21 with a margin in circumference. A lubricant (not shown) is interposed between the inner peripheral surface of the film 22 and the outer peripheral surface of the stay 21. This reduces the sliding resistance of the film 22 that rotates while contacting the outer peripheral surface of the stay 21. As the lubricant, PFPE (perfluoropolyether) grease thickened with fluororesin PTFE is used.

各部材について更に詳しく説明する。   Each member will be described in more detail.

1)定着フィルム
フィルム22において、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は100μm以下、好ましくは50μm以下20μm以上に設定してある。フィルム22の材料として、耐熱性のあるPTFE、PFA、FEP等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施例では、膜厚約50μmのポリイミドフィルムの外周表面にPTFEをコーティングしたものをフィルム22として用いた。フィルム22の外径は18mmとした。
1) Fixing Film In the film 22, in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property, the film thickness is set to 100 μm or less, preferably 50 μm or less to 20 μm or more. As the material of the film 22, a heat resistant single layer film such as PTFE, PFA, FEP or the like, or a composite layer in which PTFE, PFA, FEP, etc. are coated on the outer peripheral surface of a film such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS Film can be used. In this example, the film 22 was formed by coating PTFE on the outer peripheral surface of a polyimide film having a thickness of about 50 μm. The outer diameter of the film 22 was 18 mm.

2)ステー
ステー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により構成できる。本実施例では、液晶ポリマーを用い、液晶ポリマーを金型に射出し、成形することで、縦断面樋型形状に形成してある。このステー21は長手方向の両端部が定着装置11の不図示の側板対に保持されている。ステー21の加圧ローラ24側の下面には長手方向に沿って凹字形状の溝21aが設けられ、その溝21aによってヒータ23を保持している。
2) Stay The stay 21 can be composed of a high heat resistant resin such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PPS, liquid crystal polymer, or a composite material of these resins with ceramics, metal, glass, or the like. In this embodiment, a liquid crystal polymer is used, and the liquid crystal polymer is injected into a mold and molded to form a vertical cross-sectional shape. Both ends of the stay 21 in the longitudinal direction are held by a pair of side plates (not shown) of the fixing device 11. A concave groove 21a is provided along the longitudinal direction on the lower surface of the stay 21 on the pressure roller 24 side, and the heater 23 is held by the groove 21a.

3)加圧ローラ
加圧ローラ24は、芯金24aと、その芯金24aの周囲に設けられた弾性体層24bと、その弾性体層24bの周囲に設けられた最外層の離形層24cと、を有する。その加圧ローラ24は、芯金24aの長手方向の両端部が定着装置11の側板対に軸受32L・32Rにより回転自在に保持されている。本実施例では、芯金24aはアルミニウムを、弾性体層24bはシリコーンゴムを、離形層24cは厚さ約30μmのPFAのチューブを用いた。加圧ローラ24の外径は20mm、弾性体層24bの厚さは3mmとした。そしてフィルム22の下方においてフィルム22と並列に配置された加圧ローラ24は、芯金24a両端部が加圧バネ等の加圧手段によってステー21側に加圧されている。これにより、加圧ローラ24は、加圧ローラ24の外周面(表面)とヒータ23との間にフィルム22を挟んで記録材P上の未定着トナー画像tの加熱定着に必要な所定幅のニップ部N(定着ニップ部)を形成している。
3) Pressure roller The pressure roller 24 includes a cored bar 24a, an elastic layer 24b provided around the cored bar 24a, and an outermost release layer 24c provided around the elastic layer 24b. And having. The pressure roller 24 is rotatably held by bearings 32L and 32R at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 24a on the side plate pair of the fixing device 11. In this embodiment, the core metal 24a is made of aluminum, the elastic layer 24b is made of silicone rubber, and the release layer 24c is made of a PFA tube having a thickness of about 30 μm. The outer diameter of the pressure roller 24 was 20 mm, and the thickness of the elastic body layer 24b was 3 mm. The pressure roller 24 arranged in parallel with the film 22 below the film 22 has both ends of the cored bar 24a pressed against the stay 21 by a pressing means such as a pressure spring. Thus, the pressure roller 24 has a predetermined width necessary for heating and fixing the unfixed toner image t on the recording material P with the film 22 interposed between the outer peripheral surface (front surface) of the pressure roller 24 and the heater 23. A nip portion N (fixing nip portion) is formed.

4)ヒータ
図1に本実施例に係るヒータ23の一例を示す。(a)はヒータ23の背面図、(b)はヒータ23の正面図、(c)は(b)のヒータ23のc−c断面と、そのヒータ23に用いられる通電制御回路の一例を表わす図である。
4) Heater FIG. 1 shows an example of the heater 23 according to this embodiment. (A) is a rear view of the heater 23, (b) is a front view of the heater 23, (c) is a cross-sectional view of the heater 23 of (b), and an example of an energization control circuit used for the heater 23. FIG.

ヒータ23は、長手方向に細長い耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板27の一面(ニップ部N側の面)に、抵抗発熱体26と、第1導電部としての導電部29と、第2導電部としての導電部30と、第1電極としての給電用電極29aと、第2電極としての電極30aと、耐熱性オーバーコート層28と、を有する全体に低熱容量の加熱体である。つまり、基板27の一面(以下、表面と記す)において、短手方向における一端側と他端側にそれぞれ基板27の長手方向に沿って導電部29・30を設け、その導電部29・30間にPTC(抵抗の正の温度係数)特性を有する発熱体26を設けている。そして基板27の長手方向の一端部に給電用電極29a・30aを設けている。 The heater 23 has a resistance heating element 26 and a conductive portion 29 as a first conductive portion on one surface (surface on the nip portion N side) of a heat-resistant, insulating, and good heat conductive substrate 27 elongated in the longitudinal direction . This is a heating body with a low heat capacity as a whole, including the conductive portion 30 as the second conductive portion, the power supply electrode 29a as the first electrode, the electrode 30a as the second electrode, and the heat-resistant overcoat layer 28. . That is, on one surface of the substrate 27 (hereinafter referred to as the surface), conductive portions 29 and 30 are provided along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the short direction, respectively, and between the conductive portions 29 and 30. Is provided with a heating element 26 having a PTC (positive temperature coefficient of resistance) characteristic. The power supply electrodes 29 a and 30 a are provided at one end in the longitudinal direction of the substrate 27.

発熱体26は、酸化ルテニウム・ガラス粉末(無機結着剤)・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、基板27上に線帯状に形成して得たものである。発熱体26の材料としては、酸化ルテニウム(RuO)以外に、銀パラジウム(Ag/Pd)、TaN等の電気抵抗材料を用いても、混合して用いても良い。発熱体26の抵抗値は常温で20Ωとした。 The heating element 26 is obtained by forming a paste prepared by kneading ruthenium oxide, glass powder (inorganic binder), and organic binder into a line band shape on the substrate 27 by screen printing. As a material for the heating element 26, in addition to ruthenium oxide (RuO 2 ), an electric resistance material such as silver palladium (Ag / Pd) or Ta 2 N may be used, or a mixture thereof may be used. The resistance value of the heating element 26 was 20Ω at room temperature.

基板27は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。本実施例では、短手方向における幅7mm・長手方向における長さ270mm・厚さ1mmのアルミナ基板を使用している。電極29a・30aは銀のスクリーン印刷パターンを用いた。オーバーコート層28は、発熱体26とヒータ23表面との電気的な絶縁性と、ヒータ23表面とフィルム22内周面との摺動性と、を確保することが主な目的である。
オーバーコート層28は、発熱体26と、導電部29・30と、電極29a・30aと、を覆うように基板27表面に設けられている。本実施例では、オーバーコート層28として厚さ約50μmの耐熱性ガラス層を用いた。図5の(c)においては、発熱体26と、電極29a・30aとの関係を容易に理解できるようにするため、オーバーコート層28は省略してある。
For the substrate 27, for example, a ceramic material such as alumina or aluminum nitride is used. In this embodiment, an alumina substrate having a width of 7 mm in the short side direction, a length of 270 mm in the long side direction, and a thickness of 1 mm is used. A silver screen printing pattern was used for the electrodes 29a and 30a. The overcoat layer 28 is mainly intended to ensure electrical insulation between the heating element 26 and the surface of the heater 23 and slidability between the surface of the heater 23 and the inner peripheral surface of the film 22.
The overcoat layer 28 is provided on the surface of the substrate 27 so as to cover the heating element 26, the conductive portions 29 and 30, and the electrodes 29a and 30a. In this example, a heat-resistant glass layer having a thickness of about 50 μm was used as the overcoat layer 28. In FIG. 5C, the overcoat layer 28 is omitted so that the relationship between the heating element 26 and the electrodes 29a and 30a can be easily understood.

電極29a・30aは、それぞれ基板27の短手方向に対して所定の間隔を保つように離間させて設けられた約2mm幅の導電部29・30に接続されている。即ち、電極29aは導電部29と電気的に繋がっており、電極30aは導電部30と電気的に繋がっている。電極29a・30bはそれぞれ対応する導電部29・30に通電するためのものである。導電部29・30は電極29a・30aと同じ材料によって作られている。発熱体26は、それぞれの導電部29・30の間を接続するように導電部29・30間(導電部間)に基板27の長手方向に沿って約220mm程度形成されている。発熱体26は給電用コネクタ(不図示)に繋がれた電極29a・30aを通じて導電部29・30に給電され発熱する。 The electrodes 29a and 30a are connected to conductive portions 29 and 30 each having a width of about 2 mm provided so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance with respect to the short direction of the substrate 27. That is, the electrode 29 a is electrically connected to the conductive portion 29, and the electrode 30 a is electrically connected to the conductive portion 30. The electrodes 29a and 30b are for energizing the corresponding conductive portions 29 and 30, respectively. The conductive portions 29 and 30 are made of the same material as the electrodes 29a and 30a. The heating element 26 is formed about 220 mm along the longitudinal direction of the substrate 27 between the conductive portions 29 and 30 (between the conductive portions) so as to connect the conductive portions 29 and 30 to each other. The heating element 26 is supplied with power to the conductive portions 29 and 30 through electrodes 29a and 30a connected to a power supply connector (not shown) and generates heat.

また、ヒータ23は、基板25の裏面(加圧ローラ24と反対側の面)に温度検知素子(以下、検温素子と記す)25を有する。検温素子25は、ヒータ23の温度を検知するために設けられたものである。本実施例では、検温素子としてヒータ23から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。この外部当接型サーミスタ25は、例えば支持体(不図示)上に断熱層(不図示)を設け、その断熱層の上にチップサーミスタの素子を固定し、その素子を基板27裏面に向けて所定の加圧力により加圧して支持体を基板27裏面に取り付けるような構成をとる。本実施例では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。その外部当接型サーミスタ25は、ニップ部Nに導入される所定サイズの記録材Pが必ず通過する最小サイズ通紙領域内に配置されている。   Further, the heater 23 has a temperature detection element (hereinafter referred to as a temperature detection element) 25 on the back surface of the substrate 25 (the surface opposite to the pressure roller 24). The temperature measuring element 25 is provided to detect the temperature of the heater 23. In this embodiment, an external contact type thermistor separated from the heater 23 is used as the temperature measuring element. The external contact type thermistor 25 has, for example, a heat insulating layer (not shown) provided on a support (not shown), an element of the chip thermistor is fixed on the heat insulating layer, and the element faces the back surface of the substrate 27. A structure is adopted in which the support is attached to the back surface of the substrate 27 by applying pressure with a predetermined pressure. In this example, a highly heat-resistant liquid crystal polymer was used as the support, and ceramic paper was laminated as the heat insulating layer. The external contact type thermistor 25 is disposed in the minimum size sheet passing region through which the recording material P of a predetermined size introduced into the nip portion N always passes.

上記ヒータ23は、ステー21の溝21a内に基板27が基板27表面を下向きにして固定される。これによりヒータ23のオーバーコート層28をフィルム22内周面に接触させている。   In the heater 23, the substrate 27 is fixed in the groove 21 a of the stay 21 with the surface of the substrate 27 facing downward. Thereby, the overcoat layer 28 of the heater 23 is brought into contact with the inner peripheral surface of the film 22.

(3)定着装置の加熱定着動作
加圧ローラ24の芯金24aの端部に設けられた駆動ギアG(図4)が定着モータMにより回転駆動されることによって、加圧ローラ24は矢印方向に回転する。この加圧ローラ24の回転によりニップ部Nにおいて加圧ローラ24表面とフィルム22表面との摩擦力によりフィルム22に回転力が作用する。その回転力によりフィルム22はその内面側がニップ部Nにおいて加熱体23の表面に密着して摺動しながらステー21の外回りを矢印方向に加圧ローラ24の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。
(3) Heat Fixing Operation of Fixing Device When the driving gear G (FIG. 4) provided at the end of the core metal 24a of the pressure roller 24 is rotationally driven by the fixing motor M, the pressure roller 24 is moved in the direction of the arrow. Rotate to. By the rotation of the pressure roller 24, a rotational force acts on the film 22 by the frictional force between the surface of the pressure roller 24 and the surface of the film 22 at the nip portion N. With the rotational force, the film 22 is driven in the direction of the arrow around the outside of the stay 21 in the direction of the arrow at the same circumferential speed as the rotational speed of the pressure roller 24 while the inner surface of the film 22 slides in close contact with the surface of the heating body 23 at the nip N. Rotate.

制御手段としてのCPU41(図1)は、通電制御手段としてのトライアック42をオンする。これにより交流電源43から後述する保安素子100を通じてヒータ23の電極29a・30aに通電される。ヒータ23は、電極29a・30aを通じて導電部29・30に通電されることにより発熱体26全域が発熱し昇温する。その昇温に応じて加熱される基板27の温度をサーミスタ25が検知する。CPU41は、サーミスタ25の出力(検知温度)をA/D変換して取り込む。そしてサーミスタ25からの出力に基づいて、トライアック42によりヒータ23に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、ヒータ23の温度制御を行う。即ち、CPU41は、サーミスタ25の検知温度が所定の設定温度(目標温度)より低い場合にはヒータ23を昇温させ、設定温度より高い場合にはヒータ23を降温させるようにトライアック42を制御することにより、ヒータ23を設定温度に保っている。本実施例では、位相制御により出力を0〜100%まで5%刻みの21段階で変化させている。出力100%はヒータ23に全通電したときの出力を示す。   The CPU 41 (FIG. 1) as the control means turns on the triac 42 as the energization control means. As a result, the electrodes 29a and 30a of the heater 23 are energized from the AC power supply 43 through the security element 100 described later. When the heater 23 is energized through the electrodes 29a and 30a to the conductive portions 29 and 30, the entire heating element 26 generates heat and the temperature rises. The thermistor 25 detects the temperature of the substrate 27 heated in accordance with the temperature rise. The CPU 41 captures the output (detected temperature) of the thermistor 25 by A / D conversion. Based on the output from the thermistor 25, the electric power supplied to the heater 23 by the triac 42 is controlled by phase control, wave number control, or the like to control the temperature of the heater 23. That is, the CPU 41 controls the triac 42 so as to raise the heater 23 when the temperature detected by the thermistor 25 is lower than a predetermined set temperature (target temperature) and to lower the heater 23 when higher than the set temperature. As a result, the heater 23 is kept at the set temperature. In the present embodiment, the output is changed in 21 steps in increments of 5% from 0 to 100% by phase control. The output 100% indicates the output when the heater 23 is fully energized.

ヒータ23の温度が設定温度に立ち上がり、かつ加圧ローラ24の回転によるフィルム22の回転周速度が定常化した状態において、ニップ部Nに記録材Pが導入される。そして、記録材Pがフィルム22と一緒にニップ部Nでヒータ23の基板27の長手方向と直行する短手方向に挟持搬送されることによりヒータ23の熱がフィルム22を介して記録材Pに付与され記録材P上の未定着トナー画像tが記録材P面に加熱定着される。ニップ部Nを出た記録材Pはフィルム22表面から分離されて搬送される。 The recording material P is introduced into the nip portion N in a state where the temperature of the heater 23 rises to the set temperature and the rotational peripheral speed of the film 22 is stabilized by the rotation of the pressure roller 24. The recording material P is nipped and conveyed together with the film 22 in the nip portion N in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 27 of the heater 23, so that the heat of the heater 23 is transferred to the recording material P through the film 22. The applied unfixed toner image t on the recording material P is heat-fixed on the recording material P surface. The recording material P that has exited the nip N is separated from the surface of the film 22 and conveyed.

(4)ヒータへの保安素子の配置態様
図5の(a)にヒータ23の正常時の発熱分布を、(b)にヒータ23の異常時の発熱分布を、それぞれ示す。
(4) Arrangement Mode of Safety Element to Heater FIG. 5A shows a heat generation distribution when the heater 23 is normal, and FIG. 5B shows a heat generation distribution when the heater 23 is abnormal.

基板27の短手方向にヒータ割れ等が生じていないヒータ23((a)参照)は、導電部29・30を通じて発熱体26全域に通電されることから、ヒータ長手の発熱分布曲線は発熱体26の発熱温度に応じた温度となる。   The heater 23 (see (a)) in which no heater crack or the like has occurred in the short direction of the substrate 27 is energized to the entire heating element 26 through the conductive portions 29 and 30, so the heating distribution curve of the heater longitudinal is the heating element. The temperature corresponds to the heat generation temperature of 26.

これに対して、基板27の短手方向にヒータ割れ等が生じているヒータ23((b)参照)は、ヒータ割れ等によって基板破壊及び印刷パターン破壊により導電部29・30及び発熱体26が基板27の長手方向において断線している可能性がある。その場合、電極29a・30aから断線箇所までの間に導電部29・30及び発熱体26が残っていれば、ヒータ長手の発熱分布曲線は発熱体26の発熱温度に応じた温度となる。   On the other hand, in the heater 23 (see (b)) in which the heater crack or the like is generated in the short direction of the substrate 27, the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 are caused by the substrate destruction and the print pattern destruction due to the heater crack or the like. There is a possibility of disconnection in the longitudinal direction of the substrate 27. In this case, if the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 remain between the electrodes 29a and 30a and the disconnection portion, the heat generation distribution curve of the heater longitudinal becomes a temperature corresponding to the heating temperature of the heating element 26.

そこで、本実施例では、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26が断線した場合に発熱体26への通電を検知(感知)できるようにするために、基板27の長手方向の電極29a・30a側の一端部(電極29a,30aが設けられている側の発熱体26の端部)に温度検知型の保安素子100を設けている。特に、基板27の他面(ニップ部Nと反対側の面)において、発熱体26と発熱体長手端部の境界部に保安素子100を設けている。これにより、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26がどの位置で断線したとしても、導電部29・30とともに通電経路を構成する発熱体26の発熱領域内に温度ヒューズ100を確実に位置させることができる。また、本実施例では、保安素子100として、熱に反応して電極29aへの通電を遮断する温度ヒューズを用いている。図6は温度ヒューズ100の一例の構成模型図である。 Therefore, in this embodiment, in order to be able to detect (sense) the energization of the heating element 26 when the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27, The temperature detection type safety element 100 is provided at one end of the electrodes 29a and 30a ( the end of the heating element 26 on the side where the electrodes 29a and 30a are provided) . In particular, on the other surface of the substrate 27 (the surface opposite to the nip portion N), the security element 100 is provided at the boundary between the heating element 26 and the longitudinal end of the heating element. As a result, the thermal fuse 100 is placed in the heat generating region of the heat generating element 26 that constitutes the current-carrying path together with the conductive portions 29 and 30 regardless of where the conductive portions 29 and 30 and the heat generating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27. It can be positioned reliably. In the present embodiment, the safety element 100 is a thermal fuse that responds to heat and interrupts the energization of the electrode 29a. FIG. 6 is a structural model diagram of an example of the thermal fuse 100.

131は温度ヒューズ100の外装金属ケースである。132は第1リード線である。第1リード線132は、その先端部に絶縁セラミック製の円筒部材133を有し、該円筒部材133をケース131内の一端部側に挿入して該ケース131をかしめることによりケース131とは絶縁して抜け止めしてある。134は第2リード線である。第2リード線134は、その先端部をケース131内の他端側に挿入し該ケース131をかしめてケース131に電気的に導通させて抜け止めしてある。135・136・137・138・139・140は、それぞれ、ケース131内に第1リード線132側から第2リード線134側に順次に配列内蔵させた、第1スプリング、可動電極、円板、第2スプリング、円板、感温ペレットである。第1スプリング135は円筒部材133と可動電極136との間に縮設してある。第2スプリング138は円板137と円板139間に縮設してある。第2スプリング138のバネ力を第1スプリング135よりも大きくしてある。141はケース131内の気密性を保たせるために、ケース131の第1リード線取付け側の端面と第1リード線基部にかけて塗着形成した封口(封止)樹脂部である。   Reference numeral 131 denotes an exterior metal case of the thermal fuse 100. Reference numeral 132 denotes a first lead wire. The first lead wire 132 has a cylindrical member 133 made of an insulating ceramic at its distal end, and the case 131 is caulked by inserting the cylindrical member 133 into one end side of the case 131 and the case 131. It is insulated and secured. Reference numeral 134 denotes a second lead wire. The end of the second lead wire 134 is inserted into the other end of the case 131 and the case 131 is caulked to electrically connect with the case 131 to prevent it from coming off. 135, 136, 137, 138, 139, and 140 are respectively arranged in the case 131 sequentially from the first lead wire 132 side to the second lead wire 134 side, the first spring, the movable electrode, the disc, The second spring, disc, and temperature sensitive pellet. The first spring 135 is contracted between the cylindrical member 133 and the movable electrode 136. The second spring 138 is contracted between the disc 137 and the disc 139. The spring force of the second spring 138 is larger than that of the first spring 135. Reference numeral 141 denotes a sealing (sealing) resin portion that is coated and formed on the end surface of the case 131 on the first lead wire mounting side and the first lead wire base portion in order to maintain airtightness in the case 131.

温度ヒューズ100において、図6の(a)に示す平常時は第2スプリング138の円板137・139間での突っ張り力により、第1スプリング135が可動電極136と円筒部材133との間に押し縮められている。また可動電極136が第1リード線132の先端部に押圧されて該第1リード線132との電気的導通が保たれる。また感温部材である有機物から成る感温ペレット140が第2リード線134の先端に当接して受け止められ、円板139と第2リード線134の先端間にスペーサ部材として介在した状態に保たれる。可動電極136はその外周縁がケース131の内面に接触していて該ケース131との電気的導通を保ってケース131内を軸線方向に移動自由である。   In the thermal fuse 100, the first spring 135 is pushed between the movable electrode 136 and the cylindrical member 133 by the tension force between the discs 137 and 139 of the second spring 138 in the normal state shown in FIG. Has been shortened. In addition, the movable electrode 136 is pressed against the tip portion of the first lead wire 132, and electrical continuity with the first lead wire 132 is maintained. Further, the temperature-sensitive pellet 140 made of an organic substance, which is a temperature-sensitive member, is received by being in contact with the tip of the second lead wire 134, and is maintained as a spacer member between the disc 139 and the tip of the second lead wire 134. It is. The movable electrode 136 has an outer peripheral edge that is in contact with the inner surface of the case 131, maintains electrical continuity with the case 131, and is movable in the axial direction within the case 131.

温度ヒューズ100の平常時状態において、ヒータ23の電極29aへの通電は、電源33に接続された第2リード線134、感温ペレット140、円板137、可動電極136、第1リード線132を経由して行われる。   In the normal state of the thermal fuse 100, the energization of the electrode 29a of the heater 23 is performed by passing the second lead wire 134, the temperature sensitive pellet 140, the disc 137, the movable electrode 136, and the first lead wire 132 connected to the power source 33. Done via.

一方、通電制御回路の故障によってヒータ23が暴走し異常昇温すると、ヒータ23の熱が基板27からケース131を介して感温ペレット140に伝わる。そして感温ペレット140の温度が所定の動作温度以上になると、感温ペレット140が溶融または昇華して図6(b)に示すように液状または消滅する。すると、第1スプリング135のバネ力で第2スプリング138が第2リード線134側へ押し動かされて可動電極136が第1リード線132の先端から離れる。これによって、ヒータ23の電極29aへの通電が遮断される。つまり、ヒータ23の異常昇温時(暴走時)に電極29aへの通電を遮断できる。   On the other hand, when the heater 23 runs away due to a failure of the energization control circuit and the temperature rises abnormally, the heat of the heater 23 is transmitted from the substrate 27 to the temperature-sensitive pellet 140 through the case 131. When the temperature of the temperature-sensitive pellet 140 becomes equal to or higher than a predetermined operating temperature, the temperature-sensitive pellet 140 melts or sublimates and becomes liquid or disappears as shown in FIG. Then, the second spring 138 is pushed toward the second lead wire 134 by the spring force of the first spring 135, and the movable electrode 136 is separated from the tip of the first lead wire 132. Thereby, the energization to the electrode 29a of the heater 23 is interrupted. That is, the energization to the electrode 29a can be cut off when the heater 23 is abnormally heated (runaway).

温度ヒューズ100において、感温ペレット140がヒータ23の発熱体26側に向くように、或いは感温ペレット140がヒータ23の電極29a側に向くようにしても作動時間に差異が見られないため、温度ヒューズ100の向きはいずれの向きでもよい。本実施例では、温度ヒューズ100の向きを感温ペレット140がヒータ23の発熱体26側に向くように設定している。   In the thermal fuse 100, there is no difference in operating time even if the temperature sensitive pellet 140 faces the heating element 26 side of the heater 23 or the temperature sensitive pellet 140 faces the electrode 29a side of the heater 23. The direction of the thermal fuse 100 may be any direction. In this embodiment, the direction of the temperature fuse 100 is set so that the temperature-sensitive pellet 140 faces the heating element 26 side of the heater 23.

(5)実験例
以下に、上記の温度ヒューズ100を設けることにより暴走時に通電をストップさせることが可能となる他のヒータ構成を比較例とし、本実施例のヒータ23と、そのヒータ23の使いこなしの有効性を説明する。比較例のヒータにおいて、本実施例のヒータ23と同一機能を有する部材・部分に同じ符号を付している。
(5) Experimental Example In the following, another heater configuration capable of stopping energization at the time of runaway by providing the thermal fuse 100 will be used as a comparative example, and the heater 23 of this embodiment and how to use the heater 23 will be described. The effectiveness of is explained. In the heater of a comparative example, the same code | symbol is attached | subjected to the member and part which has the same function as the heater 23 of a present Example.

コスト、コンパクト性、PTC特性の強弱を有利な方から、○、△、×の3段階で評価を行った。   The cost, compactness, and strength of PTC characteristics were evaluated in three stages of ○, Δ, and × from the advantageous one.

比較例1:図7(a)に示すヒータ23は、基板27の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板27の長手方向に沿って導電部29・30を有し、その導電部29・30間に発熱体26を有する。そして基板27の長手方向の両端部に電極29a・30aを有する。   Comparative Example 1: The heater 23 shown in FIG. 7A has conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 27, respectively. A heating element 26 is provided between the portions 29 and 30. Electrodes 29 a and 30 a are provided at both ends in the longitudinal direction of the substrate 27.

比較例2:図7(b)に示すヒータ23は、基板27の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板27の長手方向に沿って導電部29・30を有し、その導電部29・30間に発熱体26を有する。そして基板27の長手方向の一端部に設けられた電極29a・30aのうち一方の電極29aを基板27の長手方向に折り返している。   Comparative Example 2: The heater 23 shown in FIG. 7B has conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 27, respectively. A heating element 26 is provided between the portions 29 and 30. One of the electrodes 29 a and 30 a provided at one end in the longitudinal direction of the substrate 27 is folded back in the longitudinal direction of the substrate 27.

比較例3:図7(c)に示すヒータ23は、基板27の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板27の長手方向に沿って導電部29・30を有し、その導電部29・30間に発熱体26を有する。そして基板27の長手方向の一端部において、基板27の表面に一方の導電部30の電極30aを、基板27の裏面に他方の導電部29の電極29aを、それぞれ有する。他方の導電部29の電極29aは、基板27の長手方向の他端部に設けられたスルーホール27hを通じて基板27表面の導電部29と接続してある。   Comparative Example 3: The heater 23 shown in FIG. 7C has conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 27, respectively. A heating element 26 is provided between the portions 29 and 30. At one end in the longitudinal direction of the substrate 27, the electrode 30 a of one conductive portion 30 is provided on the surface of the substrate 27, and the electrode 29 a of the other conductive portion 29 is provided on the back surface of the substrate 27. The electrode 29a of the other conductive portion 29 is connected to the conductive portion 29 on the surface of the substrate 27 through a through hole 27h provided at the other end portion of the substrate 27 in the longitudinal direction.

比較例4:図7(d)に示すヒータ23は、基板27の短手方向の一端側と他端側にそれぞれ該基板27の長手方向に沿って導電部29・30を有する。また、基板27の短手方向の中央に該基板27の長手方向に沿って共通導電部31を有する。その共通導電部31と導電部29との間、及び共通導電部31と導電部30との間に、それぞれ発熱体26−1・26−2を有する。そして基板27の長手方向の一端部に電極29a・30aを有する。   Comparative Example 4: The heater 23 shown in FIG. 7D has conductive portions 29 and 30 along the longitudinal direction of the substrate 27 on one end side and the other end side in the short direction of the substrate 27, respectively. In addition, a common conductive portion 31 is provided along the longitudinal direction of the substrate 27 in the center in the short direction of the substrate 27. Between the common conductive part 31 and the conductive part 29 and between the common conductive part 31 and the conductive part 30, heating elements 26-1 and 26-2 are provided, respectively. Then, electrodes 29 a and 30 a are provided at one end of the substrate 27 in the longitudinal direction.

比較例1のヒータ23は、電極29a・30aが基板27の長手方向の両端部にあるため、電極接続用のコネクタ(給電用コネクタ)を複数設けなければならない。また、コネクタを基板27の長手方向の両端部に設けることにより、コネクタ分のコスト、及びスペースを確保しなければならないため、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。 In the heater 23 of Comparative Example 1, since the electrodes 29a and 30a are at both ends in the longitudinal direction of the substrate 27, a plurality of electrode connection connectors (power supply connectors) must be provided. Further, by providing the connectors at both ends of the substrate 27 in the longitudinal direction, it is necessary to secure the cost and space for the connectors, which increases the cost and impairs the compactness.

比較例2のヒータ23は、電極29aを折り返すための余分なスペースを基板27上に設けなければならず、そのためには、基板27上の大きさを確保しなければならなくなり、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。その理由としては以下の理由が挙げられる。印刷パターンを設けるための条件の一つに、基板27の長手方向において発熱を一様にさせるためには、前述した特開2005−209493号公報、特開2005−234540号公報に記載のような電極抵抗と発熱体抵抗の関係を満たす必要がある。さらに発熱体26のシート抵抗が大きくなると、PTC特性からNTC特性へ徐々に変わっていくという特性がある。このため、PTC特性を強く維持するためには、ある程度、シート抵抗を低めに維持しながら導電部29・30及び、発熱体26の寸法で抵抗を調整していくことが必要となってくる。そのため、コンパクト性が損なわれ、それとともにコストアップしていくことになる。   The heater 23 of Comparative Example 2 must provide an extra space on the substrate 27 for turning back the electrode 29a. For that purpose, the size on the substrate 27 must be secured, which increases the cost. Compactness is impaired. The reason is as follows. As one of the conditions for providing the print pattern, in order to make the heat generation uniform in the longitudinal direction of the substrate 27, as described in JP 2005-209493 A and JP 2005-234540 A described above. It is necessary to satisfy the relationship between electrode resistance and heating element resistance. Furthermore, when the sheet resistance of the heating element 26 increases, there is a characteristic that the PTC characteristic gradually changes to the NTC characteristic. For this reason, in order to maintain the PTC characteristic strongly, it is necessary to adjust the resistance by the dimensions of the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 while keeping the sheet resistance low to some extent. For this reason, the compactness is impaired and the cost is increased.

比較例3のヒータ23は、電極29aを折り返すためのスペースを発熱体26側の基板27面に設けなくてもよく、コンパクト性は確保できるものの、基板27裏面に電極29aを設けるために、基板27にスルーホール27hを設けることになる。そのため、コストアップする。   The heater 23 of Comparative Example 3 does not have to provide a space for folding the electrode 29a on the surface of the substrate 27 on the side of the heating element 26, and although the compactness can be ensured, 27 is provided with a through hole 27h. Therefore, the cost increases.

比較例4のヒータ23は、共通導電部31を折り返すための余分なスペースを基板27上に設けなければならず、そのためには、基板27上の大きさを確保しなければならなくなり、コストアップし、コンパクト性が損なわれる。   The heater 23 of Comparative Example 4 must provide an extra space on the substrate 27 for turning back the common conductive portion 31. For that purpose, the size on the substrate 27 must be secured, and the cost increases. However, the compactness is impaired.

以上の比較例1〜4と比較検討してみても本実施例のヒータ23における印刷パターンは、コスト、コンパクト性、PTC特性の強弱のいずれの観点からも有効である。また、本実施例のヒータ23は、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26が断線した場合に電極29aへの通電が温度ヒューズ100によって遮断される点においても有効である。   Even if it compares with the above comparative examples 1-4, the printing pattern in the heater 23 of a present Example is effective from any viewpoints of cost, compactness, and the strength of PTC characteristics. The heater 23 of this embodiment is also effective in that the current supply to the electrode 29 a is interrupted by the thermal fuse 100 when the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27.

本実施例では、保安素子として温度検知型の温度ヒューズ100を用いたが、保安素子は温度ヒューズ100に限られずサーモスイッチ、サーモスタット等他の温度検知型の保安素子を用いてもよい。   In the present embodiment, the temperature detection type thermal fuse 100 is used as the safety element, but the safety element is not limited to the temperature fuse 100, and other temperature detection type safety elements such as a thermo switch and a thermostat may be used.

本実施例では、保安素子としてサーミスタ(温度検知素子)を用いたヒータの一例を説明する。実施例1のヒータ23と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。   In the present embodiment, an example of a heater using a thermistor (temperature detection element) as a safety element will be described. Members / portions common to the heater 23 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図9は本実施例に係るヒータ23の構成と、そのヒータ23に用いられる通電制御回路の一例を表わす図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of the heater 23 according to the present embodiment and an energization control circuit used for the heater 23.

本実施例のヒータ23は、実施例1のヒータ23において温度ヒューズ100を設けた位置と同じ位置に保安素子としてサーミスタ25aを設けている。これにより、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26がどの位置で断線したとしても、導電部29・30とともに通電経路を構成する発熱体26の発熱領域内にサーミスタ25aを確実に位置させることができる。これによって、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26が断線した場合に発熱体26への通電を検知できる。CPU41は、サーミスタ25aの出力(検知温度)をA/D変換して取り込む。そしてCPU41は、サーミスタ25aの検知温度がある閾値を超えたか否かを判断し、検知温度が閾値を超えた場合に、電源43と温度ヒューズ100との間のACライン中に設けられた通電遮断手段としてのリレー44をオフする。これにより、実施例1のヒータ23と同様、基板27の長手方向において導電部29・30及び発熱体26が断線した場合に発熱体26への通電をストップできる。また、ヒータ23の暴走時には基板27の裏面の所定位置に設けた温度ヒューズ100が作動し電極29a・30aへの通電を停止する。   The heater 23 of this embodiment is provided with a thermistor 25a as a safety element at the same position as the position where the temperature fuse 100 is provided in the heater 23 of the first embodiment. This ensures that the thermistor 25a is placed in the heat generating region of the heat generating element 26 that constitutes the energization path together with the conductive parts 29 and 30, no matter where the conductive parts 29 or 30 and the heat generating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27. Can be located. Thereby, when the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27, it is possible to detect the energization of the heating element 26. The CPU 41 captures the output (detected temperature) of the thermistor 25a through A / D conversion. Then, the CPU 41 determines whether or not the detected temperature of the thermistor 25a exceeds a certain threshold value. When the detected temperature exceeds the threshold value, the energization interruption provided in the AC line between the power source 43 and the thermal fuse 100 is interrupted. The relay 44 as a means is turned off. Thereby, like the heater 23 of the first embodiment, when the conductive portions 29 and 30 and the heating element 26 are disconnected in the longitudinal direction of the substrate 27, the energization to the heating element 26 can be stopped. Further, when the heater 23 runs away, the thermal fuse 100 provided at a predetermined position on the back surface of the substrate 27 is activated to stop energization of the electrodes 29a and 30a.

ヒータの一例の構成模型図であって、(a)はヒータの背面図、(b)はヒータの正面図、(c)は(b)のヒータのc−c断面と、そのヒータに用いられる通電制御回路の一例を表わす図It is a structural model figure of an example of a heater, (a) is a rear view of a heater, (b) is a front view of a heater, (c) is a cc cross section of the heater of (b), and is used for the heater. Diagram showing an example of energization control circuit 定着装置の一例の縦断面模型図Vertical section model diagram of an example of a fixing device 定着装置の横断面模型図Cross-sectional model of fixing device 定着装置を記録材導入側から見た図View of fixing device from recording material introduction side (a)はヒータの正常時の発熱分布図、(b)はヒータの異常時の発熱分布図(A) is a heat distribution diagram when the heater is normal, and (b) is a heat distribution diagram when the heater is abnormal. 温度ヒューズの一例の構成及び動作を表わす図Diagram showing configuration and operation of an example of thermal fuse 比較例のヒータの構成模型図Structural model of heater of comparative example 画像形成装置の一例の構成模型A structural model of an example of an image forming apparatus ヒータの他の例の構成と、そのヒータに用いられる通電制御回路の一例を表わす図。The figure showing an example of the composition of other examples of a heater, and an energization control circuit used for the heater. 従来例のヒータの構成を表わす図Diagram showing the configuration of a conventional heater

符号の説明Explanation of symbols

11‥‥定着装置、22‥‥定着フィルム、23‥‥セラミックヒータ、24‥‥加圧ローラ、25a‥‥サーミスタ、26‥‥抵抗発熱体、27‥‥基板、29・30‥‥導電部、29a・30a‥‥給電用電極、100‥‥温度ヒューズ、P‥‥記録材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Fixing device, 22 ... Fixing film, 23 ... Ceramic heater, 24 ... Pressure roller, 25a ... Thermistor, 26 ... Resistance heating element, 27 ... Substrate, 29.30 ... Conductive part, 29a, 30a ... Power supply electrode, 100 ... Temperature fuse, P ... Recording material

Claims (2)

筒状の定着フィルムと、
基板と、前記基板の長手方向に沿って設けられている第1導電部と、前記基板の長手方向に沿って設けられている第2導電部と、前記基板の長手方向に亘って前記第1導電部と前記第2導電部の間に繋がれている発熱体と、前記第1導電部と電気的に繋がっており給電用コネクタが繋がれる第1電極と、前記第2導電部と電気的に繋がっており給電用コネクタが繋がれる第2電極と、を有し、前記第1電極と前記第2電極が前記基板の長手方向の同じ側の端部に設けられており、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、
前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に画像を担持する記録材を前記長手方向に対して直交する方向に挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ヒータの温度を感知しており前記ヒータが異常昇温した場合に前記発熱体への通電を遮断するための保安素子と、
を有する定着装置において、
前記保安素子が、前記長手方向において、前記第1及び第2電極が設けられている側の前記発熱体の端部に設けられていることを特徴とする定着装置。
A cylindrical fixing film;
A first conductive portion provided along the longitudinal direction of the substrate, a second conductive portion provided along the longitudinal direction of the substrate, and the first conductive portion along the longitudinal direction of the substrate. A heating element connected between the conductive part and the second conductive part, a first electrode electrically connected to the first conductive part and connected to the power feeding connector, and the second conductive part electrically A second electrode to which a power feeding connector is connected, and the first electrode and the second electrode are provided at the end of the same side in the longitudinal direction of the substrate, A heater in contact with the inner surface;
A pressure roller that forms a fixing nip portion that sandwiches and conveys a recording material carrying an image together with the heater through the fixing film in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
A safety element that senses the temperature of the heater and shuts off the power to the heating element when the heater is abnormally heated;
In a fixing device having
The fixing device, wherein the security element is provided at an end portion of the heating element on the side where the first and second electrodes are provided in the longitudinal direction.
前記保安素子は、サーミスタ、温度ヒューズ、サーモスイッチ、又はサーモスタットであることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the security element is a thermistor, a thermal fuse, a thermo switch, or a thermostat .
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